JPH07149215A - 制動エネルギ回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輪駆動軸からクラッチを介して制動エネル
ギを油圧エネルギに変換してアキュムレータに蓄積し、
発進／加速時にはアキュムレータに蓄積した油圧エネル
ギを発進／加速エネルギとして利用し、車輪駆動軸をク
ラッチを介して駆動する制動エネルギ回生装置におい
て、クラッチ断接センサの異常によって制動エネルギ回
生装置が誤作動し、ポンプ／モータの破損や制動力供給
不足を起こすことを未然に防止する。 【構成】 ドグクラッチ断接ＳＷによりドグクラッチの
接続状態が検出され(S70) 、かつ車速Ｖとポンプ回転数
ＮP とが所定の比例関係にあることが確認された場合に
のみ(S72、S73 、S74)、ポンプ／モータの作動制御を実
行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作動油をエネルギ伝達
媒体として、車両の制動エネルギを発進／加速エネルギ
に利用する蓄圧式の制動エネルギ回生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、市街バス等の車両に搭載され、制
動時のエネルギを回収して、これを発進時や加速時に利
用する制動エネルギ回生装置が、例えば特公平５−１１
６８号公報により知られている。この制動エネルギ回生
装置は、車両制動時に、ポンプ／モータをポンプとして
作動させ、アキュムレータに低圧タンクの作動油を圧送
して、これに制動エネルギを蓄えるようにしている。そ
して、車両の発進時あるいは加速運転時（これらを単に
発進／加速時とも記す）には、アキュムレータの高圧作
動油をポンプ／モータに供給してポンプ／モータをモー
タとして作動させ、車両の駆動輪をポンプ／モータで駆
動し、これにより制動エネルギを再利用している。

【０００３】このような、制動エネルギ回生装置は、回
生装置を使用する必要のないときあるいは使用すべきで
ないときには、車両の駆動輪から切り離すことができる
ようになっており、駆動軸と制動エネルギ回生装置との
間に、クラッチ（ドグクラッチ等）が介装されている。
制動エネルギ回生装置を作動させる場合には、このクラ
ッチが接続状態になっていることが作動条件になってお
り、回生装置の作動時には必ずこの条件が成立している
か否かを先ず確認するようにしている。そして、クラッ
チが接続状態である場合に限って制動エネルギ回生装置
が作動するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】クラッチの接続状態あ
るいは切断状態を検出するために、電気的にオン、オフ
を検出するクラッチ断接センサ（クラッチ断接ＳＷとも
いう）を通常使用しているが、このクラッチ断接センサ
が、故障を起こして誤った信号を出力することも考えら
れる。このような場合には、制動エネルギ回生装置を作
動させてはならないのに作動してしまったり、作動させ
たいのに作動しなかったりといった不具合が発生するこ
とにもなる。特に、クラッチが実際には切断状態にもか
かわらず、クラッチ断接センサが接続であるという誤っ
た信号を出力した場合には、制動エネルギ回生装置は通
常通り作動してしまい、エネルギを発進／加速に利用す
るモータ作動時にあっては、ポンプ／モータに損傷を与
えたり、エネルギを回収するポンプ作動時にあっては、
ポンプ作動による制動力が働かなくなることで制動力不
足を引き起こしたりする虞がある。

【０００５】そこで、本発明は、実際のクラッチの断接
状態を正確に確認するようにして、ポンプ／モータの損
傷や制動力低下のトラブルを未然に防止するように図っ
た制動エネルギ回生装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の制動エネルギ回生装置は、作動油を貯溜す
る低圧タンクと油圧エネルギを蓄圧するアキュムレータ
との間の油路に介裝され、車両の駆動系部材にクラッチ
を介して連結される油圧ポンプ／モータを、制動時にポ
ンプ作動させ、制動エネルギを油圧エネルギに変換して
前記アキュムレータに蓄積する一方、発進／加速時には
モータ作動させて、アキュムレータに蓄積した油圧エネ
ルギを発進／加速エネルギとして利用する制動エネルギ
回生装置において、前記クラッチを断接駆動するクラッ
チ操作手段と、前記クラッチの断接状態を検出するクラ
ッチ断接検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、
前記油圧ポンプ／モータの回転数を検出するポンプ回転
数検出手段と、前記油圧ポンプ／モータの作動を制御す
る制御手段とを備え、前記制御手段は、前記クラッチが
接状態であることがクラッチ断接検出手段によって検出
され、かつ前記車速検出手段の出力と前記ポンプ回転数
検出手段の出力とが所定の比例関係にある場合にのみ、
前記油圧ポンプ／モータの作動制御を実行するようにし
たことを特徴とする。

【０００７】

【作用】クラッチの接続状態をクラッチ断接検出手段に
よって検出し、かつ、車速とポンプ／モータ回転数とが
所定の比例関係にあることを確認することによって、ク
ラッチの断接状態が異なる方法によって同時に検出され
る。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図１乃至図３に示すエネルギ回生装置は、トランス
ミッション３、クラッチ２を介して駆動輪を駆動するた
めのエンジン１を備える車両に適用され、ピストン型ア
キュムレータ２０、低圧作動油タンク３０、斜板式可変
容量ピストン型のポンプ／モータ４０、ギヤボックス５
０、コントロールユニット６０（以下これをＥＣＵとい
う）等を備えている。

【０００９】先ず、エネルギ回生装置が適用される車両
の構成から説明すると、エンジン１の出力軸はクラッチ
２を介してトランスミッション３に接続され、トランス
ミッション３の出力軸１３は、後輪駆動軸１０の差動装
置（スルーシャフト型）に接続されている。そして、エ
ネルギ回生装置は、駆動軸１２を介して前述した差動装
置に接続されている。

【００１０】アキュムレータ２０は、高圧油管路Ｐ１を
介して斜板式可変容量ピストン型ポンプ／モータ４０の
第１ポート４０ａに接続されており、ポンプ／モータ４
０の第２ポート４０ｂは、低圧油管路Ｐ２を介して作動
油タンク３０に接続されている。アキュムレータ２０
は、ピストン２１によりガス室２２と作動油室２３に区
画され、ガス室２２には所定圧の窒素ガスが封入され、
作動油室２３には油圧が蓄圧可能となっている。

