JPH05112225A - 車両のブレーキエネルギー回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 車両のブレーキエネルギー回生装置におい
て、常に必要なブレーキ力を通常のエアブレーキ装置と
同等以上の応答性を以て発生し得るようにする。 【構成】 検出されたブレーキペダル踏込量に対応した
必要ブレーキトルクを軸重によって決まる前輪と後輪の
所定配分比率に従って負担すべきブレーキトルクを決定
しておき、現在ポンプ・モータが発生している油圧ブレ
ーキトルクが該後輪負担ブレーキトルクを越えていると
きには不足分のブレーキトルクをエアブレーキ装置によ
り前輪に与え、現油圧ブレーキトルクが後輪負担ブレー
キトルク以下のときには前輪負担ブレーキトルクのみを
エアブレーキ装置で発生させて前輪に与えると共に後輪
負担ブレーキトルクから現油圧ブレーキトルクを引いた
不足分のブレーキトルクをエアブレーキ装置により後輪
に与えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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ＰＴＯ(Power-take-off)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、古くは１９７０年代前半にドイツのＭ．Ａ．Ｎ．等
が研究を始める等、欧米で種々の研究・開発が為されて
来ており、本発明者による研究・開発も特願昭63-27275
0 号等において開示されている。

【０００３】この本発明者による特願昭63-272750 号に
開示された車両のブレーキエネルギー回生装置では、油
圧による回生ブレーキだけでは必要なブレーキトルク全
てを賄えない場合、電磁比例式エア圧制御弁を使用して
不足分のブレーキトルクをエアブレーキで補う制御を行
っている。

【０００４】これは、ブレーキペダル踏込量と、発生す
べきブレーキトルクとの関係を一定にすることによって
ドライバーのブレーキに対する違和感を無くすためであ
った。

【０００５】即ち、ブレーキペダル踏込量によって決定
される必要ブレーキトルクから油圧回路の圧力に応じて
ポンプ・モータに必要なポンプ容量を求め、この必要ポ
ンプ容量がポンプ・モータの最大定格容量を越えている
場合は該ポンプ・モータのポンプ容量を最大にすると共
に、不足するブレーキ力を電磁比例式エア圧制御弁を用
いて該エアブレーキ装置により補うよう制御するもので
あった。

【０００６】

【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、油圧回路の圧力によってポンプ・モータのポンプ
容量を決定してもポンプ・モータの応答特性上、容量可
変制御の指示を出してから実際に目標のポンプ容量に達
するまでに時間を要し、従ってブレーキ力発生が遅れる
要因となり、場合によってはブレーキペダルを更に踏み
込む必要があった。

【０００７】従って、本発明は、油圧回路と、ブレーキ
ペダル踏込量検出手段と、エア圧比例制御弁と、エアブ
レーキ装置と、該検出手段により検出された必要ブレー
キトルクが該油圧回路のポンプ・モータで発生されてい
る現油圧ブレーキトルクを越えている時、該ポンプ・モ
ータのポンプ容量を最大にし且つ不足分のブレーキトル
クを該比例制御弁を制御することにより該エアブレーキ
装置で補わせる制御手段と、を備えた車両のブレーキエ
ネルギー回生装置において、常に必要なブレーキ力を通
常のエアブレーキ装置と同等以上の応答性を以て発生し
得るようにすることを目的とする。

【０００８】

【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、制御手段が、該必要ブレーキトルクを軸重によって
決まる前輪と後輪の所定配分比率に従って負担すべきブ
レーキトルクを決定しておき、該現油圧ブレーキトルク
が該後輪負担ブレーキトルクを越えているときには該現
油圧ブレーキトルクを全て後輪に与えると共に該不足分
のブレーキトルクを該エアブレーキ装置により前輪に与
え、該現油圧ブレーキトルクが該後輪負担ブレーキトル
ク以下のときには該前輪負担ブレーキトルクのみを該エ
アブレーキ装置で発生させて前輪に与え該現油圧ブレー
キトルクを全て後輪に与えると共に該後輪負担ブレーキ
トルクから該現油圧ブレーキトルクを引いた不足分のブ
レーキトルクを該エアブレーキ装置により後輪に与える
ようにしたものである。

【０００９】

【作用】本発明を図１の概略図で説明すると、制御手段
（Ｃ／Ｕ）６４は、まず油圧回路（高圧アキュムレータ
２６、回路弁２５、ポンプ・モータ１４、低圧アキュム
レータ２７で構成されている）のポンプ・モータ１４の
ブレーキ時のポンプ容量から油圧回路による現在の油圧
ブレーキトルクを求め、更にブレーキペダル踏込量検出
手段としての例えばブレーキペダル踏込量センサ５９か
ら必要なブレーキトルクを求める。そして、求めた必要
ブレーキトルクを軸重によって決まる前輪と後輪の所定
配分比率に従って負担すべきブレーキトルクを決定して
おく。

【００１０】そして、制御手段６４は、その必要ブレー
キトルクが現油圧ブレーキトルク以下であるときにはポ
ンプ・モータ１４に対しそのポンプ容量を必要ブレーキ
トルクに対応させた油圧ブレーキトルクのみを通常の如
く車両の後輪に掛ける。

【００１１】また、必要ブレーキトルクが現油圧ブレー
キトルクを越えているときには、ポンプ・モータ１４に
対しポンプ容量を最大に固定させる制御を行って更に該
現油圧ブレーキトルクが上記の後輪負担ブレーキトルク
を越えているときには該現油圧ブレーキトルクを全て後
輪に与えると共に不足分のブレーキトルク（＝必要ブレ
ーキトルク−現油圧ブレーキトルク）をエア圧比例制御
弁７０を制御することによりエアブレーキ装置７２によ
り発生させて前輪に与える。

