JPH10151958A - 制動エネルギ回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発進／加速時において常に運転者の意思に応
じた適正な駆動トルクを確保でき、回収した制動エネル
ギの回生効率を向上可能な制動エネルギ回生装置を提供
する。 【解決手段】 内燃エンジンと駆動系部材との間に設け
られた変速機の現在の減速比γnを検出する減速比検出
手段と、車両の発進／加速操作を行う加速操作部材の操
作量θACCを検出する加速操作量検出手段とを備え、加
速操作部材の操作量情報θACCと現在の減速比情報γnと
に基づき、車輪に伝達されるべき要求駆動トルクＴopを
演算する要求駆動トルク演算手段(122)と、要求駆動ト
ルク情報Ｔopに基づき、油圧ポンプ／モータによるモー
タ駆動トルクＴpとエンジン駆動トルクＴe（＝Ｔop−Ｔ
p）とのトルク配分（Ｔop＝Ｔe＋Ｔp）を設定するトル
ク配分設定手段(128)とを備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】

【関連する背景技術】市街バス等の車両に搭載され、制
動時に回収したエネルギ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５−１１６８号公
報等により知られている。この制動エネルギ回生装置で
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
蓄圧することで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（発進／加速
時）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、
駆動輪をポンプ／モータで駆動し、これにより制動エネ
ルギを発進／加速時に回生利用するようにしている。

【０００３】ところで、この制動エネルギ回生装置で
は、例えば後輪駆動軸より後方にエンジンが配置され、
前方にアキュムレータ等からなる制動エネルギ回生装置
の本体が配置された構成とされている。前者は、クラッ
チ、変速機を介して駆動軸の差動装置（スルーシャフト
型差動装置）に、後者は、減速歯車装置、クラッチを介
して、上記差動装置にそれぞれ接続されている。これに
より、車両の発進／加速時においては、ポンプ／モータ
をモータ作動させて駆動力を得るのみならず、併せてエ
ンジン出力によって駆動力を得ることが可能とされてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成された従来の制動エネルギ回生装置では、発進／
加速時において、アクセル開度やアキュムレータの高圧
作動油の残量、即ち蓄圧量に応じてポンプ／モータのモ
ータ制御を実施するようにしており、このとき、上記蓄
圧量に応じてエンジンへの燃料供給を制限するようにし
ている。詳しくは、アキュムレータ内の蓄圧量が大きい
ときには、ポンプ／モータにより大きなモータ駆動トル
クが得られることからエンジンへの燃料供給を大きく制
限してエンジン出力を小さくし、一方、アキュムレータ
内の蓄圧量が小さいときには、ポンプ／モータによるモ
ータ駆動トルクが小さいことからエンジンへの燃料供給
を小さく制限してエンジン出力を大きくしポンプ／モー
タの駆動力をある程度補うようにしている。

【０００５】しかしながら、このように、エンジンへの
燃料供給をアキュムレータ内の蓄圧量にのみ応じて一律
に制限するような構成では適正且つ安定した駆動トルク
を得ることができず、発進／加速性に問題がある。つま
り、上記のような従来の構成では、変速機の変速段切換
によるエンジン駆動トルクの変動要素が加味されておら
ず、エンジンへの燃料供給を制限したとしても、例え
ば、発進／加速時点での変速段が高速段である場合には
モータ駆動トルクとエンジン駆動トルクとの合計からな
る駆動トルクがエンジン単体による最大駆動トルクを超
えて運転者に急加速に似た違和感を与える虞があり、一
方、変速段が低速段である場合には各駆動トルクの合計
が通常のエンジン単体による駆動トルクを下回り、所望
の発進／加速を実現できない虞があるのである。

【０００６】また、このように駆動トルクの過不足があ
ると、回収した制動エネルギを有効に利用していないこ
とになり好ましいことではない。特に駆動トルクが過剰
となる場合にあっては、余情燃料を使用していることか
ら燃費の悪化にも繋がり、制動エネルギ回生装置の本来
の趣旨に反することになる。さらに、エンジンへの燃料
供給量を決定する特性マップ（ガバナマップ）はエンジ
ンの種類毎に異なっており、故にエンジンの種類に応じ
てこのガバナマップを変更する必要があるのであるが、
上記のような構成では、このような場合において併せて
エンジンへの燃料供給の制限量等を設定し直さなければ
ならず、汎用性がなく手間がかかるという問題もある。

【０００７】本発明は、上述した事情に基づきなされた
もので、その目的とするところは、発進／加速時におい
て常に運転者の意思に応じた適正な駆動トルクを確保で
き、回収した制動エネルギの回生効率を向上可能な制動
エネルギ回生装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、車両に搭載され、内燃エンジ
ンの駆動力を車輪に伝達する駆動系部材に連結された油
圧ポンプ／モータを、制動時にはポンプ作動させて制動
エネルギを油圧エネルギに変換し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前記アキ
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
内燃エンジンと前記駆動系部材との間に設けられ、減速
比の切換により前記内燃エンジンから前記車輪に伝達さ
れるエンジン駆動トルクを増減変更する変速機と、前記
変速機の現在の減速比を検出する減速比検出手段と、車
両の発進／加速操作を行う加速操作部材と、前記加速操
作部材の操作量を検出する加速操作量検出手段と、前記
加速操作部材が操作されたとき、前記加速操作量検出手
段からの前記加速操作部材の操作量情報と前記減速比検
出手段からの現在の減速比情報とに基づき、前記車輪に
伝達されるべき要求駆動トルクを演算する要求駆動トル
ク演算手段と、前記要求駆動トルク演算手段からの要求
駆動トルク情報に基づき、前記油圧ポンプ／モータによ
るモータ駆動トルクと前記エンジン駆動トルクとのトル
ク配分を設定するトルク配分設定手段と、前記発進／加
速時には、前記現在の減速比で伝達される実際のエンジ
ン駆動トルクが前記トルク配分に応じたエンジン駆動ト
ルクとなるよう前記内燃エンジンへの燃料供給量を制御
する燃料制御手段とを備えたことを特徴としている。