【００１１】高圧油管路Ｐ１には、アキュムレータ２０
側から順に、作動油の蓄圧と解放を行う切換弁としての
遮断弁２４ならびにアンロード弁（ノーマルオープン）
２５が配設されている。遮断弁２４は、電磁パイロット
操作弁であり、通常はポンプ／モータ４０からアキュム
レータ２０へ向かう作動油の流れを許容し、逆方向の流
れを阻止する逆止弁として機能するが、ＥＣＵ６０から
の遮断弁信号Ｄ２が入力すると、アキュムレータ２０側
からポンプ／モータ４０側への作動油の流れを許容す
る。電磁式のアンロード弁２５は、ＥＣＵ６０からのア
ンロード弁信号Ｄ３によって作動し、高圧油管路Ｐ１と
低圧油管路Ｐ２を管路Ｐ４を介して短絡し、高圧油管路
Ｐ１に閉じ込められた残圧を低圧油管路Ｐ２に逃がすこ
とができるようになっている。

【００１２】高圧油管路Ｐ１と低圧油管路Ｐ２間には、
逆止弁４６が配設され、この逆止弁４６は低圧油管路Ｐ
２から高圧油管路Ｐ１への作動油の流入を可能にしてお
り、高圧油管路Ｐ１の作動油切れによって引き起こされ
る装置破損等を防止している。さらに、遮断弁２４より
ポンプ／モータ４０側の高圧油管路Ｐ１から分岐して管
路Ｐ３が作動油タンク３０に接続され、この管路Ｐ３に
は、ポンプ／モータ４０の吐出圧ＰHYが所定圧（例え
ば、３５０kgf/cm² ）以上になったとき、高圧油を作動
油タンク３０に逃がすためのリリーフ弁２６が設けられ
ている。

【００１３】高圧油管路Ｐ１には、遮断弁２４よりポン
プ／モータ４０側の管内圧力を知るための油圧センサと
しての吐出圧センサ８９が設けられており、吐出圧信号
ＰHYをＥＣＵに供給している。アキュムレータ２０に
は、窒素ガスの膨張によってピストン２１が作動油室２
３の最大膨張位置の僅かに手前の所定位置（直前位置と
いう）に移動したとき、これを検出してピストン位置信
号（オフ信号）ＬP を出力するピストン位置センサ８７
と、作動油室２３内の作動油圧を検出して蓄圧信号ＰAC
を出力する蓄圧センサ８８が設けられており、それぞれ
ピストン位置信号ＬP 、蓄圧信号ＰACをＥＣＵ６０に供
給している。

【００１４】ポンプ／モータ４０は、ギヤボックス５０
を介して前述した駆動軸１２に接続されており、駆動軸
１０の制動エネルギは、駆動軸１２とギヤボックス５０
を介してポンプ／モータ４０に伝達され、逆にポンプ／
モータ４０の発進／加速エネルギは、ギヤボックス５０
から駆動軸１２、差動装置を介して駆動軸１０に伝達さ
れる。ギヤボックス５０は、一対の歯車５０ａとドグク
ラッチ５１とから構成され、一対の歯車５０ａは駆動軸
１２の回転を増速してポンプ／モータ４０に伝達する。
駆動軸１２とポンプ／モータ４０との連結はドグクラッ
チ５１によって断接される。

【００１５】ポンプ／モータ４０は、ギヤボックス５０
の出力軸に接続された駆動軸４０ｅと、これと一体回転
するピストンシリンダ４０ｆと、該シリンダ４０ｆに嵌
装されたピストン４０ｃと、駆動軸４０ｅの回転に伴っ
てピストン４０ｃを往復運動させる斜板４０ｄとを有
し、駆動軸４０ｅに対する斜板４０ｄの角度すなわち傾
転角を制御することによって、そのポンプ／モータ容量
が設定されるようになっている。

【００１６】斜板４０ｄの傾転角は、傾転シリンダ４１
によって可変制御される。この傾転シリンダ４１は、斜
板４０ｄに連結されたピストン４１ａと、該ピストン４
１ａの両側にそれぞれ形成されたチャンバ４１ｂ、４１
ｃとを有し、一方のチャンバ例えばチャンバ４１ｂに後
述するパイロット油圧源４３からのパイロット油圧が供
給されると斜板４０ｄがポンプ作動側に駆動され、他方
のチャンバ４１ｃにパイロット油圧が供給されるとモー
タ作動側に駆動されるようになっている。

【００１７】パイロット油圧源４３は、電動モータ等に
より駆動されるオイルポンプや調圧弁から構成され、所
定圧のパイロット油圧を発生させる。この油圧源４３と
傾転シリンダ４１間には、フィルタ４５、電磁式の２ポ
ート切換弁４４、比例電磁弁４２がこの順で配設され、
これらは、パイロット油圧源４３から傾転シリンダ４１
へのパイロット油圧の供給圧を制御するためのパイロッ
ト油圧制御回路を構成している。切換弁４４は、ＥＣＵ
６０からの駆動信号Ｄ１によって、パイロット油路Ｐ５
の連通および遮断を行う。

【００１８】比例電磁弁４２の一方のソレノイド例えば
ソレノイド４２ａに制御信号ＥＬＰを供給すると、信号
値ＥＬＰに応じた大きさのパイロット油圧が比例電磁弁
４２を介して傾転シリンダ４１のポンプ作動側のチャン
バ４１ｂに供給され、また、他方のソレノイド４２ｂに
制御信号ＥＬＭを供給すると、信号値ＥＬＭに応じた大
きさのパイロット油圧がモータ作動側のチャンバ４１ｃ
に供給され、これにより、傾転シリンダ４１のピストン
４１ａの作動位置、ひいては斜板４０ｄの傾転角が可変
制御され、ポンプ作動時にあっては、吐出量の調整を
し、また、モータ作動時にあっては、出力トルクの調整
をするようになっている。

