JPH10278624A - 蓄圧式ハイブリッド車両の制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄圧式ハイブリッド車両において、サービスブ
レーキの回路構成がシンプルで制御も容易な制動装置の
提供する。 【解決手段】サービスブレーキのブレーキバルブ４７か
らブレーキアクチュエータ４１側へその出力圧を一定の
割合で削減するリミティング・クイック・リースバルブ
４８を介して供給する第１のブレーキ回路４５と、蓄圧
制動の非作動時に開弁する電磁弁４０を介してブレーキ
バルブ４７からその出力圧をブレーキアクチュエータ４
１側へ供給する第２のブレーキ回路４６ａと、ブレーキ
バルブ４７の出力圧が所定値以上になると開弁するプロ
テクションバルブ４９を介してブレーキバルブ４７から
その出力圧力をブレーキアクチュエータ４１側へ供給す
る第３のブレーキ回路４６ｂと、を備える。サービスブ
レーキのエアタンク５４の内圧を検出する手段と、エア
タンク５４の内圧がプロテクションバルブ５０の開弁圧
以下に低下するとハイブリッド運転を中止する手段３５
と、を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は蓄圧式ハイブリッ
ド車両の制動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蓄圧式ハイブリッド車両として、制動時
に油圧ポンプ・モータを介してアキュームレータに蓄圧
する一方、車両の発進・加速時に油圧ポンプ・モータを
介してその蓄圧力（制動エネルギ）を車輪の駆動力に回
生するようにしたものが知られている（特開平７ー１４
９２１３号公報，特開平７ー１４９２１４号公報，特開
平１５６７５６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような車両にあっ
ては、サービスブレーキの制動力を一定の割合で削減
し、その分を蓄圧制動力で補うよう油圧ポンプ・モータ
を制御する手段を備える。つまり、油圧ポンプ・モータ
の蓄圧制動力は、サービスブレーキの補助ブレーキとし
て利用される。また、急制動時には素早いブレーキ操作
に応じた十分な制動力が得られるよう、サービスブレー
キの制動力削減をキャンセルする機能が要求される。こ
のような機能を備えるサービスブレーキ回路として、既
述の特許公報に開示のものは、いずれも構成が複雑で部
品数も多く、コストの上昇を招くという問題点があっ
た。

【０００４】この発明は蓄圧式ハイブリッド車両におい
て、サービスブレーキ回路がシンプルで制御も容易な制
動装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、制動エ
ネルギを油圧ポンプ・モータを介してアキュームレータ
に蓄圧し、その蓄圧力を駆動エネルギとして油圧ポンプ
・モータを介して回生するハイブリッド運転を行うよう
にした車両において、サービスブレーキのブレーキバル
ブからブレーキアクチュエータ側へその出力圧を一定の
割合で削減するリミティング・クイック・リースバルブ
を介して供給する第１のブレーキ回路と、蓄圧制動の非
作動時に開弁する電磁弁を介してブレーキバルブからそ
の出力圧をブレーキアクチュエータ側へ供給する第２の
ブレーキ回路と、ブレーキバルブの出力圧が所定値以上
になると開弁するプロテクションバルブを介してブレー
キバルブからその出力圧力をブレーキアクチュエータ側
へ供給する第３のブレーキ回路と、を備える。

【０００６】第２の発明では、第１の発明において、電
磁弁およびプロテクションバルブの下流側にクイック・
リリースバルブを設ける。

【０００７】第３の発明では、第１の発明において、サ
ービスブレーキのエアタンクの内圧を検出する手段と、
エアタンクの内圧がプロテクションバルブの開弁圧以下
になるとハイブリッド運転を中止する手段と、を備え
る。

【０００８】

【発明の効果】第１の発明では、蓄圧制動の作動時にお
いて、ブレーキバルブの出力圧がプロテクションバルブ
の開弁圧（所定値）に達しないときは、ブレーキバルブ
の出力圧は第１のブレーキ回路からリミティング・クイ
ック・リリースバルブを介して一定の割合で削減してブ
レーキアクチュエータ側へ供給される。ブレーキバルブ
の出力圧が所定値以上になると、プロテクションバルブ
が開弁するため、ブレーキバルブから第２のブレーキ回
路を介して削減されない出力圧がブレーキアクチュエー
タ側へ供給される。蓄圧制動の非作動時は、電磁弁が開
弁するため、プロテクションバルブの開閉に拘わらず、
ブレーキバルブから第３のブレーキ回路を介して削減さ
れない出力圧がブレーキアクチュエータ側へ供給され
る。