【００１２】一方、現油圧ブレーキトルクが必要ブレー
キトルクを下回り且つ該後輪負担ブレーキトルク以下の
ときには該前輪負担ブレーキトルクのみをエア圧比例制
御弁７０を制御することにより該エアブレーキ装置７２
で発生させて前輪に与え該現油圧ブレーキトルクを全て
後輪に与えると共にこの場合の不足分のブレーキトルク
（＝該後輪負担ブレーキトルク−該現油圧ブレーキトル
ク）をエア圧比例制御弁７０を制御することにより該エ
アブレーキ装置７２により発生させて後輪に与えるよう
にしたものである。

【００１３】このようにして、ブレーキ時の必要ブレー
キトルクが大きいときの不足ブレーキトルクを油圧によ
る回生ブレーキと前輪・後輪のエアブレーキとを各々可
変に制御することで回生ブレーキとエアブレーキとを総
合したブレーキ装置全体の応答性と、大きなブレーキ力
を発生する場合の前輪・後輪のブレーキ力を最適に配分
することによる車両安定性とを確保することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る車両のブレーキエネルギ
ー回生装置の実施例を説明する。

【００１５】図２は、本発明に係る車両のブレーキエネ
ルギー回生装置の一実施例の全体構成図であり、１はエ
ンジン、２はエンジン１の負荷センサ、３はアクセルペ
ダル５４の踏込に応答するステップモータ、４はステッ
プモータ３により制御されエンジン１への燃料供給量を
設定するとともに負荷センサ２に接続されたインジェク
ション（噴射）ポンプレバー、５はエンジン１の回転を
変速して出力するＴ／Ｍ（トランスミッション）、６は
Ｔ／Ｍ５のギヤ段（図示せず）を自動的にシフトするギ
ヤシフトアクチュエータ、７はクラッチ（図示せず）を
自動的に接断するクラッチアクチュエータ、８はＴ／Ｍ
５と係合しているＰＴＯ装置、９はアクスル１０及び車
輪１１とともに車輪の駆動系を形成するプロペラシャフ
ト、１２はＰＴＯ装置８のＰＴＯ軸、１３は電磁クラッ
チ、１４はＰＴＯ軸１２及び電磁クラッチ１３を介して
ＰＴＯ装置８と係合しており傾転角制御用パイロット配
管１５、傾転角制御電磁比例制御弁１６及び傾転角制御
ピストン１７と組み合わされた周知の可変容量斜軸式ア
キシャルピストンポンプ・モータであり、１４ａはその
吸入口、１４ｂは吐出口である。また、８０はポンプ・
モータ１４の傾転角を検出する傾転角センサである。

【００１６】ここで、このポンプ・モータ１４を図３
(a) 及びこの図３(a) のＡ矢視図である同図(b) に基づ
いて説明すると、同図(a) に示すようにシリンダブロッ
ク１４ｆの中心孔に出力軸１４ｃと係合しているシャフ
ト１４ｄが差し込まれており、この反対側はポートプレ
ート１４ｈを介して傾転角制御ピストン１７と係合して
いる。また、このシリンダブロック１４ｆの周辺には、
複数のシリンダ１４ｇが設けられており、このシリンダ
１４ｇの一端には出力軸１４ｃと係合しているピストン
１４ｅが慴動自在に差し込まれ、その反対側はポートプ
レート１４ｈを介して同図(b) に示す吸入口１４ａまた
は吐出口１４ｂと連通している。

【００１７】上記の傾転角制御ピストン１７は、傾転角
制御電磁比例制御弁１６に供給する制御電流に比例して
傾転角制御用パイロット配管１５からピストン１７の下
部に供給される作動油又は油圧配管２０又は２１内の作
動油に押されることによりその位置が図の上下方向に変
化する。従って、シリンダブロック１４ｆ、ピストン１
４ｅ、シャフト１４ｄ及びポートプレート１４ｈから成
るアッセンブリは出力軸１４ｃに係合したシャフト１４
ｄの球形端部を中心として傾転角制御ピストン１７の上
下移動に伴い角度が変化する（この場合、出力軸１４ｃ
とシャフト１４ｄとが成す角度θを傾転角という）。

【００１８】同図(a) は傾転角制御電磁比例制御弁１６
に最大の制御電流を与えた時を示しており傾転角が最大
となることから出力軸１４ｃの１回転当たりの吐出量は
最大となっている。傾転角制御電磁比例制御弁１６の制
御電流が０の場合は、点線で示すように傾転角が“０”
となり吐出量も“０”となる。

【００１９】図２に戻って、１８は後述の高圧アキュム
レータ２６の蓄圧が設定値を越えた時、これを逃がす高
圧リリーフ弁、１９ａは補給回路の作動油の供給圧が設
定値を越えた時、これを逃がす低圧リリーフ弁、１９ｂ
は傾転角制御用パイロット配管１５に、ポンプ・モータ
１４を傾転作動せしめるのに必要なパイロット圧を発生
させる低圧リリーフ弁、２０はポンプ・モータ１４の吸
入側配管、２１はポンプ・モータ１４の吐出側配管、２
２は作動油の補給配管、２２ａは作動油の戻り配管、２
３は高圧側配管、２４は低圧側配管、２５は上記の配管
２０〜２４を切り替える回路切替弁、２６は高圧側配管
２３を介して回路切替弁２５に接続されている高圧アキ
ュムレータ、２７は低圧側配管２４を介して回路切替弁
２５に接続され上記ポンプ・モータ１４、回路切替弁２
５及び高圧アキュムレータ２６とともに油圧回路を形成
する低圧アキュムレータである。