【０００９】従って、加速操作部材が操作されると、加
速操作量検出手段によって検出される加速操作部材の操
作量情報及び変速機の減速比検出手段によって検出され
る現在の減速比情報に基づいて、車輪に伝達されるべき
要求駆動トルクが要求駆動トルク演算手段により演算さ
れる。そして、この要求駆動トルク情報に基づいて、油
圧ポンプ／モータによるモータ駆動トルクとエンジン駆
動トルクとのトルク配分がトルク配分設定手段によって
好適に設定されることになり、車両の発進／加速が開始
されたときには、現在の減速比で伝達される実際のエン
ジン駆動トルクが上記トルク配分に応じたエンジン駆動
トルクとなるよう内燃エンジンへの燃料供給量が適正に
制御される。

【００１０】つまり、発進／加速時には、モータ駆動ト
ルクとエンジン駆動トルクとが、内燃エンジン単体で変
速機を介して発生可能な駆動トルク、即ち要求駆動トル
クに応じてそれぞれ設定されることになり、モータ駆動
トルクとエンジン駆動トルクの和からなる全体の駆動ト
ルクが減速比に拘わらず常に現実的なものとされ、適正
且つ安定したものとされる。

【００１１】また、請求項２の発明では、前記トルク配
分設定手段は、前記モータ駆動トルクと前記エンジン駆
動トルクとの和が前記要求駆動トルクとなるようトルク
配分を設定することを特徴としている。従って、モータ
駆動トルクとエンジン駆動トルクとの和が要求駆動トル
クとなるようにトルク配分が設定されるため、変速機の
変速段、つまり減速比がいかなるものであっても、モー
タ駆動トルクとエンジン駆動トルクの和からなる全体の
駆動トルクが、過不足なく常に内燃エンジン単体で変速
機を介して発生可能な駆動トルク、即ち要求駆動トルク
に等しくされ、適正且つ安定したものとされる。

【００１２】また、請求項３の発明では、さらに、前記
要求駆動トルク演算手段からの要求駆動トルク情報と前
記アキュムレータに蓄積した前記油圧エネルギの残量と
に基づき前記油圧ポンプ／モータのモータ駆動トルクを
設定するモータ駆動トルク設定手段を備え、前記トルク
配分設定手段は、前記モータ駆動トルク設定手段により
設定されるモータ駆動トルクと前記エンジン駆動トルク
との和が前記要求駆動トルクとなるようトルク配分を設
定することを特徴としている。

【００１３】従って、油圧ポンプ／モータのモータ駆動
トルクは要求駆動トルク情報とアキュムレータに蓄積し
た油圧エネルギの残量情報とに基づいて確定されるた
め、エンジン駆動トルクが要求駆動トルクとモータ駆動
トルクとの差から常に容易且つ適正に決定される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態としての実施例を詳細に説明する。図１を参
照すると、本発明の制動エネルギ回生装置が適用される
車両の全体構成が示されており、先ず、エンジン１に基
づくエンジン駆動系について説明する。

【００１５】同図によれば、エンジン１の出力軸２はク
ラッチ装置１０を介して歯車式変速機（以下、単に変速
機という）３０に接続されており、変速機３０の出力軸
３１は、駆動軸４０を介して後輪駆動軸４２の差動装置
（スルーシャフト型差動装置）４４に接続されている。
エンジン１は、例えばディーゼルエンジンである。従っ
て、このエンジン１には、エンジン１に燃料を供給する
ための燃料噴射ポンプ（以下、噴射ポンプという）４が
設けられている。この噴射ポンプ４は、ポンプ入力軸
（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によ
りポンプを作動させて燃料を噴射する装置である。さら
に、この噴射ポンプ４には、コントロールラック（図示
せず）を作動制御することにより上記ポンプの噴射量、
即ち燃料噴射量を調節する電子ガバナ５が接続されてい
る。そして、この電子ガバナ５は、エンジンコントロー
ルユニット１０２を介して電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００に電気的に接続されている。

【００１６】エンジンコントロールユニット１０２は、
ＥＣＵ１００等からの信号に基づき電子ガバナ５に対し
て駆動信号を供給する装置であって、エンジン１の総合
的な駆動制御を行うものである。つまり、エンジンコン
トロールユニット１０２には、同図に示すように、ＥＣ
Ｕ１００の他、アクセルペダル（加速操作部材）８の踏
込量、即ちアクセル開度θACCを検出するアクセル開度
センサ（加速操作量検出手段）９や後述のエンジン回転
センサ６が接続されており、例えば、通常運転時におい
て、これらアクセル開度センサ９からのアクセル開度情
報θACC、エンジン回転センサ６からのエンジン回転速
度Ｎeに応じた指令信号、即ちラック位置信号がエンジ
ンコントロールユニット１０２から電子ガバナ５に供給
されると、コントロールラックが作動して燃料の増減が
行われ、これによりエンジン回転速度Ｎeの増減制御が
実施される。