【０００９】これらにより、通常のブレーキ操作時は、
サービスブレーキの制動力が一定の割合で削減されるた
め、その分を油圧ポンプ・モータの蓄圧制動力で補う制
御を行うことにより、従前のサービスブレーキと同等の
車両制動力が得られる。急制動時や蓄圧制動の非作動時
には、プロテクションバルブや電磁弁を介してサービス
ブレーキの制動力削減がキャンセルされるため、サービ
スブレーキはブレーキペダルの踏角に相当する制動力を
発生する。ブレーキバルブ下流側は配管構成がシンプル
で部品（バルブ）数も３つと少なく、リミティング・ク
イック・リリースバルブやプロテクションバルブについ
ては制御が不要なため、サービスブレーキの制動力と油
圧ポンプ・モータの蓄圧制動力との分担割合の良好な切
り替えを低コストで実現することができる。

【００１０】第２の発明では、急制動時や蓄圧制動の非
作動時は、ブレーキバルブからブレーキアクチュエータ
側へ削減されない出力圧が供給されるが、その解除時に
はブレーキアクチュエータ側の圧力をクイック・リリー
スバルブが素早く開放するため、ブレーキ解除の良好な
応答性が得られる。

【００１１】第３の発明では、エアタンクの内圧（タン
ク圧）が所定値以下になると、ハイブリッド運転が中止
される。そのため、蓄圧制動の非作動状態となり、電磁
弁が開弁するため、ブレーキバルブからの削減されない
出力圧により、サービスブレーキはブレーキペダルの踏
角に相当する制動力を発生する。つまり、急制動時にタ
ンク圧の低下により、ブレーキバルブの出力圧がプロテ
クションバルブの開弁圧に達しなくても、電磁弁が第２
のブレーキ回路を開くため、急制動能力の確保が可能に
なる。また、油圧ポンプ・モータの連結を断続するクラ
ッチの制御をエアタンクのエア圧で行っている場合、タ
ンク圧の低下に伴ってクラッチの作動が不安定になるの
を回避することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１，図２において、１はエンジ
ン、２はクラッチ、３はトランスミッション、４は駆動
軸であり、エンジン回転はクラッチ２を介してトランス
ミッション３に入力され、トランスミッション３からプ
ロペラシャフトを介して駆動軸４のファナルギヤへ伝達
される。ファナルギヤの回転はデファレンシャルを介し
て左右に振り分けられ、両側の車輪を回転駆動する。フ
ァナルギヤにギヤボックス５を介して油圧ポンプ・モー
タ６が連結される。ギヤボックス５と油圧ポンプ・モー
タ６との連結を断続するクラッチ７と、クラッチ７の断
続操作を行う作動圧（エア圧）を給排する電磁弁８と、
クラッチ７の断続状態を検出するクラッチスイッチ９
と、が設けられる。

【００１３】油圧ポンプ・モータ６は斜軸式のピストン
ポンプ・モータが用いられ、高圧ポートに配管１０を介
してアキュームレータ１１が、低圧ポートに配管１２を
介してオイルタンク１３がそれぞれ接続される。アキュ
ームレータ１１は殻体がシリンダ形に形成され、その内
部にガス室と油室とに仕切るピストン１４が収装され
る。アキュームレータ１１に蓄圧量をピストン１４のス
トローク位置から検出する蓄圧センサ１５が設けられ
る。高圧側の配管１０にバルブブロック１６介装され、
バルブブロック１６とオイルタンク１３を接続する配管
１７が設けられる。この配管１７にオイルフィルタ１８
およびオイルクーラ１９（電動ファン付き）が介装さ
れ、定常走行中の必要なときに油圧ポンプ・モータ６を
介して作動油を循環する回路を形成する。