【００１９】ポンプ／モータ４０のポンプ作動時には、
斜板４０ｄが傾転シリンダ４１によってポンプ作動側に
駆動され、作動油は、作動油タンク３０からフィルタ３
８、逆止弁５８、管路Ｐ２、ポンプ／モータ４０、管路
Ｐ１を介してアキュムレータ２０へ流れ、モータ作動時
には、斜板４０ｄがモータ作動側に駆動され、作動油は
ポンプ作動時とは逆方向に、アキュムレータ２０から管
路Ｐ１、ポンプ／モータ４０、管路Ｐ２、逆止弁５７、
フィルタ３７を介して作動油タンク３０へ流れる。

【００２０】作動油タンク３０は、電磁式の２ポート切
換弁３３、減圧弁３５、エアドライヤ３６を介して加圧
エアタンク３１に、また、電磁式の３ポート切換弁３４
を介してサブエアタンク３２に接続されており、これら
は、作動油タンク３０へのエア圧力供給回路を構成して
いる。切換弁３４は、ＥＣＵ６０からの駆動信号Ｄ７に
よって作動し、サブエアタンク３２と作動油タンク３０
とを連通させる位置に切換えられる。サブエアタンク３
２と作動油タンク３０とを連通させることによって、サ
ブエアタンク３２は、一部保留していたエアを作動油タ
ンク３０に供給し、また、作動油タンク３０内の作動油
量の変動に合わせて、エアの補給又は吸収を行い、作動
油タンク３０内エア圧の安定化を図る。一方、ＥＣＵ６
０からの駆動信号Ｄ７が断たれると、切換弁３４は、大
気解放位置に切り換わり、作動油タンク３０内の圧力を
大気中に逃がす。

【００２１】切換弁３３は、ＥＣＵ６０からの駆動信号
Ｄ６によって作動し、エアタンク３１内の高圧エアを作
動油タンク３０内に供給し、タンク３０内の作動油を所
定圧に加圧することにより、ポンプ／モータ４０の作動
を安定した状態に保つ。ポンプ／モータ４０や油圧経路
内嵌合部（オイルシール）等から漏れる作動油は、ドレ
ンタンク３９へ還流する。ドレンタンク３９は、ポンプ
５９、フィルタ９７および電磁式２ポート切換弁９８を
介して作動油タンク３０に接続されており、ドレンタン
ク３９内の作動油が所定量に達すると、ポンプ５９を作
動させ、ＥＣＵ６０は、切換弁９８に駆動信号を出力
し、これを開成して、不足する作動油を作動油タンク３
０に補充する。

【００２２】作動油タンク３０には、作動油レベルセン
サ９０と油温センサ９１が設けられており、それぞれ作
動油レベル信号ＬOIL 、油温信号ＴOIL をＥＣＵ６０に
供給している。ＥＣＵ６０は、これらの信号によって、
作動油が正常な状態であるかどうかを監視し、回生装置
の作動を規制することで、ポンプ／モータ４０等の装置
の破損を防止している。

【００２３】前述したドグクラッチ５１は、エア圧によ
って断接作動し、ドグクラッチ５１には、クラッチ接続
用の電磁式３ポート切換弁（ドグクラッチ接弁）５３お
よびクラッチ切断用の電磁式３ポート切換弁（ドグクラ
ッチ接弁）５４を介してエアタンク５２が接続されてお
り、これらはドグクラッチ作動制御回路（クラッチ操作
手段）を構成している。クラッチ接続用の切換弁５３
が、ＥＣＵ６０からの駆動信号Ｄ８により作動すると、
エアタンク５２の高圧エアが、ドグクラッチ５１に供給
され、ドグクラッチ５１は接続作動となり、一方、クラ
ッチ切断用の切換弁５４が、ＥＣＵ６０からの駆動信号
Ｄ９により作動すると、ドグクラッチ５１は切断作動と
なる。

【００２４】ドグクラッチ５１には、ドグクラッチ断接
センサ（クラッチ断接検出手段でありドグクラッチ断接
ＳＷともいう）９２が設けられており、このセンサ９２
はリミットスイッチやリードスイッチ等で構成され、ド
グクラッチ５１の断接状態を検出して、その検出信号
（オンオフ信号）ＤＣＬをＥＣＵ６０に供給している。
また、ドグクラッチ５１のポンプ／モータ４０側出力軸
には、ポンプ／モータ４０の回転数を検出するポンプ回
転数センサ９３が設けられており、ポンプ回転数信号Ｎ
P をＥＣＵ６０へ供給している。ポンプ回転数センサ９
３としては、例えばスリット円板と光素子からなるエン
コーダ等が用いられる。ポンプ／モータ４０はドグクラ
ッチ５１を介して駆動軸１０に接続されているため、ド
グクラッチ５１が接続状態にあるときには、ポンプ回転
数は車速Ｖと所定の比例関係にあり、車速Ｖに比例して
上昇するようになっている。

【００２５】ブレーキペダル（図示せず）に接続された
ブレーキパワーユニット７０は、駆動輪ＷR および従動
輪ＷF の制動力を制御するためのものであり、各車輪の
ホイールシリンダ（図示せず）にブレーキエア圧を供給
している。ブレーキペダル（図示せず）の踏込量に応じ
て発生するブレーキ圧ＰBKは、図示しないセンサによっ
て検出され、ＥＣＵ６０にブレーキ圧検出信号ＰBKが供
給されている。ＥＣＵ６０は、前述した吐出圧センサ８
９によって検出されるポンプ／モータ４０の吐出圧ＰHY
およびブレーキ圧ＰBKの大きさを、それぞれの所定値と
比較することによって、ポンプ／モータ４０のポンプ作
動による蓄圧ブレーキと通常のサービスブレーキとの作
動切換制御を行っている。