【００１７】上記エンジン回転センサ６は上記ポンプ入
力軸近傍に付設されており、通常このエンジン回転セン
サ６は、ポンプ入力軸の回転数を検出し、この回転数に
基づいてエンジン１の出力軸２の回転数、即ちエンジン
回転速度Ｎeを検出するように構成されている。そし
て、このエンジン回転センサ６はエンジンコントロール
ユニット１０２のみならずＥＣＵ１００にも接続されて
いる。

【００１８】クラッチ装置１０は、フライホイール１２
にクラッチ板１４をプレッシャスプリング１６により圧
接させて接続状態とする一方、フライホイール１２から
クラッチ板１４を離間させることで切断状態とするよう
な通常の機械摩擦式クラッチの操作を、自動で実施可能
としたものである。詳しくは、クラッチ板１４には、ア
ウタレバー１４ａを介し、クラッチ断接用アクチュエー
タとして機能するエアシリンダユニット１８が接続され
ており、このエアシリンダユニット１８は、エア供給通
路であるエア通路２４を介してエアタンク２６に接続さ
れている。さらに、エア通路２４には、ＥＣＵ１００に
電気的に接続された三方電磁弁２８が介装されている。
従って、この三方電磁弁２８がＥＣＵ１００からの信号
供給により開弁すると、エア通路２４を介してエアタン
ク２６からエアが供給され、エアシリンダユニット１８
内のピストンが自動的に作動する。これにより、クラッ
チ板１４がアウタレバー１４ａを介して移動し、クラッ
チの断接が自動的に実施される。

【００１９】つまり、エアシリンダユニット１８が非作
動状態から作動状態に移行すると、クラッチ板１４がフ
ライホイール１２から離間する方向に移動し、これによ
り、クラッチ装置１０は接続状態から切断状態に変化す
る。一方、三方電磁弁２８が大気開放されてエアシリン
ダユニット１８が非作動状態である場合には、クラッチ
板１４はプレッシャスプリング１６によってフライホイ
ール１２に圧接状態とされ、クラッチ装置１０は接続状
態に保持される。なお、この自動によるクラッチの断接
は、後述するように、変速機３０の自動変速に合わせて
実施されるとともに、エンジン回転速度Ｎeに応じても
実施される。

【００２０】また、エアシリンダユニット１８には、ク
ラッチペダル２０の作動に連動して油圧を発生する油圧
マスタシリンダ２２が油路２２ａを介して接続されてい
る。従って、クラッチペダル２０が踏まれると、油圧マ
スタシリンダ２２から作動油が油路２２ａを介してエア
シリンダユニット１８側に供給され、これにより、エア
シリンダユニット１８内のピストン（図示せず）が作動
し、クラッチ板１４がアウタレバー１４ａを介して作動
する。即ち、クラッチ装置１０は、自動のみならず手動
でも作動可能とされている。

【００２１】歯車式変速機３０は、通常の手動変速機と
同様の構造を有した多段変速機であり、ここでは、後退
段の他に前進７段の変速段（１速段〜７速段）を有して
いる。そして、さらに、この変速機３０には、変速段を
自動切換えするためのギヤシフトユニット３２が設けら
れている。つまり、この変速機３０は機械式自動変速機
として構成されている。

【００２２】ギヤシフトユニット３２は、変速機３０内
の複数のシフトフォーク（図示せず）をそれぞれ作動さ
せる複数のパワーシリンダ（図示せず）を有しており、
これらのパワーシリンダは、エア通路３４を介して上記
エア通路２４に接続されている。さらに、各パワーシリ
ンダとエア通路３４との間にはＥＣＵ１００からの作動
信号により作動する電磁弁（図示せず）がそれぞれ設け
られている。従って、ＥＣＵ１００からこれらの電磁弁
に作動信号が与えられると、複数のパワーシリンダが作
動信号に応じて作動することになり、故に、作動信号に
対応したシフトフォークが上記エアタンク２６からの高
圧作動エアの供給により作動する。これにより歯車式変
速機３０のギヤの噛み合いが作動信号に応じて適宜自動
で変更されることとなる。

【００２３】また、変速機３０には、現在の変速段を検
出する変速段センサ３５が設けられており、変速機３０
の出力軸３１には、出力軸３１の回転速度に基づいて車
速Ｖを検出する車速センサ３９が付設されている。チェ
ンジレバー３６は、上記変速機３０のレンジ位置を切換
操作するセレクトレバーである。このチェンジレバー３
６は、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、後退レンジ（Ｒ
レンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）及び自動変
速を行うドライブレンジ（Ｄレンジ）間で切換操作可能
とされている。