【００１４】油圧ポンプ・モータ６にはその斜軸角（傾
転角）を検出する斜軸角センサ２０と、作動油の温度を
検出する油温センサ２１と、油圧ポンプ・モータ６の斜
軸角を要求値に一致させるよう駆動するサーボモータ２
２と、が設けられる。油圧ポンプ・モータ６のサーボモ
ータ２２およびクラッチ７と、後述するブレーキ配管の
電磁弁４０を制御するのがハイブリッド装置コントロー
ルユニット３５であり、この例ではエンジンおよびトラ
ンスミッションの制御装置３６（エンジンコントロール
ユニットおよびトランスミッションコントロールユニッ
トなど）との間に信号のやり取りを行う通信回線が設け
られる。２７はギヤボックス５のギヤ回転（車速）を検
出するギヤ回転センサである。

【００１５】車両の自動変速については、トランスミッ
ション３とエンジン燃料噴射ポンプ１ａおよびクラッチ
２のそれぞれに図示しないが、これらの作動状態を検出
する各種センサ類と、これらを作動させるアクチュエー
タと、が備えられる。２５はアクセルペダルの踏角を検
出するアクセル開度センサ、２６はシフトレバーによる
シフト位置指示信号を発生するシフトレバー装置であ
り、制御装置３６はこれら検出信号に応じて変速要求が
発生すると、その要求位置へギヤシフトすべく一連の変
速操作（トランスミッション３のギヤシフト）を制御す
る。

【００１６】ブレーキ配管においては、前輪（従動輪）
側と後輪（駆動輪）側にそれぞれブースタ４１が配置さ
れる。これらブースタ４１はダブルチェックバルブ４２
から配管４３を介して供給されるエア圧を油圧に変換
し、各車輪のブレーキ装置（図示せず）へ配管４４を介
して供給する。ダブルチェックバルブ４２の２つの入口
はそれぞれ配管４５，４６を介してブレーキバルブ４７
に接続される。配管４５（第１のブレーキ回路）には、
ブレーキバルブ４７の出力圧を一定の割合で減圧するＬ
ＱＲＶ４８（リミティング・クイック・リリースバル
ブ）が介装される。配管にはプロテクションバルブ４９
と常閉の電磁弁４０とが並列に介装され、これらの合流
部にクイックリリースバルブ５０が設けられる。

【００１７】なお、ブレーキバルブ４７は後輪側のブレ
ーキ配管をプライマリ回路、前輪側のブレーキ配管をセ
カンダリ回路として出力圧を供給する。図２において、
５１はブレーキバルブ４７の出力圧でブレーキ作動時に
オンするストップランプスイッチ、５２はそのスイッチ
５１のオンにより点灯するストップランプ、５９は路面
状況に応じて前輪側の制動力を増減するよう切り替え可
能なリミティング・クイック・リリースバルブである。

【００１８】ブレーキバルブ４７は配管５３を介してエ
アタンク５４に接続され、エアタンク５４からの入力圧
をペダル踏角に応じた出力圧に調整して配管４５および
配管４６へ供給する。プロテクションバルブ４９はブレ
ーキバルブ４７の出口圧が所定値以上になると配管４６
ｂ（第３のブレーキ回路）を開くようになっている。電
磁弁４０はハイブリッド装置コントロールユニット３５
により、蓄圧制動の作動時に配管４６ａ（第２のブレー
キ回路）を閉じる一方、蓄圧制動の非作動時に配管４６
ａを開くよう制御される。また、油圧ポンプ・モータ６
の蓄圧制動力を制御するため、ブレーキバルブ４７の出
口圧を検出するブレーキ圧センサ５６と、エアタンク５
４の内圧（タンク圧）を検出するタンク圧センサ５７が
設けられる。

【００１９】ハイブリッド装置コントロールユニット３
５で行われる制御内容を説明すると、定常走行時は油温
センサ２１の検出信号に基づいて、油温が所定値以上に
上昇すると、バルブブロック１６のバルブを油圧ポンプ
・モータ６へ開くことにより、オイルタンク１３と油圧
ポンプ・モータ６との間で作動油がオイルフィルタ１８
およびオイルクーラ１９を循環する回路を形成する。そ
の場合、油圧ポンプ・モータ６はモータ側に制御され
る。