【００２６】エンジン１には燃料噴射装置５が備えられ
ており、この燃料噴射装置５に接続されたガバナコント
ロールユニット６７は、通常の燃料噴射制御を行うとと
もに、後述するＥＣＵ６０からのラック制限信号Ｒによ
る燃料噴射制限（ラック制限）を行っている。この燃料
噴射制限（ラック制限）は、ポンプ／モータ４０のモー
タ作動による出力とエンジン１による出力との和が、通
常のエンジン１だけによる最大駆動トルクに対応する出
力以上にならないようにエンジン側の制御を行うもので
ある。また、ガバナコントロールユニット６７は、エン
ジン回転数ＮEを検出し、エンジン回転数信号ＮE をＥ
ＣＵ６０へ供給している。

【００２７】トランスミッション３には、その出力軸の
回転速度から車速を検出する車速センサ８３、Ｔ／Ｍリ
バースセンサ８４、Ｔ／Ｍニュートラルセンサ８５およ
び変速段を検知するセレクト位置センサ８６が設けられ
ており、それぞれ車速信号Ｖ、Ｔ／Ｍリバース信号ＴＭ
Ｒ、Ｔ／Ｍニュートラル信号ＴＭＮおよびセレクト位置
信号ＬTMをＥＣＵ６０へ供給している。車速センサ８３
としては、例えば出力軸に取り付けた円板の突起をピッ
クアップコイルで検出するもの等が使用される。

【００２８】図３は、エネルギ回生装置の作動を制御す
るＥＣＵ６０の構成を示し、ＥＣＵ６０には、プロセッ
サ、メモリ、入出力回路等を備えている。このＥＣＵ６
０の入力側には、電源のオンオフ状態信号を供給するメ
インＳＷ６４、アクセルペダル（図示せず）に連動し、
アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ
６１、クラッチペダル（図示せず）に連動し、エンジン
クラッチ断接を検出する２つのクラッチセンサ（ＣＬ
１）６２、（ＣＬ２）６３、および前述したブレーキ圧
センサを含む各種センサが接続される。ここで、エンジ
ンクラッチ断接センサ（ＣＬ１）６２は、クラッチペダ
ル（図示せず）の戻り限（クラッチ接続）で信号を供給
してＯＮになるように設定され、またエンジンクラッチ
断接センサ（ＣＬ２）６３は、クラッチペダル（図示せ
ず）の踏込限（クラッチ切断）で信号を供給してＯＮに
なるように設定されており、センサ（ＣＬ１）６２とセ
ンサ（ＣＬ２）６３の組み合わせによって半クラッチ状
態が検出可能となっている。

【００２９】一方、ＥＣＵ６０の出力側には、前述した
各種電磁切換弁、各種インジケータ類が接続されてい
る。インジケータ類には、アキュムレータ２０のピスト
ンセンサ８７からのピストン位置信号ＬP と蓄圧センサ
８８からの蓄圧信号ＰACとによって蓄圧量を表示する蓄
圧インジケータ６６、ドグクラッチ断接センサ９２から
のドグクラッチ断接信号ＤＣＬによって、ドグクラッチ
５１が接続されておりエネルギ回生装置が作動中である
ことを表示する回生ランプ６８および各種エラー信号に
よってエラーを表示するダイアグランプ６９が有る。

【００３０】以下、上述のように構成される制動エネル
ギ回生装置のポンプ制御およびモータ制御を図４乃至図
１０に示すフローチャートを参照して説明する。図４、
図５および図６は、ＥＣＵ６０が実行する制動時のポン
プ制御の制御手順を示す。先ず、ＥＣＵ６０は、ステッ
プＳ１０で、詳細は後述するドグクラッチ断接フラグｆ
(C/L) によってドグクラッチ５１がＯＮ（接続）かＯＦ
Ｆ（切断）かを判別する。尚、ドグクラッチ５１は、車
両が所定の運転状態（例えば、車速が５km/h以下であり
後退ギヤ段以外のセレクト位置で走行している状態）で
あるときに、ＥＣＵ６０からクラッチ接続用切換弁５３
に駆動信号Ｄ８が供給されてＯＮ（接続）となり、所定
の車速（例えば、６０km/h）以上の場合にはポンプ／モ
ータ４０の損傷を防止するため、切断用切換弁５４に駆
動信号Ｄ９が供給されてＯＦＦ（切断）となる。ドグク
ラッチ５１が接続状態になると、ポンプ／モータ４０
は、駆動軸１０、１２、ギヤボックス５０を介して駆動
輪ＷR により駆動されることになる。

【００３１】ステップＳ１０の判別結果がＯＦＦ（切
断）であれば図６のステップＳ２０に進む。ＥＣＵ６０
は、ステップＳ２０において比例電磁弁４２への傾転角
制御信号値ＥＬＰをゼロ（ＥＬＰ＝０）に設定する。こ
れにより、パイロット油圧源４３からのパイロット油圧
は遮断された状態に保持され、傾転角シリンダ４１のピ
ストン４１ａも中立位置に保持される。そして、ポンプ
／モータ４０の斜板４０ｄの傾転角度をゼロに保持する
ことによって、ポンプ／モータ４０は、ポンプとして機
能しないことになる。次に、ステップＳ２１では、切換
弁４４への駆動信号Ｄ１を断ったままにして、これをＯ
ＦＦ（閉）状態に保持し、さらに、ステップＳ２２で
は、アンロード弁（ノーマルオープン）２５へアンロー
ド弁信号Ｄ３を出力せず、これをＯＦＦ（開）とし、高
圧油管路Ｐ１と低圧油管路Ｐ２とを連通の状態に保持す
る。ステップＳ２３では、ＥＣＵ６０は、プログラム制
御変数であるフラグｆ１に値０（ｆ１＝０）を設定し、
これによりポンプ制御が実施されていないことを記憶す
る。

【００３２】図４のステップＳ１０に戻り、このステッ
プでの判別結果がＯＮ（接続）状態であれば、ステップ
Ｓ１１に進む。尚、後述するドグクラッチ断接フラグｆ
(C/L) により、このドグクラッチ５１やドグクラッチ断
接センサ９２の異常が検出された場合には、ステップＳ
１０の判別結果がＯＦＦ（断）になり、この場合にもポ
ンプ制御は実行しないことになる。ステップＳ１１で
は、ＥＣＵ６０は、トランスミション３のセレクト位置
が後退ギヤ段（リバース位置）であるか否かをＴ／Ｍリ
バース信号ＴＭＲにより判別して、判別結果がＹＥＳ
（リバース）つまり車両後退ギヤ段位置であれば前述し
た図６のステップＳ２０以下を実行し、ポンプ制御を行
わない。一方、判別結果がＮＯつまり車両前進ギヤ段位
置であればステップＳ１２を実行する。