【００２４】詳しくは、このチェンジレバー３６にはレ
ンジ位置選択スイッチ３８が接続されており、このレン
ジ位置選択スイッチ３８はＥＣＵ１００に接続されてい
る。従って、チェンジレバー３６が操作されるとチェン
ジレバー３６の各レンジ位置がレンジ位置選択スイッチ
３８により検出され、この検出信号がＥＣＵ１００に供
給される。そして、ＥＣＵ１００からの駆動信号により
上記ギヤシフトユニット３２の複数の電磁弁のうちの対
応する電磁弁が作動し、これにより変速機３０のギヤ位
置がレンジ位置に沿うよう適宜切換操作される。但し、
Ｄレンジである場合には、さらに車速Ｖやアクセル開度
θACC等に応じてギヤ位置、即ち変速段が自動切換され
る。

【００２５】ここで、レンジ位置がＤレンジである場合
においてＥＣＵ１００で実行される変速機３０の自動変
速制御内容について簡単に説明しておく。レンジ位置が
Ｄレンジである場合には、先ず、車速Ｖ、アクセル開度
θACC等に基づいて目標変速段が決定される。そして、
この目標変速段が現在の変速段と比較され、目標変速段
が現在の変速段と異なる場合には、この目標変速段に応
じたシフト信号がギヤシフトユニット３２の各電磁弁に
与えられ、自動変速制御が開始される。

【００２６】このとき、同時に三方電磁弁２８に駆動信
号が供給される。これにより、エアシリンダユニット１
８がやはり自動で作動し、クラッチ板１４がフライホイ
ール１２から離れてクラッチ装置１０が切断状態とされ
る。故に変速段がスムースに目標変速段に向けて切換え
られる。その後、変速が略達成されると、三方電磁弁２
８に供給されていた駆動信号が断たれて三方電磁弁２８
は閉弁される。そして、三方電磁弁２８が閉弁される
と、クラッチ板１４が再びフライホイール１２に圧接さ
れてクラッチ装置１０が接続状態とされ、これにより一
連の自動変速制御が終了することになる。

【００２７】なお、このとき、自動変速制御に応じて電
子ガバナ５もエンジンコントロールユニット１０２によ
って制御されており、これにより、変速時にあっては燃
料供給量が調節されてエンジン１の吹き上がりが好適に
防止される。次に、制動エネルギ回生駆動系について説
明する。同図によれば、アキュムレータ５０は高圧油管
路６０を介して斜板式可変容量ピストン型ポンプ／モー
タ（油圧ポンプ／モータ）７０の第１ポート７０ａに接
続されており、ポンプ／モータ７０の第２ポート７０ｂ
は、低圧油管路６２を介して作動油タンク６４に接続さ
れている。また、ポンプ／モータ７０は、ギヤボックス
８０、駆動軸８８を介して前述した後輪駆動軸４２の差
動装置（スルーシャフト型差動装置）４４に接続されて
いる。これにより、制動時には後輪駆動軸４２の回転エ
ネルギ（制動エネルギ）が駆動軸８８、ギヤボックス８
０を介してポンプ／モータ７０に伝達され、逆に発進／
加速時にはポンプ／モータ７０の回転エネルギ（発進／
加速エネルギ）が、ギヤボックス８０、駆動軸８８、差
動装置４４を介して後輪駆動軸４２に伝達される。

【００２８】アキュムレータ５０は、ピストン５２によ
りガス室５３と作動油室５４とに区画されており、ガス
室５３には所定圧の窒素ガスが封入され、作動油室５４
には油圧を蓄圧可能となっている。そして、アキュムレ
ータ５０と高圧油管路６０との接続部には、遮断弁５６
が介装されている。この遮断弁５６は、ＥＣＵ１００に
接続された電磁パイロット操作弁であり、通常はポンプ
／モータ７０からアキュムレータ５０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
能する一方、ＥＣＵ１００からの駆動信号が入力する
と、開弁してアキュムレータ５０側からポンプ／モータ
７０側への作動油の流れを許容するようにされている。

【００２９】高圧油管路６０の遮断弁５６近傍には、高
圧油管路６０内の管内圧力を検出する吐出圧センサ５８
が設けられており、吐出圧信号ＰHをＥＣＵ１００に供
給している。また、アキュムレータ５０の遮断弁５６近
傍には、作動油室５４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５９が設けられており、蓄圧
信号ＰACをＥＣＵ１００に供給している。

【００３０】ポンプ／モータ７０は、ギヤボックス８０
の出力軸に接続された駆動軸７２と、これと一体回転す
るピストンシリンダ７４と、該シリンダ７４に嵌装され
たピストン７５と、駆動軸７２の回転に伴ってピストン
７５を往復運動させる斜板７６とを有しており、駆動軸
７２に対する斜板７６の角度即ち傾転角αを制御するこ
とによりそのポンプ／モータ容量を設定可能とされてい
る。この斜板７６の傾転角αは、ＥＣＵ１００からの駆
動信号に応じて作動する傾転シリンダ７８によって可変
制御される。なお、傾転角αが値０であるときには、ポ
ンプ／モータ７０はポンプとしてもまたモータとしても
機能しない。

【００３１】即ち、制動時にはポンプ／モータ７０が後
輪駆動軸４２の回転エネルギ（制動エネルギ）によって
回転させられるのであるが、このとき、ポンプ／モータ
７０が傾転角αに応じてポンプ作動して作動油が作動油
タンク６４から管路６２、ポンプ／モータ７０、管路６
０を経てアキュムレータ５０に流入する。これにより、
制動エネルギが作動油の圧力としてアキュムレータ５０
内に蓄圧される。