【００２０】尚、回路切替弁２５は、ポンプ・モータ１
４の入出口を固定して使用する場合、ポンプ時とモータ
時の出力切替を行うため必要なものであり、ポンプ・モ
ータ１４に反転式ピストンポンプ・モータを使用すれば
回路遮断弁を使用することもできる。これら回路切替弁
及び回路遮断弁は回路弁として総称することができるも
のである。

【００２１】ここで、回路切替弁２５による配管の切替
動作について説明すると、その電磁石２５ａ及び２５ｂ
の何れも付勢されていない時、弁位置は３つの弁位置の
内の中心部に示す位置となり４本の配管２０、２１、２
３及び２４の接続を絶っている。

【００２２】ブレーキエネルギーを回収する場合には、
電磁石２５ａを付勢して弁位置を電磁石２５ａ側に切り
替える。すると、低圧アキュムレータ２７を配管２４及
び２０を介してポンプ・モータ１４の吸入口１４ａに連
通させ、高圧アキュムレータ２６を配管２３及び２１を
介してポンプ・モータ１４の吐出口１４ｂに連通させる
ことができる。これにより、低圧アキュムレータ２７に
蓄えていた作動油がブレーキエネルギーにより駆動され
ポンプとして機能するポンプ・モータ１４により吸入／
吐出させ高圧アキュムレータ２６に蓄圧する。

【００２３】反対に、ポンプ・モータ１４をモータとし
て機能させる場合は、回路切替弁２５の電磁石２５ｂを
付勢し弁位置を電磁石２５ｂ側に切り替える。すると、
低圧アキュムレータ２７を配管２４及び２１介してポン
プ・モータ１４の吐出口１４ｂに連通させ、高圧アキュ
ムレータ２６を配管２３及び２０を介してポンプ・モー
タ１４の吸入口１４ａに連通させることができる。これ
により高圧アキュムレータ２６に蓄圧されていた作動油
が配管２３及び２０を通ってポンプ・モータ１４をモー
タとして回転させた後、配管２１及び２４を通って低圧
アキュムレータ２７に達し、ここで蓄えられることにな
る。

【００２４】２８は作動油のドレインタンク、２９は作
動油のフィルタ、３０はエンジン１により駆動される作
動油の補給ポンプ、３１及び３２は補給配管２２上に設
けられ前記油圧回路からドレインタンクに戻った作動油
を前記油圧回路に供給するとともにポンプ・モータ１４
に傾転角制御用パイロット配管１５を介してパイロット
油圧を供給する電磁弁である。

【００２５】次に、３３は直結冷房リレースイッチ、３
４はエンジン１の水温センサ、３５はエンジン１の回転
数センサ、３６はインプットシャフト回転数センサ、３
７はＴ／Ｍ５のクラッチストロークセンサ、３８はギヤ
位置センサ、３９はギヤシフトストロークセンサ、４０
は車速センサ、４１はＴ／Ｍ５の油温センサ、４２は排
気ブレーキ制御弁、４３は排気ブレーキ弁（図示せず）
を駆動するシリンダ、４４は排気ブレーキ制御弁４２を
介してシリンダ４３に空気圧を供給するエア配管、４５
及び４６はドレインタンク２８に設けられたオイル量検
出リミットスイッチ、４７は高圧アキュムレータ２６に
蓄圧された作動油の圧力を検出する圧力センサである。
尚、ギヤ位置センサ３８とギヤシフトストロークセンサ
３９とでギヤ位置検出手段を構成している。

【００２６】そして、４９はドライバーシート、５０は
運転者がドライバーシート４９を離れたか否かを検出す
る離席検出スイッチ、５１はパーキングブレーキレバ
ー、５２はパーキングブレーキスイッチ、５３はブレー
キエネルギー回生装置（以下、ＲＢＳという）のメイン
スイッチ、５４はアクセルペダル、５５はアイドル位置
検出スイッチ、５６はアクセル開度検出センサ、５７は
ブレーキペダル、５９はブレーキ踏込量センサ、６０は
ギヤセレクトレバー、６１は坂道発進補助装置（以下、
ＨＳＡと略称する）のスイッチ、６２はアイドルコント
ロールスイッチ、６３はインジケータ類、６５はドアス
イッチ、６６はキースイッチ、６７はブレーキエア配
管、６８はブレーキエアタンク、６９はブレーキエア圧
力センサ、７０は電子式エア圧比例制御弁又は電磁比例
式圧力制御弁（以下、電子式エア圧比例制御弁で説明す
る）、７１はエア圧力センサ、７４はエアマスタ、６４
は上記のセンサ及びスイッチ等の出力に基づきポンプ・
モータ１４及びアクチュエータを制御してブレーキエネ
ルギーを回生する制御手段としてのコントロールユニッ
ト（以下、Ｃ／Ｕと略称する）である。尚、ブレーキエ
アタンク６８とエアマスタ７４とでエアブレーキ装置７
２を構成しており、また、Ｃ／Ｕ６４には下記に述べる
プログラム、マップ及び種々のフラグを記憶するメモリ
（図示せず）を含んでいる。

【００２７】図４は、図１及び図２に示したＣ／Ｕ６４
に記憶され且つ実行されるプログラムのフローチャート
図であり、このフローチャートに基づいて図２の実施例
の動作を説明する。