【００３３】ステップＳ１２では、ＥＣＵ６０は、車両
が停止しているか否かを判別する。この判別は、車速Ｖ
が所定値ＸV0( 例えば、1 km/h）以下であるかを車速信
号Ｖにより判別して、Ｖ≦ＸV0（１km/h）であればポン
プ制御を実行しない。一方、判別結果がＶ＞ＸV0（１km
/h）であればステップＳ１３を実行する。ステップＳ１
３では、ＥＣＵ６０は、運転手がブレーキペダル（図示
せず）を踏んだことによりブレーキ圧ＰBKが発生してい
るかどうかをブレーキ圧センサからのブレーキ圧信号Ｐ
BKにより判別して、ＰBK＜ＸPB（例えば、０．２kgf/cm
²）であればブレーキペダル（図示せず）を踏んでいな
い状態とみなして、ポンプ制御を実行しない。一方、判
別結果がＰBK≧ＸPB（０．２kgf/cm² ）であればエネル
ギを回生すべき運転条件がすべて成立したと判別して、
ステップＳ１４を実行する。

【００３４】ステップＳ１４では、ＥＣＵ６０は、ポン
プ／モータ４０の斜板４０ｄの傾転角制御信号値ＥＬＰ
を設定するサブルーチンを実行する。ＥＬＰ値の設定方
法としては、例えば図１２に示すように、ブレーキ圧Ｐ
BKに応じた基準値を計算し、さらに、この基準値を、作
動油タンク３０の油温センサ９１で検出された油温ＴOI
L 、車速センサ８３で検出された車速Ｖ、アキュムレー
タ２０の蓄圧量ＰAC等により補正して適宜値に設定され
る。

【００３５】ステップＳ１５では、ＥＣＵ６０は、上述
のように設定されたＥＬＰ値に対応する制御信号を比例
電磁弁４２に出力し、ポンプ／モータ４０の傾転角を信
号値ＥＬＰに対応する角度に設定する。次いで、ステッ
プＳ１６では、切換弁４４に駆動信号Ｄ１を出力して、
これをＯＮ（開）にし、傾転角シリンダ４１にパイロッ
ト油圧を供給する。また、ステップＳ１７では、低圧油
管路Ｐ２と高圧油管路Ｐ１間のアンロード弁（ノーマル
オープン）２５をアンロード弁信号Ｄ３によってＯＮ
（閉）とし、高圧油管路Ｐ１の圧力が低圧油管路Ｐ２に
逃げないように遮断する。さらに、ステップＳ１８で
は、ポンプ作動中であることを記憶するためにフラグｆ
１に値１を設定する。

【００３６】このようにして、ポンプ／モータ４０の傾
転角が比例電磁弁４２への制御信号値ＥＬＰに対応する
角度に設定されると、ポンプ／モータ４０はポンプとし
て作動し、作動油タンク３０の作動油を吸い込んで、こ
れをアキュムレータ２０の作動油室２３に押し込んで蓄
圧する。以上のポンプ制御では、運転者のブレーキペダ
ル踏込量に応じてポンプ／モータ４０の傾転角が設定さ
れることになり、ポンプ／モータ４０がブレーキペダル
踏込量に応じた仕事をして、制動エネルギが回収される
ことになる。

【００３７】図７乃至図１０は、発進および加速時（発
進／加速時）のモータ制御の制御手順を示す。先ず、Ｅ
ＣＵ６０は、モータ作動に入る前に、ステップＳ３０乃
至ステップＳ４０において、モータ制御を実行しても良
いか否かを判別する。ステップＳ３０では、運転手が車
両を発進させる意図を有しているか否かを、ブレーキ圧
ＰBKが所定値ＸPB（例えば、０．２kgf/cm² ）より小で
あるか否かにより判断する。ステップＳ３０の判別結果
が、ＰBK≧ＸPB（０．２kgf/cm² ）であれば、後述する
図１０のステップＳ５０以下を実行して、モータ制御を
行わない。一方、判別結果がＰBK＜ＸPB（０．２kgf/cm
² ）であればステップＳ３１に進む。

【００３８】ステップＳ３１では、ＥＣＵ６０は、ポン
プ制御中であるか否かを、ポンプ制御中であることを示
すフラグｆ１が１（ＹＥＳ）であるか０（ＮＯ）である
かで判別する。フラグｆ１が１（ＹＥＳ）のとき、つま
りポンプ制御中のときには、後述する図１０のステップ
Ｓ５０以下を実行し、モータ制御を行わない。一方、フ
ラグｆ１が０（ＮＯ）のとき、つまりポンプ制御中でな
いときには、ステップＳ３２に進む。

【００３９】ステップＳ３２では、ＥＣＵ６０は、ドグ
クラッチ断接フラグｆ(C/L) によってドグクラッチ５１
がＯＮ（接続）かＯＦＦ（切断）かを判別し、ＯＦＦ
（切断）であればモータ制御を実行しない。一方、判別
結果がＯＮ（接続）であればステップＳ３３に進む。
尚、ポンプ制御でも説明したように、後述するドグクラ
ッチ断接フラグｆ(C/L) により、このドグクラッチ５１
やドグクラッチ断接センサ９２の異常が検出された場合
には、ステップＳ３２の判別結果がＯＦＦ（断）にな
り、この場合もモータ制御は実施しないことになる。

【００４０】ステップＳ３３では、ＥＣＵ６０は、トラ
ンスミション３のセレクト位置が後退ギヤ段（リバース
位置）であるか否かをＴ／Ｍリバース信号ＴＭＲにより
判別して、判別結果がＹＥＳ（リバース）つまり車両後
退ギヤ段位置であればモータ制御を実行しない。一方、
判別結果がＮＯつまり車両前進ギヤ段位置であればステ
ップＳ３４に進む。