【００３２】一方、発進／加速時には、遮断弁５６が開
弁することでアキュムレータ５０に貯留された高圧の作
動油が吐出することになり、ポンプ／モータ７０が傾転
角αに応じてモータ作動する。つまり、作動油はポンプ
／モータ７０を回転駆動させながらポンプ作動時とは逆
方向に、アキュムレータ５０から管路６０、ポンプ／モ
ータ７０、管路６２を経て作動油タンク６４へ流れる。
これにより、後輪駆動軸４２が回転駆動され、アキュム
レータ５０内に備蓄されたエネルギが発進／加速エネル
ギとして好適に回生利用される。

【００３３】ギヤボックス８０は、一対の歯車機構８２
とドグクラッチ８４とから構成され、一対の歯車機構８
２は駆動軸８８の回転を一定のギヤ比で増速してポンプ
／モータ７０に伝達する。そして、駆動軸８８とポンプ
／モータ７０との連結は状況に応じて適宜ドグクラッチ
８４によって断接操作される。実際には、ドグクラッチ
８４にはクラッチ接続用の電磁弁８６及びクラッチ切断
用の電磁弁８７を介してエアタンク（図示せず）が接続
されている。従って、クラッチ接続用の電磁弁８６が、
ＥＣＵ１００からの駆動信号により作動すると、エアタ
ンクの高圧エアがドグクラッチ８４に供給されてドグク
ラッチ８４は接続状態となり、一方、クラッチ切断用の
電磁弁８７が、ＥＣＵ１００からの駆動信号により作動
すると、ドグクラッチ８４は切断状態となる。

【００３４】上記ＥＣＵ１００は、マイクロコンピュー
タ（ＣＰＵ）、メモリ及び入力出力信号処理回路として
のインタフェイスとで構成されている。そして、ＥＣＵ
１００の入力側インタフェイスには、上述したように、
エンジン回転センサ６、アクセル開度センサ９、変速段
センサ３５、レンジ位置選択スイッチ３８、車速センサ
３９、吐出圧センサ５８及び蓄圧センサ５９が接続され
ており、これら各センサ等からの情報が入力される。さ
らに、この入力側インタフェイスには、ブレーキペダル
９０の踏込状態を検出するブレーキスイッチ（ブレーキ
ＳＷ）９２も接続されている。ブレーキペダル９０は、
車輪Ｗに設けられたサービスブレーキ（図示せず）を制
動作動させるための操作部材である。

【００３５】一方、ＥＣＵ１００の出力側インタフェイ
スには、やはり上述したように、エアシリンダユニット
１８、三方電磁弁２８、ギヤシフトユニット３２の電磁
弁、遮断弁５６、傾転シリンダ７８、電磁弁８６，８７
及びエンジンコントロールユニット１０２等が接続され
ている。以下、上記のように構成された制動エネルギ回
生装置の発進／加速時におけるポンプ／モータ７０のモ
ータ制御及びエンジン制御について説明する。なお、本
発明の制動エネルギ回生装置では、ポンプ／モータ７０
の出力トルク、即ちポンプ／モータトルクＴpとエンジ
ン１の出力トルクに基づく駆動トルク、即ちエンジン駆
動トルクＴeとの和が、アクセル開度θACC及びエンジン
回転速度Ｎeに応じて算出される要求駆動トルク、即ち
ペラ軸換算トルクＴopとなるように駆動トルクＴを求め
るようにしており（Ｔ＝Ｔop＝Ｔe＋Ｔp）、ここでは、
この駆動トルクＴの演算手順に沿ってモータ制御及びエ
ンジン制御を説明する。

【００３６】図２を参照すると、ＥＣＵ１００及びエン
ジンコントロールユニット１０２の実行する駆動トルク
Ｔの演算手順を示すブロック図が示されており、また、
図３及び図４を参照すると、ＥＣＵ１００が実行するモ
ータ制御ルーチンを示すフローチャート及びエンジンコ
ントロールユニット１０２が実行するエンジン制御を示
すフローチャートがそれぞれ示されており、以下、これ
らの図に従って説明する。

【００３７】先ず、ＥＣＵ１００によるモータ制御につ
いて説明すると、図３のステップＳ１０において、上記
各センサよりアクセル開度θACC、エンジン回転速度Ｎ
e、車速Ｖ及び蓄圧信号ＰACを読込む。そして、ステッ
プＳ１２において、変速機３０の現在の変速段であるｎ
速段（ｎ＝１〜７）のギヤ比（減速比）γnを読込む。
具体的には、変速段センサ３５からの変速段情報に基づ
き、予め設定された変速段／ギヤ比対応表（図示せず）
からギヤ比γnを読み取る（減速比検出手段）。

【００３８】次のステップＳ１４では、図２中の要求ト
ルク演算部１２０において、アクセル開度θACCとエン
ジン回転速度Ｎeとに基づき、エンジン１に要求され、
エンジン１が出力すべき要求トルクＴoを演算する。こ
こでは、要求トルク演算部１２０内に予め記憶された要
求トルクマップ（ガバナマップ）から要求トルクＴoを
求める。同マップから明らかなように、要求トルクＴo
は、エンジン回転速度Ｎeが小さいほど、また、アクセ
ル開度θACCが大きいほど大とされる。