【００２０】ブレーキ圧センサ４７の検出信号と蓄圧セ
ンサ１５の検出信号とに基づいて、アキュームレータ１
１の蓄圧レバルに余裕があり、ギヤ回転センサ２７の検
出信号（車速）が規定の範囲内のとき（蓄圧制動の作動
時）は、ブレーキ配管の電磁弁４０を閉弁すると共に、
ブレーキ回路のリミティング・クイック・リリースバル
ブ４８を介して削減される分の制動力を補うよう、油圧
ポンプ・モータ６をポンプ側へ作動させる。また、蓄圧
センサ１５の検出信号に基づいて、アキュームレータ１
１の蓄圧レベルが限界に達しているとき又は車速が規定
範囲外のとき（蓄圧制動の非作動時）は、油圧ポンプ・
モータ６を中立位置に制御し、ブレーキ配管の電磁弁４
０を開弁する。

【００２１】シフトレバー装置２６のシフト位置指示信
号とアクセル開度センサ２５の検出信号およびギヤ回転
センサ２７の検出信号（車速）とから、車両の発進・加
速時を判定すると、油圧ポンプ・モータ６をモータ側へ
作動させることにより、車両の駆動系にアキュームレー
タ１１の蓄圧力を回生する一方、エンジン燃料噴射ポン
プ１ａのアクセル開度に応じた燃料噴射量からエネルギ
回生分の燃料噴射量を削減するラック信号を出力する。
車両の加速に伴う変速時は、エンジン出力の中断により
加速のもたつきを生じるため、アクセル開度に応じた駆
動力を回生エネルギのみで賄うよう、油圧ポンプ・モー
タ６の斜軸角をモータ側へ制御する（特開平８ー１５６
７５６号公報参照）。

【００２２】アクセル開度センサ２５の検出信号および
シフトレバー装置２６のシフト位置指示信号は、エンジ
ンおよびトランスミッションの制御装置３６に入力さ
れ、ハイブリッド装置コントロールユニット３５へ通信
される。また、エンジンおよびトランスミッションの制
御装置３６においては、所定条件が成立するとハイブリ
ッド運転の許可信号を出力する。ハイブリッド装置コン
トロールユニット３５ではその許可信号の入力時にの
み、既述のように制動エネルギの蓄圧とその回生を制御
する。エンジン燃料噴射量のラック削減信号は、ハイブ
リッド装置コントロールユニット３５から自動変速の制
御装置３６へ通信され、エンジンコントロールユニット
を介して燃料噴射ポンプ１ａのラック位置を減少補正す
る。

【００２３】油圧ポンプ・モータ６のクラッチ７はエア
タンク５４からのエア圧で駆動されるため、エアタンク
５４の内圧が低下すると、油圧ポンプ・モータ６のクラ
ッチ作動が不安定になる。また、エアタンク５４の内圧
低下により、急制動時にブレーキバルブ４７の出力圧が
プロテクションバルブ４９の開弁圧に達せず、車両制動
力が不足する可能性も考えられる。そのため、タンク圧
センサ５７の検出信号に基づいて、タンク圧が所定値
（プロテクションバルブ４９の開弁圧）以下のときは、
ハイブリッド運転を中止する制御機能が付加される。

【００２４】図３においては、ハイブリッド装置コント
ロールユニット３５とエンジンおよびトランスミッショ
ンの制御装置３６との間にハイブリッド運転の許可信号
をキャンセルする圧力スイッチ５７ａが介装される。圧
力スイッチ５７ａはエアタンク５４の内圧が所定値以下
になると運転許可の通信回線を開成（オフ）する。ハイ
ブリッド装置コントロールユニット３５側にリレー５７
ｂが設けられ、圧力スイッチ５７ａのオフにより、リレ
ー５７ａがその接点を開くと、ハイブリッド運転が中止
されるようになっている。

【００２５】このような構成により、蓄圧制動の作動時
において、ブレーキバルブ４７の出力圧がプロテクショ
ンバルブ４９の開弁圧（所定値）に達しないときは、ブ
レーキバルブ４７の出力圧はリミティング・クイック・
リリースバルブ４８を介して一定の割合で削減してブー
スタ４１へ供給される。ブレーキバルブ４７の出力圧が
所定値以上になると、プロテクションバルブ４９が開弁
するため、ブレーキバルブ４７から削減されない出力圧
がブースタ４１へ供給される。蓄圧制動の非作動時は、
電磁弁４０が開弁するため、プロテクションバルブ４９
の開閉に拘わらず、ブレーキバルブ４７から削減されな
い出力圧がブースタ４１へ供給される。