【００４１】ステップＳ３４では、ＥＣＵ６０は、トラ
ンスミション３のセレクト位置がニュートラルであるか
否かをＴ／Ｍニュートラル信号ＴＭＮにより判別する。
判別結果がＹＥＳ（ニュートラル）つまりセレクト位置
がニュートラルであれば、運転手には未だ車両を発進さ
せる意図がないと判断して、モータ制御を行わない。一
方、判別結果がＮＯのときには、ステップＳ３５に進
む。

【００４２】ステップＳ３５では、ＥＣＵ６０は、クラ
ッチ２が接続状態か切断状態かをクラッチ断接センサ
（ＣＬ２）６３のクラッチ断接信号ＣＬ２により判別
し、切断状態であれば、トランスミション３のセレクト
位置がニュートラルのときと同様に、モータ制御を行わ
ない。一方、接続状態（半クラッチ状態も含む）であれ
ば図８のステップＳ３６に進む。

【００４３】ステップＳ３６では、ＥＣＵ６０は、アキ
ュムレータ２０に作動油が充填されているかどうかを、
ピストン位置センサ８７からのピストン位置信号ＬP に
よって判別する。ピストン２１の前述した直前位置に設
定されたピストン位置センサ８７が０ＦＦつまり作動油
が空のときには、アキュムレータ２０に作動油が蓄圧さ
れていないことになり、このような場合には、モータ制
御を実行しない。一方、ピストン位置センサ８７がＯＮ
つまりアキュムレータ２０に作動油が充填されていると
きには、ステップＳ３７に進む。

【００４４】ステップＳ３７では、ＥＣＵ６０は、車速
Ｖが所定値ＸV2（例えば、６５km/h）以下であるか否か
を車速信号Ｖにより判別し、所定値ＸV2（６５km/h）よ
り大であれば、ポンプ／モータ４０が、許容能力を越え
て破損することを防止するために、モータ制御は行わな
い。一方、所定値ＸV2（６５km/h）以下であればステッ
プＳ３８に進む。

【００４５】ステップＳ３８では、ＥＣＵ６０は、ステ
ップＳ３７と同様に車速Ｖを所定値ＸV1（例えば、５km
/h）と比較して、ＸV1値より小の場合にはステップＳ３
９に進み、クラッチ２が完全に接続されているか半クラ
ッチ状態であるかを、クラッチ断接センサ（ＣＬ１）６
２のクラッチ断接信号ＣＬ１によって判別する。ステッ
プＳ３８の判別により、車速Ｖが所定値ＸV1（５km/h）
より小であるにもかかわらず、クラッチ２が完全に接続
されていると判別されるような場合には、クラッチセン
サ６２、６３や車速センサ８３等に何らかの異常が有る
と判断して、安全上モータ制御は行わない。一方、クラ
ッチ断接信号ＣＬ１がＯＦＦ状態を示す場合には、前述
したステップＳ３５の判別結果と合わせて、クラッチ２
が半クラッチ状態にあることを意味し、このような場合
にはステップＳ４０に進む。

【００４６】ステップＳ４０では、ＥＣＵ６０は、アク
セル開度Ｌ Aθが、モータ開始開度判別値Ｘθ1 より大
であるか否かを、アクセル開度信号Ｌ Aθにより判断す
る。上述の判別値Ｘθ1 は、車速Ｖに応じて設定され、
図１３は、車速Ｖと、それによって設定される判別値Ｘ
θ1 との関係を示している。アクセル開度Ｌ Aθが判別
値Ｘθ1 より小（Ｌ Aθ＜Ｘθ1 ）の場合には、車両を
加速させるべき状態ではないと判断して、モータ作動は
行わない。一方、判別値Ｘθ1 より大（Ｌ Aθ≧Ｘθ1
）である場合には、ステップＳ４１に進んでモータ制
御を開始することになる。

【００４７】モータ制御を実行しない場合には、ＥＣＵ
６０は、図１０のステップＳ５０において比例電磁弁４
２への傾転角制御信号値ＥＬＭをゼロ（ＥＬＭ＝０）に
設定しこれを出力する。これにより、傾転角シリンダ４
１のピストン４１ａは中立位置に保持され、ポンプ／モ
ータ４０の斜板４０ｄの傾転角度がゼロになり、ポンプ
／モータ４０はモータとして機能しない状態となる。ス
テップＳ５１では、傾転角シリンダ４１のピストン４１
ａを駆動するパイロット油の給排制御を行う切換弁４４
を、駆動信号Ｄ１を断ってＯＦＦ（閉）にする。ステッ
プＳ５２では、モータ作動時にＯＮ（開）である遮断弁
２４を、遮断弁信号Ｄ２を断ってＯＦＦ（閉）にし、ア
キュムレータ２０からポンプ／モータ４０への作動油の
流れを止める。ステップＳ５３では、低圧油管路Ｐ２と
高圧油管路Ｐ１間に配設されるアンロード弁（ノーマル
オープン）２５を、アンロード弁信号Ｄ３の出力を停止
してＯＦＦ（開）とし、高圧油管路Ｐ１と低圧油管路Ｐ
２を連通させる。ステップＳ５４では、モータ作動時に
エンジン１に対して発信していた後述のラック制限信号
Ｒを断ってＯＦＦとし、さらにステップＳ５５にて、同
様に発信していたラック制限有効信号ＲＥを断ってＯＦ
Ｆとする。最後にステップＳ５６で、プログラム制御変
数であるフラグｆ２に値０（ｆ２＝０）を設定し、これ
によりモータ制御が実施されていないことを記憶する。