【００３９】ステップＳ１６では、ペラ軸換算トルク演
算部（要求駆動トルク演算手段）１２２において、要求
駆動トルク、即ちペラ軸換算トルクＴopを次式(1)より
算出する。 Ｔop＝Ｔo×γn …(1) そして、ステップＳ１８では、ポンプ／モータ７０の傾
転角αを車速Ｖと上記ペラ軸換算トルクＴopとから演算
する。ここでは、傾転角演算部１２４内に予め記憶され
た傾転角マップから傾転角αを求める。同マップから明
らかなように、傾転角αは、ペラ軸換算トルクＴopが大
きいほど、また、車速Ｖが小さいほど大とされる。

【００４０】ステップＳ２０では、ポンプ／モータトル
ク演算部（モータ駆動トルク設定手段）１２６におい
て、ポンプ／モータ７０によるポンプ／モータトルクＴ
pを蓄圧信号ＰACと上記傾転角αとから演算する。ここ
では、ポンプ／モータトルク演算部１２６内に予め記憶
されたポンプ／モータトルクマップからポンプ／モータ
トルクＴpを求める。同マップから明らかなように、ポ
ンプ／モータトルクＴpは、蓄圧信号ＰACが大きいほ
ど、また傾転角αが大きいほど大とされる。なお、ポン
プ／モータトルクＴpは、ペラ軸換算トルクＴopよりも
大きくならないように設定されている（Ｔp≦Ｔop）。

【００４１】また、ステップＳ２２では、エンジン要求
トルク演算部１２８において、次式(2)よりエンジン要
求トルクＴeoを算出する。エンジン要求トルクＴeoは、
ポンプ／モータ７０をモータ作動させた場合にエンジン
１に要求されるトルクを意味している。 Ｔeo＝（Ｔop−Ｔp）／γn …(2) 即ち、ここでは、要求駆動トルクであるペラ軸換算トル
クＴopのうちポンプ／モータ７０が受け持つ分であるポ
ンプ／モータトルクＴpを除外してエンジン１が受け持
つべきエンジン駆動トルクを算出し（トルク配分設定手
段）、さらにこれをギヤ比γnで除し、純粋にエンジン
１に要求されるエンジントルクを求める。

【００４２】そして、次のステップＳ２４では、ラック
制限信号演算部１３０において、上記エンジン要求トル
クＴeoとエンジン回転速度Ｎeとに応じたラック位置信
号、つまりラック制限信号Ｒmaxを演算する。ここで
は、ラック制限信号演算部１３０内に予め記憶されたラ
ック制限信号マップからラック制限信号Ｒmaxを求め
る。同マップから明らかなように、ラック制限信号Ｒma
xは、エンジン要求トルクＴeoが大きいほど、またエン
ジン回転速度Ｎeが大きいほど大とされる。

【００４３】以上のようにして、ラック制限信号Ｒmax
が求められたら、次にエンジンコントロールユニット１
０２によりエンジン制御を実施する（燃料制御手段）。
図４のステップＳ３０では、上記各センサよりアクセル
開度θACC及びエンジン回転速度Ｎeを読込む。そして、
ステップＳ３２では、要求ラック位置信号演算部１４０
において、上記アクセル開度θACCとエンジン回転速度
Ｎeとに基づき要求ラック位置信号Ｒwoを演算する。こ
こでは、要求ラック位置信号演算部１４０内に予め記憶
された要求ラック位置信号マップから要求ラック位置信
号Ｒwoを求める。ここに、要求ラック位置信号Ｒwoは、
要求トルクＴoに対応したものであり、故に同マップは
上記要求トルク演算部１２０内に記憶された要求トルク
マップ（ガバナマップ）と同様のものとされている。即
ち、要求ラック位置信号Ｒwoは、エンジン回転速度Ｎe
が小さいほど、また、アクセル開度θACCが大きいほど
大とされる。

【００４４】このように要求ラック位置信号Ｒwoが求め
られたら、ラック位置信号判別部１４２では、ステップ
Ｓ３４乃至ステップＳ３８において、この要求ラック位
置信号Ｒwoが上記ラック制限信号Ｒmaxより大きいか否
かが判別され、いずれか小さい方が選択される（ＭＩＮ
(Ｒwo，Ｒmax)）。つまり、ステップＳ３４の判別結果
が真（Ｙｅｓ）で、ラック位置信号Ｒwoがラック制限信
号Ｒmaxより大きい場合（Ｒwo＞Ｒmax）、即ち、ポンプ
／モータ７０のモータ作動によってポンプ／モータトル
クＴpが得られ、エンジン１の出力が制限される場合に
は、ステップＳ３６において、要求ラック位置信号Ｒwo
よりも小さく制限されたラック制限信号Ｒmaxがラック
位置信号Ｒwとして選択される。

【００４５】一方、ステップＳ３４の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、ラック位置信号Ｒwoがラック制限信号Ｒmax以
下である場合には、ステップＳ３８において、要求ラッ
ク位置信号Ｒwoがラック位置信号Ｒwとして選択され
る。なお、実際には要求ラック位置信号Ｒwoがラック制
限信号Ｒmaxよりも小さくなることはなく、故に、ステ
ップＳ３４の判別結果が偽（Ｎｏ）となる場合とは、蓄
圧信号ＰACが値０でアキュムレータ５０内に作動油が無
く、ポンプ／モータトルクＴpが値０とされてラック制
限信号Ｒmaxが要求ラック位置信号Ｒwoと一致した場合
（Ｒwo＝Ｒmax）を意味している。なお、ポンプ／モー
タ７０のモータ作動を故意に実施しないようにした場
合、即ち制動エネルギの回生を停止した場合にも、要求
ラック位置信号Ｒwoがそのままラック位置信号Ｒwとし
て採用される。