【００２８】プログラムがスタートするとＣ／Ｕ６４は
初期化サブルーチンを実行し、全出力をオフとし、内蔵
するＲＡＭ（図示せず）のクリアチェックを行う（図４
ステップＳ１）。

【００２９】初期化を実行した後、前述のスイッチ３
３、４５、４６、５０、５２、５３、５５、５８、６
１、６２、６５、６６、並びにセンサ３８、７１からの
信号の読み込みサブルーチンを実行し（同ステップＳ
２）、次にセンサ３５、３６及び４０から読み込んだ回
転信号（パルス）の処理サブルーチンを実行してそれぞ
れエンジン回転数、インプットシャフト回転数及び車速
を算出する（同ステップＳ３）。

【００３０】そして、センサ２、３４、３７、３９、４
１、４７、５６、５９、６９から読み込んだアナログ信
号の処理サブルーチンを実行してそれぞれディジタル値
のエンジン負荷、クラッチストローク、シフトストロー
ク、油温、圧力、アクセル開度、ブレーキ踏込量及びブ
レーキエア圧を求める（同ステップＳ４）。

【００３１】これらの信号の読込及び処理は一回のＣ／
Ｕ処理毎に更新する。また、読み込んだ信号及び処理し
た信号によりロジック中に使用されるフラグ（図示せ
ず）をこれらのサブルーチンの中で立てておく（制御履
歴中、セット／リセットされるフラグを除く）。

【００３２】続いて、キースイッチ６６がオンか否かチ
ェックし（同ステップＳ５）、オフの時は、全制御停止
サブルーチンを実行する（同ステップＳ６）。

【００３３】このサブルーチンは、停車時又は走行時に
キースイッチ６６がオフとなっても安全を確保するため
油圧系を全て安全な状態に戻した後、ステップＳ７でア
クチュエータリレー（図示せず）をオフにしてＣ／Ｕ６
４の電源を断つことにより全制御を停止させるものであ
る。

【００３４】ステップＳ５においてキースイッチ６６が
オンの時は、ＲＢＳメインスイッチ５３がオンか否かを
チェックし（同ステップＳ８）、オフの時は、後述の通
常ブレーキ制御モードサブルーチンを実行する（同ステ
ップＳ２２）が、オンの時は、運転者がブレーキエネル
ギー回生装置（以下、ＲＢＳという）動作を実行しよう
としているとして、制御を続行する。

【００３５】このため、Ｃ／Ｕ６４は、運転者がパーキ
ングブレーキ５１を作動させているか否かをチェックし
（同ステップＳ９）、作動させていない時（パーキング
ブレーキスイッチ５２ａ（Ｐ／Ｂ１）がオフの時）は、
ＲＢＳ使用可能としてステップＳ１１に進むが、作動さ
せている時（パーキングブレーキスイッチ５２ａがオン
の時）は、通常ブレーキ制御モード（同ステップＳ２
２）に進んでＲＢＳの使用禁止とする。これは、パーキ
ングブレーキレバー５１を引いている時に不用意にアク
セルペダル５４を踏んでも車両が飛び出さないようにす
るためである。

【００３６】但し、坂道発進等でパーキングブレーキを
作動させたままポンプ・モータ１４の出力トルクを車輪
１１に伝える時のためにもう１つのパーキングブレーキ
スイッチ５２ｂがオンか否かをチェックする（同ステッ
プＳ１０）。

【００３７】ここで、パーキングブレーキスイッチ５２
ｂ（Ｐ／Ｂ２）は、図１２に示すように、パーキングブ
レーキレバー５１のノブ５１ａを押している時にのみオ
ンとなるものである。即ち、ノブ５１ａを押している状
態はパーキングブレーキを解除しようとする意志がある
時であるから、パーキングブレーキレバー５１が引かれ
ていてパーキングブレーキスイッチ５２ａがオンであっ
てもＲＢＳを使用可能とするものである。

【００３８】次に、Ｃ／Ｕ６４は、選択されているギヤ
段をギヤ位置検出センサ３８及びギヤシフトストローク
センサ３９によってチェックし（同ステップＳ１１）、
ギヤ段がＮ（ニュートラル）又はＲ（リバース）であれ
ばＲＢＳは使わずに通常ブレーキ制御モードサブルーチ
ン（同ステップＳ２２）に進むが、ギヤ段が１速乃至５
速であればＲＢＳは使用可能であるため制御を続行す
る。

【００３９】そして、停車しているか否かを車速センサ
４０の出力からチェックし（同ステップＳ１２）、走行
中であればステップＳ１４に進んで現時点の速度がポン
プ・モータ１４の許容回転数以下に相当するか否かチェ
ックする。この許容回転数は、ポンプ・モータ１４が電
磁クラッチ１３、ＰＴＯ軸１２、ＰＴＯ装置８、プロペ
ラシャフト９及びアクスル１０を介して車輪１１と接続
されていることからＰＴＯ装置８およびアクスル１０の
ギヤ比が一定であれば車速で判断でき、市販品であるポ
ンプ・モータ１４の許容回転数からギヤ比、車輪外周長
を掛け合わせると、例えば５０ｋｍ／ｈ迄がＲＢＳの使
用可能範囲であると条件付けできる。

【００４０】ステップＳ１４において、車速が５０ｋｍ
／ｈ以下、即ち、ポンプ・モータ１４の許容回転数範囲
内ならば制御を続けるが、許容回転数範囲を越えている
と判定した時は、ステップＳ２２の通常ブレーキ制御モ
ードサブルーチン（後述する）を実行する。