【００４８】一方、ステップＳ４１の実行によりモータ
制御が開始されると、ＥＣＵ６０は、ポンプ／モータ４
０の斜板４０ｄの傾転角制御信号値ＥＬＭを設定するサ
ブルーチンを実行する。ＥＬＭ値の設定方法としては、
先ず、アクセル開度Ｌ Aθおよび車速Ｖ（車速Ｖに代え
てエンジン回転数ＮE でもよい）に応じて基準値を設定
する。図１４は、ＥＣＵ６０の記憶装置に記憶されてい
るＥＬＭマップを示し、ＥＣＵ６０は、このマップから
車速Ｖおよびアクセル開度Ｌ Aθに応じたＥＬＭ基準値
（ＸM0、ＸM1、・・・）を読み出す。次に、油温センサ
９１で検出された作動油タンク３０の油温に応じた補正
係数Ｋ2 を求め、これをＥＬＭ基準値に掛け合わせて、
最適な傾転角制御信号ＥＬＭ値（＝ＥＬＭ基準値×Ｋ2
）を算出している。アクセル開度Ｌ Aθによって傾転
角制御信号値ＥＬＭを変化させることは、通常のエンジ
ン１だけによる発進および加速時のアクセル操作のレス
ポンスと同様のレスポンスが得られるように、ポンプ／
モータ４０のモータ作動による出力トルク値を変化させ
ることである。また、車速Ｖ（又はエンジン回転数ＮE
）によって傾転角制御信号値ＥＬＭを変化させ、発進
等の低速域で回生エネルギの有効利用を図って、黒煙の
発生を防止している。

【００４９】作動油タンク３０の油温による補正は、油
温が例えば７０℃未満ではＥＬＭ値の補正を必要としな
いが、油温が７０℃以上では、傾転角制御信号値ＥＬＭ
を減少させるように補正する。高温時には、作動油の粘
性が低下し、ポンプ／モータ４０の焼きつきの虞が生じ
るため、モータ容量を下げることでこれを防止してい
る。

【００５０】次に、ＥＣＵ６０は、図９のステップＳ４
２において、上述のようにして設定したＥＬＭ値に対応
する制御信号を比例電磁弁４２に出力し、ステップＳ４
３では、駆動信号Ｄ１を出力して、切換弁４４をＯＮ
（開）とし、比例電磁弁４２を介して傾転角シリンダ４
１にパイロット油圧を供給する。これにより、ポンプ／
モータ４０の斜板４０ｄが、ＥＬＭ値に対応する傾転角
に設定される。次いでステップＳ４４では、遮断弁２６
に遮断弁信号Ｄ２を出力して、これをＯＮ（開）にする
とともに、ステップＳ４５において、アンロード弁（ノ
ーマルオープン）２５にアンロード弁信号Ｄ３を供給し
て、これをＯＮ（閉）とし、高圧油管路Ｐ１の圧力が低
圧油管路Ｐ２に逃げないように遮断する。これにより、
ポンプ／モータ４０は、アキュムレータ２０内に蓄圧さ
れていた高圧作動油により駆動され、その駆動力は駆動
軸４０ｅ、ギヤボックス５０、駆動軸１２、１０を介し
て駆動輪ＷR に伝達され、発進時や加速時の駆動力の一
部を賄う。

【００５１】ステップＳ４６では、ＥＣＵ６０は、エン
ジン１の燃料噴射装置５の燃料供給制限を行うためのラ
ック制限信号Ｒを、ガバナコントロールユニット６７を
介して燃料噴射装置５に供給する。このラック制限信号
Ｒは、モータ制御時におけるエンジン１側の出力トルク
制限を行うものであり、エンジン１側の出力制限量は、
エンジン回転数ＮE およびアキュムレータ２０の蓄圧量
ＰACに基づいて決定される。そして、燃料噴射装置５へ
供給されたエンジン１側の出力制限を確実に実行させる
ために、ステップＳ４７において、ラック制限有効信号
ＲＥをガバナコントロールユニット６７に出力して、ノ
イズ等による誤作動を防止している。最後にステップＳ
４８で、プログラム制御変数であるフラグｆ２に値１を
設定し、これによりモータ作動中であることを記憶す
る。

【００５２】図１１は、本発明に係るドグクラッチ接続
確認制御手順を示し、ＥＣＵ６０は、この確認制御プロ
グラムを所定周期で繰り返し実行するようにし、常にド
グクラッチ５１の接続状態を監視するようにしている。
この監視制御の実行によって、ドグクラッチ５１が接続
していないにもかかわらず、ドグクラッチ断接センサ
（ドグクラッチ断接ＳＷ）９２がＯＮ（接続）信号を出
力した場合に発生するポンプ／モータ４０破損等の種々
のトラブルを防止することができる。

【００５３】先ず、ステップＳ７０で、ドグクラッチ断
接センサ９２がＯＮであるかＯＦＦであるかを判別す
る。判別結果がＯＦＦの場合にはポンプ／モータ作動制
御は実施しないので、ステップＳ８０で、ドグクラッチ
５１の断接フラグｆ(C/L) に値０を設定してこれを記憶
し、次のステップＳ８１で、ポンプ／モータ制御を実行
しないことを運転者に知らせるために回生ランプ６８
（図３）を消灯（ＯＦＦ）して当該ルーチンを終了す
る。フラグｆ(C/L) がリセット（値０）されると、前述
した通り、ポンプ制御もモータ制御も実行されない。

【００５４】一方、ドグクラッチ断接センサ９２により
ドグクラッチ５１の接続が検出されて、ステップＳ７０
の判別結果がＯＮの場合には次のステップＳ７１に進
み、ドグクラッチ断接フラグｆ(C/L) が値１であるか否
かを判別する。当該ルーチンの実行により一旦ドグクラ
ッチ５１の接続が確認され、フラグｆ(C/L) に値１が設
定された場合には、以後ドグクラッチ５１の接続確認を
行う必要がなく、このような場合には、後述するステッ
プＳ７３に進む。そして、判別結果がＮＯ（ｆ(C/L) ＝
０）で、未だドグクラッチ５１の接続が確認されていな
い場合には、ドグクラッチ接続確認を行うべく次のステ
ップＳ７２の実行に移る。