【００４６】そして、次のステップＳ４０では、上記の
ように求められたラック位置信号Ｒwをエンジンコント
ロールユニット１０２に向けて出力する。以上のように
してモータ制御とエンジン制御とが実施されることにな
るが、このとき、エンジントルク演算部１５０に示すよ
うに、エンジン１により発生するエンジントルクＴeeが
エンジン回転速度Ｎeと上記ラック位置信号Ｒwとに基づ
いてエンジントルクマップから求められ、また、エンジ
ン駆動トルク演算部１５２に示すように、変速機３０を
経たエンジン駆動トルクＴeが次式(3)より算出される。

【００４７】Ｔe＝Ｔee×γn …(3) そして、最終的に駆動トルクＴが、駆動トルク演算部１
５４において、エンジン駆動トルクＴeと上記ポンプ／
モータトルクＴpとの和として次式(4)より算出される。 Ｔ＝Ｔe＋Ｔp …(4) このようにして求められた駆動トルクＴは、ポンプ／モ
ータトルクＴpがペラ軸換算トルクＴopに基づいて演算
され（傾転角演算部１２４、ポンプ／モータトルク演算
部１２６）、エンジン駆動トルクＴeがペラ軸換算トル
クＴopからポンプ／モータトルクＴpを差し引いた値に
基づいて演算されるため（エンジン要求トルク演算部１
２８、ラック制限信号演算部１３０、ラック位置信号判
別部１４２、エンジントルク演算部１５０、エンジン駆
動トルク演算部１５２）、つまり、ペラ軸換算トルクＴ
op、即ち要求駆動トルクとみなすことができる。

【００４８】以上説明したように、本発明の制動エネル
ギ回生装置では、変速機３０がいかなる変速段に切り換
えられても、ギヤ比γnに拘わらず、アクセル開度θACC
に対して本来エンジン１単体で出すべき要求駆動トル
ク、つまりペラ軸換算トルクＴopとなるようポンプ／モ
ータトルクＴpとエンジン駆動トルクＴeとを好適に配分
することが可能とされている。つまり、ポンプ／モータ
トルクＴpとエンジン駆動トルクＴeとの和である駆動ト
ルクＴを要求駆動トルクであるペラ軸換算トルクＴopと
することが可能とされている（Ｔ＝Ｔop＝Ｔe＋Ｔp）。
故に、本発明の制動エネルギ回生装置を用いるようにす
れば、本来エンジン１単体で出すべき要求駆動トルクに
対して駆動トルクＴが過剰になったり不足したりするこ
とがなくなり、運転者の意思に応じた適正な駆動トルク
を確保してドライバビリティの悪化を防止することがで
き、回収したエネルギを効率良く回生利用することがで
きる。

【００４９】また、エンジン１としてエンジン特性の異
なる種類のエンジンが適用される場合にあっては、通常
は要求トルク演算部１２０内に予め記憶された要求トル
クマップ（ガバナマップ）をそのエンジン特性に適合し
たものに切換える必要があるが、この場合、本発明の制
動エネルギ回生装置にあっては、従来のように要求トル
クマップの変更に合わせてポンプ／モータ７０の傾転角
演算マップ等を切換える必要がない。つまり、本発明の
制動エネルギ回生装置では、エンジン１をエンジン特性
の異なる種類のエンジンに置き換えたとしても、要求ト
ルクマップ（ガバナマップ）の変更に拘わらず何ら他の
変更なく常に適正なトルク配分を実現して駆動トルクＴ
を得ることができる。従って、当該制動エネルギ回生装
置はエンジンの種類の異なる広範囲の車種に適用可能で
あり汎用性が高いものといえる。

【００５０】なお、上記実施例では、自動変速可能な歯
車式変速機３０を用いるようにしたが、これに限らず、
変速機３０は、通常の手動式変速機であってもよいし、
またトルクコンバータ式のオートマチックトランスミッ
ション（Ａ／Ｔ）であってもまた無段変速機（ＣＶＴ）
であってもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
の制動エネルギ回生装置によれば、加速操作部材が操作
されたときには、加速操作量検出手段によって検出され
る加速操作部材の操作量情報及び変速機の減速比検出手
段によって検出される現在の減速比情報に基づいて車輪
に伝達されるべき要求駆動トルクを求めるようにでき、
この要求駆動トルク情報に基づいて油圧ポンプ／モータ
によるモータ駆動トルクとエンジン駆動トルクとのトル
ク配分を好適に設定することができる。そして、車両の
発進／加速時には、現在の減速比で伝達される実際のエ
ンジン駆動トルクが上記トルク配分に応じたエンジン駆
動トルクとなるよう内燃エンジンへの燃料供給量を適正
に制御することができる。