【００４１】ステップＳ１２において、停車中であった
時、車両がバスの場合は、発進禁止サブルーチンを実行
する（同ステップＳ１３）。このサブルーチンは、バス
がドアを開けている時に油圧回路の使用を禁止するもの
であり、ドアが開いている時は、乗客が乗降中であると
見做して乗客の安全確保のために不用意にアクセルを踏
んでも車両が動き出さないようにするために実行するも
のである。

【００４２】次に、Ｃ／Ｕ６４は運転者のペダル操作を
ブレーキ（同ステップＳ１５）、アクセル（同ステップ
Ｓ１６）の順でチェックする（それぞれの信号処理はス
テップＳ４のアナログ信号処理サブルーチンで処理
済）。ブレーキ操作のチェックがアクセル操作のチェッ
クより優先されるのは、ブレーキペダル５７とアクセル
ペダル５４を同時に踏んだ場合に車両の安全側としてブ
レーキを優先させるためである。

【００４３】ステップＳ１５でブレーキペダル５７が踏
まれている場合、図５に示すエネルギー回収モードサブ
ルーチンを実行する（同ステップＳ１７）。

【００４４】まず、ステップＳ１７１の油圧ブレーキト
ルクの計算は、傾転角センサ８０の出力信号をステップ
Ｓ４により処理した値Ｖｐ及び圧力センサ４７で検出さ
れる油圧回路内圧力Ｐを元に現在ポンプ・モータ１４が
発生しているブレーキトルクＴ_B0を次式のようにして求
めるものである。 Ｔ_B0＝Ｐ・Ｖｐ／２００π (kgf・m) 式(1)

【００４５】また、ステップＳ１７２の必要ブレーキト
ルクの計算は、ブレーキペダル踏込量センサ５９の現在
の出力信号をステップＳ４により処理した値Ｔ_B を前後
各ブレーキに適切に配分するための処理であり、まず、
図８に示すブレーキペダル踏込量とブレーキトルクのメ
モリマップ（これもＣ／Ｕ６４に記憶されている）に従
ってブレーキペダル５７の踏込量（角度）センサ５９の
出力信号から必要なブレーキトルク(kgf・m)を求める。

【００４６】即ち、ブレーキペダル５７の踏込の初期状
態（例えば、０〜3.5 °）をブレーキ遊びとし、ブレー
キペダル５７に取り付けられたブレーキ踏込量センサ５
９の出力電圧をブレーキペダルスイッチ５８により０と
してある。ブレーキペダル５７踏込の初期状態（例え
ば、3.5 °) を越えると、センサ５９はペダル踏込角に
比例した電圧を出力する。従って、ブレーキペダル５７
の踏込角度はセンサ５９の出力から検出できる。

【００４７】ブレーキペダル５７の踏込の初期に続く区
間がブレーキ力制御区間（例えば、3.5 °〜１６°）で
あり、この区間においてポンプ・モータ１４、エアブレ
ーキ装置７２を制御する。このため、マップからブレー
キペダル５７の踏込角に相当した必要なブレーキトルク
Ｔ_B を求める。

【００４８】ブレーキ力制御区間を越える区間（例え
ば、１６°〜２５°）は、パニックブレーキ時であり、
この時、電子式エア圧比例制御弁７０はブレーキペダル
５７と連通したリンク機構（図示せず）により強制的に
押し下げられ、ブレーキエアタンク６８とブレーキ力発
生装置、例えば、エア・オイル式においてのエアマスタ
ー７４、とを全通にして圧縮エアによる最大の制動力を
発生させる。このとき、車両が不安定な状態となる虞が
あるため、油圧回路の使用は禁止される。

【００４９】ステップＳ１７２に戻って、上記のように
必要なブレーキトルクＴ_B を求めた後、Ｃ／Ｕ６４は更
に例えば前軸・後軸に対する軸重配分を示すメモリマッ
プ（図９参照）を検索し、前ブレーキブレーキトルクＴ
_BF、後ブレーキブレーキトルクＴ_BRを求める。 Ｔ_B ＝ブレーキペダル踏込量センサによるブレーキトルク (kgf・m) Ｔ_BF＝前軸に必要なブレーキトルク (kgf・m) Ｔ_BR＝後軸に必要なブレーキトルク (kgf・m) Ｔ_BO＝ポンプ・モータが発生しているブレーキトルク (kgf・m) 但し、Ｔ_B ＝Ｔ_BF＋Ｔ_BRである。

【００５０】そして、ステップＳ１７３の油圧回路で発
生できるトルク計算は、ブレーキペダル踏込量センサに
よるブレーキトルクＴ_B を元に今必要な押し退け容量Ｖ
_PIを求め、ポンプ・モータ１４に対する指示容量Ｖｐを
決定するものである。 Ｖ_PI＝２００π・Ｔ_B ／Ｐ (cc/rev) 式(2)

【００５１】しかし、これを計算させることは、複雑に
なるので、この式(2) により図１０に示すような、圧
力、トルク及び容量のマップを予め作成・記憶してお
き、このマップから必要な容量を検索することができ
る。

【００５２】尚、本実施例では、図３に示したように斜
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）ポンプ・モータ１４を用いることが
できるから、その容量Ｖ_P は斜軸（又は斜板）の傾転角
を制御することにより制御されることとなる。