【００５５】ステップＳ７２は、ドグクラッチ接続確認
を行うステップであり、車速Ｖとポンプ回転数ＮP とが
所定の比例関係になっているか否かを車速センサ８３か
らの車速信号Ｖとポンプ回転数センサ９３からのポンプ
回転数信号ＮP とを比較することによって判別する。こ
の判別は、例えば、それぞれの信号の周波数比較によっ
て行われ、両方の周波数が一定の比例関係にあり、その
誤差が所定の範囲（例えば、±１０〜２０％）であれば
ドグクラッチ接続とみなすようにするものである。そし
て、判別結果がＮＯで車速Ｖとポンプ回転数ＮP との比
例関係が確認できない場合には、前述したステップＳ８
０でフラグｆ(C/L) を値０のままとし、ステップＳ８１
で回生ランプ６８を消灯（ＯＦＦ）させ、ポンプ制御あ
るいはモータ制御の実行が禁止される。この禁止指令に
よって、ポンプ制御あるいはモータ制御は一切実施され
ないことになる。

【００５６】一方、ステップＳ７２の判別結果がＹＥＳ
で、ドグクラッチ接続が確認できれば、次にステップＳ
７３に進み、フラグｆ(C/L) に値１を設定するとともに
ステップＳ７４において、エネルギ回生制御実行中であ
ることを示すために回生ランプ６８を点灯（ＯＮ）す
る。これにより、ドグクラッチ５１の作動とドグクラッ
チ断接センサ９２との整合性が取れたことになり、ポン
プ制御あるいはモータ制御を実施してもよいことにな
る。ところで、先のステップＳ７１での判別結果がＹＥ
Ｓのとき、すなわち、一旦ドグクラッチ５１の接続確認
が得られた場合には、再びステップＳ７２を実行するこ
となくステップＳ７３に進んで、フラグｆ(C/L) を値１
に保持し、ステップＳ７４で回生ランプ６８を点灯（Ｏ
Ｎ）状態に保って、ポンプ制御あるいはモータ制御の実
行を継続する。

【００５７】

【発明の効果】上述のように、本発明の制動エネルギ回
生装置に依れば、クラッチの断接状態を検出するクラッ
チ断接検出手段によりクラッチが接続状態であることが
検出され、かつ車速検出手段の出力とポンプ回転数検出
手段の出力とが所定の比例関係にある場合にのみ、ポン
プ／モータの作動制御を実行するようにしたので、クラ
ッチ断接検出手段の異常によって制動エネルギ回生装置
が誤作動して、ポンプ／モータの破損や制動力不足を起
こすことを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用される制動エネルギ回
生装置の一部およびこれを搭載した車両の構成を示す概
略図である。

【図２】本発明の制動エネルギ回生装置の主要構成を示
す油圧回路図である。

【図３】本発明の制動エネルギ回生装置の電子制御装置
（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。

【図４】図３のＥＣＵ６０が実行するポンプ制御ルーチ
ンのフローチャートの一部である。

【図５】図４のフローチャートに続く、ポンプ制御ルー
チンのフローチャートの一部である。

【図６】図４のフローチャートに続く、ポンプ制御ルー
チンのフローチャートの残部である。

【図７】図３のＥＣＵ６０が実行するモータ制御ルーチ
ンのフローチャートの一部である。

【図８】図７のフローチャートに続く、モータ制御ルー
チンのフローチャートの一部である。

【図９】図８のフローチャートに続く、モータ制御ルー
チンのフローチャートの一部である。

【図１０】図８のフローチャートに続く、モータ制御ル
ーチンのフローチャートの残部である。

【図１１】本発明に係る、制動エネルギ回生装置のドグ
クラッチ接続確認制御ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１２】制動エネルギ回生装置のポンプ制御時におけ
るブレーキ圧ＰBKと、それに応じて設定されるＥＬＰ値
との関係の一例を示すグラフである。

【図１３】制動エネルギ回生装置のモータ制御時におけ
る車速Ｖと判別値Ｘθ1 （アクセル開始開度）との関係
の一例を示すグラフである。

【図１４】制動エネルギ回生装置のモータ制御時におけ
る車速Ｖとアクセル開度とこれらに応じた傾転角制御信
号値ＥＬＭの関係の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クラッチ ３ トランスミッション １０ 後輪駆動軸 ２０ アキュムレータ ２４ 遮断弁 ２６ リリーフ弁 ３０ 低圧作動油タンク ４０ 斜板式可変容量ピストンポンプ／モータ ４１ 傾転シリンダ ４２ 比例電磁弁 ４３ パイロット油圧源 ５０ ギヤボックス ５１ ドグクラッチ ５２ エアタンク（クラッチ操作手段） ５３ ドグクラッチ接弁（クラッチ操作手段） ５４ ドグクラッチ断弁（クラッチ操作手段） ６０ コントロールユニット（ＥＣＵ） ６８ 回生ランプ ８３ 車速センサ（車速検出手段） ９２ ドグクラッチ断接センサ（クラッチ断接検出手
段） ９３ ポンプ回転数センサ（ポンプ回転数検出手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動油を貯溜する低圧タンクと油圧エネ
   ルギを蓄圧するアキュムレータとの間の油路に介裝さ
   れ、車両の駆動系部材にクラッチを介して連結される油
   圧ポンプ／モータを、制動時にポンプ作動させ、制動エ
   ネルギを油圧エネルギに変換して前記アキュムレータに
   蓄積する一方、発進／加速時にはモータ作動させて、ア
   キュムレータに蓄積した油圧エネルギを発進／加速エネ
   ルギとして利用する制動エネルギ回生装置において、前
   記クラッチを断接駆動するクラッチ操作手段と、前記ク
   ラッチの断接状態を検出するクラッチ断接検出手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、前記油圧ポンプ／モー
   タの回転数を検出するポンプ回転数検出手段と、前記油
   圧ポンプ／モータの作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記クラッチが接状態であることがク
   ラッチ断接検出手段によって検出され、かつ前記車速検
   出手段の出力と前記ポンプ回転数検出手段の出力とが所
   定の比例関係にある場合にのみ、前記油圧ポンプ／モー
   タの作動制御を実行するようにしたことを特徴とする制
   動エネルギ回生装置。