【００５２】従って、発進／加速時には、モータ駆動ト
ルクとエンジン駆動トルクとを内燃エンジン単体で変速
機を介して発生可能な駆動トルク、即ち要求駆動トルク
に応じてそれぞれ設定することができることになり、モ
ータ駆動トルクとエンジン駆動トルクの和からなる全体
の駆動トルクを減速比に拘わらず常に運転者の意思に応
じた適正且つ安定したものにでき、故にドライバビリテ
ィを向上させることができ、併せて回収した制動エネル
ギの回生効率を高めることができる。

【００５３】さらに、内燃エンジンの種類に応じてガバ
ナマップを変更した場合でも容易にその内燃エンジンに
対応可能にでき、汎用性を高めることもできる。また、
請求項２の制動エネルギ回生装置によれば、モータ駆動
トルクとエンジン駆動トルクとの和が要求駆動トルクと
なるようにトルク配分を設定できるため、変速機の変速
段、つまり減速比がいかなるものであっても、モータ駆
動トルクとエンジン駆動トルクの和からなる全体の駆動
トルクを、過不足なく常に内燃エンジン単体で変速機を
介して発生可能な駆動トルク、即ち要求駆動トルクに等
しくでき、適正且つ安定したものにできる。

【００５４】また、請求項３の制動エネルギ回生装置に
よれば、油圧ポンプ／モータのモータ駆動トルクは要求
駆動トルク情報とアキュムレータに蓄積した油圧エネル
ギの残量情報とに基づいて確定されるため、エンジン駆
動トルクを要求駆動トルクとモータ駆動トルクとの差か
ら常に容易且つ適正に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制動エネルギ回生装置が適用され
る車両の全体構成を示す概略図である。

【図２】駆動トルクＴの演算手順を示すとともにモータ
制御手順及びエンジン制御手順を示すブロック図であ
る。

【図３】モータ制御手順を示すフローチャートである。

【図４】エンジン制御手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ エンジン ４ 噴射ポンプ ５ 電子ガバナ ８ アクセルペダル（加速操作部材） ９ アクセル開度センサ（加速操作量検出手段） ３０ 歯車式変速機 ３２ ギヤシフトユニット ３５ 変速段センサ（減速比検出手段） ４０ 差動装置 ４２ 後輪駆動軸 ５０ アキュムレータ ５９ 蓄圧センサ ６４ 作動油タンク ７０ 斜板式可変容量ピストンポンプ／モータ（油圧ポ
ンプ／モータ） ７８ 傾転シリンダ １００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １０２ エンジンコントロールユニット １２０ 要求トルク演算部 １２２ ペラ軸換算トルク演算部（要求駆動トルク演算
手段） １２４ 傾転角演算部 １２６ ポンプ／モータトルク演算部（モータ駆動トル
ク設定手段） １２８ エンジン要求トルク演算部（トルク配分設定手
段） １３０ ラック制限信号演算部（燃料制御手段） １４０ 要求ラック位置信号演算部（燃料制御手段） １４２ ラック位置信号判別部（燃料制御手段） １５０ エンジントルク演算部 １５２ エンジン駆動トルク演算部 １５４ 駆動トルク演算部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、内燃エンジンの駆動力
   を車輪に伝達する駆動系部材に連結された油圧ポンプ／
   モータを、制動時にはポンプ作動させて制動エネルギを
   油圧エネルギに変換し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前記アキュムレータ
   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、 前記内燃エンジンと前記駆動系部材との間に設けられ、
   減速比の切換により前記内燃エンジンから前記車輪に伝
   達されるエンジン駆動トルクを増減変更する変速機と、 前記変速機の現在の減速比を検出する減速比検出手段
   と、 車両の発進／加速操作を行う加速操作部材と、 前記加速操作部材の操作量を検出する加速操作量検出手
   段と、 前記加速操作部材が操作されたとき、前記加速操作量検
   出手段からの前記加速操作部材の操作量情報と前記減速
   比検出手段からの現在の減速比情報とに基づき、前記車
   輪に伝達されるべき要求駆動トルクを演算する要求駆動
   トルク演算手段と、 前記要求駆動トルク演算手段からの要求駆動トルク情報
   に基づき、前記油圧ポンプ／モータによるモータ駆動ト
   ルクと前記エンジン駆動トルクとのトルク配分を設定す
   るトルク配分設定手段と、 前記発進／加速時には、前記現在の減速比で伝達される
   実際のエンジン駆動トルクが前記トルク配分に応じたエ
   ンジン駆動トルクとなるよう前記内燃エンジンへの燃料
   供給量を制御する燃料制御手段と、 を備えたことを特徴とする制動エネルギ回生装置。
2. 【請求項２】 前記トルク配分設定手段は、前記モータ
   駆動トルクと前記エンジン駆動トルクとの和が前記要求
   駆動トルクとなるようトルク配分を設定することを特徴
   とする、請求項１記載の制動エネルギ回生装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記要求駆動トルク演算手段か
   らの要求駆動トルク情報と前記アキュムレータに蓄積し
   た前記油圧エネルギの残量とに基づき前記油圧ポンプ／
   モータのモータ駆動トルクを設定するモータ駆動トルク
   設定手段を備え、 前記トルク配分設定手段は、前記モータ駆動トルク設定
   手段により設定されるモータ駆動トルクと前記エンジン
   駆動トルクとの和が前記要求駆動トルクとなるようトル
   ク配分を設定することを特徴とする、請求項２記載の制
   動エネルギ回生装置。