【００５３】更にステップＳ１７４では、今必要な押し
退け容量Ｖ_PIとポンプ・モータ１４の最大定格容量Ｖma
x とを比較し、Ｖ_PI＞Ｖmax であれば、指示容量Ｖｐ＝
Ｖmax として最大ポンプ容量に固定し（ステップＳ１７
５）、Ｖ_PI≦Ｖmax であればそのまま指示容量Ｖｐ＝Ｖ
_PIとする（ステップＳ１７６）。

【００５４】ここで、上記の不足分のブレーキトルクの
検索方法を図１１のメモリマップ図で説明すると、必要
なブレーキトルクＴ_B に対応する油圧回路内圧力Ｐの点
がポンプ・モータ１４の最大容量Ｖmax の直線上又は下
側、即ち、図の斜線部内に有る場合は、Ｖ_PI≦Ｖmax な
のでポンプ・モータ１４だけで必要ブレーキトルクＴ_B
を発生できるが（例えば、必要ブレーキトルクＴ_P ）、
Ｖmax の線より上側にある場合（例えば、必要ブレーキ
トルクＴ_A ）は、Ｖ_PI＞Ｖmax となり、ポンプ・モータ
１４では必要ブレーキトルクＴ_Aを発生することができ
ないことになる。

【００５５】そこで、Ｖ_PI＞Ｖmax の場合、不足するブ
レーキトルク、例えばＴ_A −Ｔ_P を検索して求め、この
分をエアブレーキ又はエア・オイルブレーキによって補
充するものであり、このため、検索した不足分のブレー
キトルク発生に見合うエアをエアタンク６８からエアマ
スタ７４に送り込むように電子式エア圧比例制御弁７０
を駆動することとなる。

【００５６】図５に戻って、ステップＳ１７７では、ブ
レーキトルクＴ_B とＴ_BOとを比較し、その結果、Ｔ_B ≦
Ｔ_BOであればエアブレーキ装置７２によるエアブレーキ
は必要無いので、前輪の電子式エア圧比例制御弁７０に
対する指示トルクＴ_BAF ＝０(kgf・m)とし（ステップＳ
１７８）、更に後輪の電子式エア圧比例制御弁７０に対
する指示トルクＴ_BAR ＝０(kgf・m)として（ステップＳ
１７９）、ステップＳ１７１５に進む。

【００５７】ステップＳ１７７においてＴ_B ＞Ｔ_BOであ
れば、ポンプ・モータ１４を最大容量に固定しても不足
するブレーキトルク分をエアブレーキ装置７２によるエ
アブレーキで補う必要があるため、今度はブレーキトル
クＴ_B0とＴ_BRとを比較し（ステップＳ１７１０）、Ｔ_B0
＞Ｔ_BRであれば、前輪の電子式エア圧比例制御弁７０に
対する指示トルクＴ_BAF ＝Ｔ_B −Ｔ_BO(kgf・m)とし（ス
テップＳ１７１３）、その不足分のブレーキトルクをエ
アブレーキ装置７２により前輪のみに掛け、後輪の電子
式エア圧比例制御弁７０に対する指示トルクＴ_BAR ＝０
(kgf・m)として（ステップＳ１７１４）後輪にはブレー
キトルクを掛けない。但し、ポンプ・モータ１４による
油圧ブレーキトルクは通常の如く後輪のみに掛けられ
る。

【００５８】また、ステップＳ１７１０で、Ｔ_B0≦Ｔ_BR
であれば、前輪の電子式エア圧比例制御弁に対する指示
トルクＴ_BAF ＝Ｔ_BF(kgf・m)とし（ステップＳ１７１
１）、先に求めておいた前輪負担ブレーキトルクをその
まま掛け、更に後輪に対しては後輪負担ブレーキトルク
Ｔ_BRから現油圧ブレーキトルクＴ_BOを引いた不足分のブ
レーキトルクＴ_BR−Ｔ_BOを該エアブレーキ装置７２によ
り後輪に与える電子式エア圧比例制御弁７０に対する指
示トルクＴ_BAR ＝Ｔ_BR−Ｔ_BO(kgf・m)として（ステップ
Ｓ１７１２）、ステップＳ１７１５に進む。但し、ポン
プ・モータ１４による油圧ブレーキトルクはこの場合も
後輪のみに掛けられる。

【００５９】ステップＳ１７１５では、上記のステップ
Ｓ１７８〜Ｓ１７１４により決定された指示トルクＴ
_BAF 及びＴ_BAR を各電子式エア圧比例制御弁７０に与
え、これに接続されたブレーキエアタンク６８及びエア
マスタ７４を含むエアブレーキ装置７２によりブレーキ
力を発生させる。

【００６０】上記のサブルーチンの実行を行った後、Ｃ
／Ｕ６４は、ブレーキペダル５７が踏み込まれていない
ことが、メインプログラムのステップＳ１５で分かった
とき、ステップＳ１６に戻って、アクセルペダル５４が
踏まれている時、Ｃ／Ｕ６４は、エネルギー再生モード
サブルーチン（回収して高圧アキュムレータ２６に蓄積
されている減速エネルギーを利用して走行するもの）を
実行する。

【００６１】このサブルーチンでは、アクセルペダル５
４の踏込量をギヤ段毎に検出して必要なトルクを求め、
このトルク及び現在の油圧回路の蓄圧によりポンプ・モ
ータ１４の傾転角（容量）を決定する。

【００６２】このようにしてエネルギー回収モードサブ
ルーチン及びエネルギー再生モードサブルーチンを実行
した後、Ｃ／Ｕ６４は、ステップＳ２２の通常ブレーキ
制御モードサブルーチンを実行するが、これは油圧を使
わずエアブレーキ又はエア・オイルブレーキだけでブレ
ーキをかけるモードである。