【００２６】したがって、通常のブレーキ操作時は、サ
ービスブレーキの制動力が一定の割合で削減され、その
分は油圧ポンプ・モータ６の蓄圧制動力で補われるた
め、従前のサービスブレーキと同等の車両制動力が得ら
れる。急制動時や蓄圧制動の非作動時には、プロテクシ
ョンバルブ４９や電磁弁４０を介してサービスブレーキ
の制動力削減がキャンセルされ、サービスブレーキはブ
レーキペダルの要求値（ペダル踏角）に相当する制動力
を発生する。

【００２７】ブレーキバルブ４７下流側の配管は構成が
シンプルで部品数も少なく、リミティング・クイック・
リリースバルブ４８やプロテクションバルブ４９につい
ては、制御が不要なため、サービスブレーキの制動力と
油圧ポンプ・モータ６の蓄圧制動力との分担割合の良好
な切り替えを低コストで実現することができる。

【００２８】急制動時や蓄圧制動の非作動時は、ブレー
キバルブ４７からブースタ４１へ削減されない出力圧が
供給されるが、ブースタ４１側の圧力はブレーキ解除時
にクイック・リリースバルブ５０を介して素早く開放さ
れるため、ブレーキ解除の良好な応答性が得られる。ま
た、エアタンク５４の内圧が所定値以下になると、ハイ
ブリッド運転が中止されるため、蓄圧制動の非作動状態
となり、電磁弁が開弁するので、ブレーキバルブ４７か
らの削減されない出力圧により、サービスブレーキはブ
レーキペダルの要求値に相当する制動力を発生する。つ
まり、急制動時にタンク圧の低下により、ブレーキバル
ブ４７の出力圧でプロテクションバルブ４９が開弁しな
くても、電磁弁４０が開弁するため、車両の急制動能力
を確保できる。また、タンク圧の低下に伴って油圧ポン
プ・モータ６のクラッチ作動が不安定になるのも回避で
きることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を表す全体構成図である。

【図２】同じくサービスブレーキの回路構成図である。

【図３】同じくハイブリッド運転中止手段の一例を表す
構成図である。

【符号の説明】

５ ギヤボックス ６ 油圧ポンプ・モータ １１ アキュームレータ １３ オイルタンク ３５ ハイブリッド装置コントロールユニット ４０ 電磁弁 ４１ ブースタ ４２ ダブルチェックバルブ ４５ 配管（第１のブレーキ回路） ４６ａ 配管（第２のブレーキ回路） ４６ｂ 配管（第３のブレーキ回路） ４８ リミティング・クイック・リリースバルブ ４９ プロテクションバルブ ５０ クイック・リリースバルブ ５４ エアタンク ５６ ブレーキ圧センサ ５７ タンク圧センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制動エネルギを油圧ポンプ・モータを介し
   てアキュームレータに蓄圧し、その蓄圧力を駆動エネル
   ギとして油圧ポンプ・モータを介して回生するハイブリ
   ッド運転を行うようにした車両において、サービスブレ
   ーキのブレーキバルブからブレーキアクチュエータ側へ
   その出力圧を一定の割合で削減するリミティング・クイ
   ック・リースバルブを介して供給する第１のブレーキ回
   路と、蓄圧制動の非作動時に開弁する電磁弁を介してブ
   レーキバルブからその出力圧をブレーキアクチュエータ
   側へ供給する第２のブレーキ回路と、ブレーキバルブの
   出力圧が所定値以上になると開弁するプロテクションバ
   ルブを介してブレーキバルブからその出力圧力をブレー
   キアクチュエータ側へ供給する第３のブレーキ回路と、
   を備えたことを特徴とする蓄圧式ハイブリッド車両の制
   動装置。
2. 【請求項２】電磁弁およびプロテクションバルブの下流
   側にクイック・リリースバルブを設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載の制動装置。
3. 【請求項３】サービスブレーキのエアタンクの内圧を検
   出する手段と、エアタンクの内圧がプロテクションバル
   ブの開弁圧以下に低下するとハイブリッド運転を中止す
   る手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の
   制動装置。