【００６３】図６に基づきこのサブルーチンを説明する
と、ステップＳ２２１ではステップＳ１７２と同じメモ
リマップ（図９参照）により前ブレーキブレーキトルク
Ｔ_BFと後ブレーキブレーキトルクＴ_BRとを求め、続くス
テップＳ２２２及びＳ２２３ではポンプ・モータ１４に
よるブレーキを行わないようにするため、それぞれ前輪
の電子式エア圧比例制御弁７０に対する指示トルクＴ
_BAF ＝前軸に必要なブレーキトルクＴ_BF及び後輪の電子
式エア圧比例制御弁７０に対する指示トルクＴ_BAR ＝後
軸に必要なブレーキトルクＴ_BRとしている。

【００６４】更に、ステップＳ２２４では、直前まで油
圧によるブレーキが行われていた場合の対応策として傾
転角を“０”（Ｖｐ＝０）に指示し、ステップＳ２２５
によりＰＴＯに接続されていた油圧回路を切離し、図４
のメインプログラムに戻る。

【００６５】以上の制御の後、Ｃ／Ｕ６４は、オイル量
制御を行う（図４のステップＳ２１）。このオイル量制
御はオイル量検出リミットスイッチ４５がオンであるか
オフであるかによりオイル補給の必要の有無を判定して
電磁弁３１、３２に対して作動リクエストを発生するサ
ブルーチンである。

【００６６】また、Ｃ／Ｕ６４は、周知の特開昭60-117
69号公報と同様に車速センサ４０からの車速信号、アク
セル開度検出センサ５６からのアクセルペダル５４の踏
込量に対応する信号及びギヤセレクトレバー６０からの
セレクト信号（マトリックス信号）を読み込み、車速及
びアクセルペダル５４の踏込量に応じて作成した図１３
に示すマップに基づき適正なＴ／Ｍ５のギヤ段を選択す
る（図４のステップＳ２３及びＳ２４）。

【００６７】この動作は、クラッチアクチュエータ７及
びギヤシフトアクチュエータ６を駆動して、エンジンク
ラッチ（図示せず）を切り→Ｔ／Ｍ５のギヤを中立状態
にし→セレクトし、シフトし→エンジンクラッチを接続
することで行い、これによりＴ／Ｍ５のギヤ段は、車速
及びアクセルペダル５４の踏込量に応じた適切なものに
自動的にシフトアップ／ダウンされる。

【００６８】尚、Ｃ／Ｕ６４は、図７に示すクラッチ制
御方法の決定サブルーチンに基づき、油圧だけで走行し
ている場合、フラグＦＬ ＲＢＳ＝“１”になっている
こと（図７のステップＳ２４１）からエンジンクラッチ
を断としている（同ステップＳ２４２）。このフラグＦ
Ｌ ＲＢＳは、エネルギー回収モードにあっては必ず、
またエネルギー再生モードにあっては油圧のみで走行す
る場合にセットされるものであり、フラグＦＬ ＲＢＳ
＝“０”のときにはクラッチ接続制御サブルーチンが実
行される（ステップＳ２４３）。

【００６９】尚、エンジンクラッチの接／断制御につい
ては現在では自動クラッチ式の自動変速機車両が既に知
られており、また自動変速機を持たない車両であっても
エンジンクラッチのみが自動的に接／断制御できればよ
い。更に、流体式自動変速機車両の場合はエンジンとの
切り離しはギヤをニュートラル位置に制御すれば同様の
効果が得られる。

【００７０】続けて、上述のエネルギー回収モード、再
生モード、通常ブレーキ制御モード等で決定された、ポ
ンプ・モータ１４の容量、電磁クラッチ１３の断／接、
回路切替弁２５の切替位置に従い、実際にこれらを駆動
する油圧回路制御サブルーチンを実行する（図４のステ
ップＳ２５）。

【００７１】この油圧回路制御サブルーチンは上記の各
種の判定・演算結果に基づいて油圧回路を構成する回路
切替弁２５やポンプ・モータ１４並びに電磁クラッチ１
３を実際に制御するためのものである。

【００７２】油圧回路制御（ステップＳ２５）を行った
後、直結冷房リレースイッチ３３及び水温センサ３４か
らの信号を読み込み、エンジン１の暖機運転時、冷房時
のアイドル回転の安定を図る他、補給用ポンプ３０を駆
動する時のアイドル回転の安定を図るアイドル制御サブ
ルーチンを実行する（同ステップＳ２６）。

【００７３】その後、上述のエネルギー再生モード等で
決定されたエンジン１の出力トルクによりステップモー
タ３の目標位置を設定し、これを駆動するエンジン制御
サブルーチンを実行する（同ステップＳ２７）。この場
合、上述のエネルギー再生モード等で決定されたポンプ
・モータ１４の容量Ｖが、Ｖ＜２５０ｃｃの時はアイド
リングとし、Ｖ＞２５０ｃｃの時は、下記の式(3) から
求めたエンジン必要出力が発生するようにエンジンを制
御する。 エンジン必要出力＝〔（Ｔ／Ｍ必要出力） −（ポンプ・モータ最大出力）×（ＰＴＯギヤ比）〕 ／（Ｔ／Ｍギヤ比） 式(3)

【００７４】このエンジン出力は上述の如くアクセルペ
ダルの踏込量に換算してから燃料噴射ガバナをステップ
モータが駆動することにより得られる。

【００７５】以上の制御・処理の後、油圧及び動力源
（油圧、エンジン）表示を含み、インジケータ類６３の
表示制御を行うインジケータ制御サブルーチンを実行す
る（同ステップＳ２８）。

【００７６】そして、車速が“０”で且つブレーキペダ
ル５７が踏まれていることを条件とし電子式エア圧比例
制御弁７０を閉じてブレーキ状態を保持し、アクセルペ
ダル５４が踏まれるか、又はギヤセレクトレバー６０が
ニュートラル位置になったことによりブレーキ状態を解
除するＨＳＡ制御サブルーチンを実行する（同ステップ
Ｓ２９）。

【００７７】この後は、自己診断実行の時間になったか
否かチェックし（同ステップＳ３０）、時間になると定
期的（例えば、５００ｍｓ）に自己診断を実行して（同
ステップＳ３１）、処理の時間を一定にするための時間
待ちの後（同ステップＳ３２）、ステップＳ２に戻り上
述の処理を繰り返す。

【００７８】尚、上記のサブルーチン（ステップＳ２３
〜３１）は現在既に知られている技術を用いることがで
きる。

【００７９】

【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によれば、検出されたブレーキ
ペダル踏込量に対応した必要ブレーキトルクを軸重によ
って決まる前輪と後輪の所定配分比率に従って負担すべ
きブレーキトルクを決定しておき、現在ポンプ・モータ
が発生している現油圧ブレーキトルクが該後輪負担ブレ
ーキトルクを越えているときには該不足分のブレーキト
ルクを該エアブレーキ装置により前輪に与え、該現油圧
ブレーキトルクが該後輪負担ブレーキトルク以下のとき
には該前輪負担ブレーキトルクのみをエアブレーキ装置
で発生させて前輪に与えると共に該後輪負担ブレーキト
ルクから該現油圧ブレーキトルクを引いた不足分のブレ
ーキトルクを該エアブレーキ装置により後輪に与えるよ
うに構成したので、油圧回生ブレーキとエアブレーキと
を総合したブレーキ装置全体の応答性を良くし、大きな
ブレーキ力を発生する場合の前輪・後輪のブレーキ力を
最適に配分することによる車両安定性を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生装
置の概念図である。

【図２】本発明に係る車両のブレーキエネルギー回生装
置の実施例の構成を示した図である。

【図３】本発明に使用する斜軸式アキシャルピストンポ
ンプ・モータのそれぞれ断面図及び斜視図である。

【図４】本発明の制御手段に記憶され且つ実行されるプ
ログラムのフローチャート図である。

【図５】本発明によるエネルギー回収モードサブルーチ
ンのフローチャート図である。

【図６】通常ブレーキ制御モードサブルーチンのフロー
チャート図である。

【図７】クラッチ制御方法決定サブルーチンのフローチ
ャート図である。

【図８】ブレーキペダル踏込量対ブレーキトルクのブレ
ーキトルクマップ図である。

【図９】ブレーキトルクの前輪・後輪の理想配分マップ
図である。

【図１０】ポンプ・モータの容量をパラメータとした油
圧回路内圧力対必要ブレーキトルクのブレーキトルクマ
ップ図である。

【図１１】油圧回路内圧力対必要ブレーキトルクのブレ
ーキトルクマップにおいてポンプ・モータで発生可能な
ブレーキトルク領域を示した図である。

【図１２】パーキングブレーキレバーを説明するための
概略構造図である。

【図１３】車速及びアクセルペダル踏込量に基づくギヤ
シフトマップ図である。

【符号の説明】

１ エンジン ５ Ｔ／Ｍ（変速機） ８ ＰＴＯ装置 １３ 電磁クラッチ １４ ポンプ・モータ ２５ 回路遮断（切替）弁 ２６ 高圧アキュムレータ ２７ 低圧アキュムレータ ４７ 圧力センサ ５７ ブレーキペダル ５９ ブレーキ踏込量センサ ６４ 制御手段としてのＣ／Ｕ ６７ ブレーキエア配管 ７０ 電子式エア圧比例制御弁又は電磁比例式圧力制御
弁 ７２ エアブレーキ装置 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧回路と、ブレーキペダル踏込量検出
   手段と、エア圧比例制御弁と、エアブレーキ装置と、該
   検出手段により検出された必要ブレーキトルクが該油圧
   回路のポンプ・モータで発生されている現油圧ブレーキ
   トルクを越えている時、該ポンプ・モータのポンプ容量
   を最大にし且つ不足分のブレーキトルクを該比例制御弁
   を制御することにより該エアブレーキ装置で補わせる制
   御手段と、を備えた車両のブレーキエネルギー回生装置
   において、 該制御手段は、該必要ブレーキトルクを軸重によって決
   まる前輪と後輪の所定配分比率に従って負担すべきブレ
   ーキトルクを決定しておき、該現油圧ブレーキトルクが
   該後輪負担ブレーキトルクを越えているときには該不足
   分のブレーキトルクを該エアブレーキ装置により前輪に
   与え、該現油圧ブレーキトルクが該後輪負担ブレーキト
   ルク以下のときには該前輪負担ブレーキトルクのみを該
   エアブレーキ装置で発生させて前輪に与えると共に該後
   輪負担ブレーキトルクから該現油圧ブレーキトルクを引
   いた不足分のブレーキトルクを該エアブレーキ装置によ
   り後輪に与えることを特徴とした車両のブレーキエネル
   ギー回生装置。
2. 【請求項２】 該油圧ブレーキトルクが全て後輪に与え
   られることを特徴とした請求項１記載の車両のブレーキ
   エネルギー回生装置。