JPH0516771A - エネルギー回生油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回生効率良好なるエネルギー回生装置を内蔵し
た新規な油圧回路を、簡易な構成で提供する。 【構成】車両の減速時には第１の回生通路１０と蓄圧通
路１２とを連通し、エンジン２により駆動される可変容
量ポンプ１６からの作動油を回生用アキュームレータ１
０９に蓄えると共に、加速時には蓄圧通路１２と第２の
回生通路１３とを連通し、回生用アキュームレータ１０
９に蓄えられていた作動油を低圧通路５に供給する。こ
れにより、可変容量ポンプ１６の駆動負荷が低減され、
減速時におけるエンジン２のエネルギーが回生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアクティブサスペンショ
ン等の油圧システムを駆動するための油圧回路に関し、
特に車両の減速時におけるエンジンのエネルギーを回生
することが可能な油圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧回路としては、例えば図６に
示すように、エンジン２に駆動されると共に後述の制御
手段１１５によって吐出量が変化される可変容量ポンプ
１６により、リザーバタンク１から低圧通路５を介して
供給される作動油を加圧し、該作動油を高圧通路７を介
して油圧システム４に供給するものが知られている。

【０００３】ここで、高圧通路７には可変容量ポンプ１
６側から順に、高圧の作動油を蓄える補償用アキューム
レータ１８と、高圧通路７における作動油圧を検出する
圧力センサ１９と、高圧通路７における作動油圧が過大
となった時に作動油を排出するリリーフ弁２０とが設け
られている。

【０００４】このような油圧回路において、油圧システ
ム４の作動により高圧通路７の作動油が消費された際に
は、補償用アキュームレータ１８により高圧の作動油が
高圧通路７に供給されると共に（以下、油圧補償作用と
記す）、制御手段１１５により圧力センサ１９から入力
される圧力信号に応じて可変容量ポンプ１６の吐出量が
制御されるようになっているため、高圧通路７における
作動油圧が所定値に保たれるように構成されている。

【０００５】しかしながら、車両の減速時におけるエン
ジン２の動力を回生する構成となった油圧回路は、従来
提供されていなかった。

【０００６】一方、車両の減速時におけるエンジンの動
力を回生するエネルギー回生装置としては、例えば特開
昭６１−１７５１５０号公報に開示されるものがある。

【０００７】このようなエネルギー回生装置は、図７に
示すように、エンジン２からの動力をトランスミッショ
ン２１及びプロペラシャフト２２を介して車輪２３に伝
達する車両に、トランスミッション２１の出力軸２１ａ
の回転をＰＴＯ（パワーテイクオフ）軸２４に取り出す
ＰＴＯ出力装置２５が設けられた構成となっている。そ
して、減速時には車輪２３の回転をＰＴＯ出力装置２５
を介してＰＴＯ軸２４に伝え、該ＰＴＯ軸２４によって
ポンプモータ２６を駆動して作動油を加圧し、得られた
高圧の作動油をアキュームレータ２７に蓄えると共に、
発進時や加速時にはアキュームレータ２７に蓄えられた
高圧の作動油をポンプモータ２６に供給してＰＴＯ軸２
４を駆動し、該ＰＴＯ軸２４の回転をＰＴＯ出力装置２
５及びプロペラシャフト２２を介して車輪２３に伝達す
るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のエネルギー回生装置においては、エネルギー
回生を可能とするために、従来の構成に加えてＰＴＯ軸
２４，ＰＴＯ出力装置２５，ポンプモータ２６等の新た
な構成を必要とするため、構造が複雑となり、重量が増
大するといった問題点があった。また、車輪２３の回転
すなわち機械エネルギーを一旦油圧エネルギーに変換し
て蓄えた後に、該油圧エネルギーを再び機械エネルギー
として回生するようになっていたため、機械損失により
トータルとしての回生効率が低いという問題点もあっ
た。

【０００９】本発明ではこのような問題点に鑑み、従来
技術に対し軽微な構成追加のみで、エネルギー回生を良
好なる効率で実現できる新規な油圧回路を得ることを課
題とする。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】上記課題を解決する為に、
請求項１記載の発明においては、作動油を貯留するリザ
ーバタンクと、エンジンにより駆動されて作動油を加圧
するオイルポンプと、前記リザーバタンクとオイルポン
プとを連通する低圧通路と、前記オイルポンプにより加
圧された作動油を油圧システムに供給する高圧通路と、
複数の通路間における作動油の流通を制御する切換弁
と、高圧の作動油を蓄える蓄圧手段と、前記高圧通路と
切換弁との間を連通する第１の回生通路と、前記切換弁
と蓄圧手段との間を連通する蓄圧通路と、前記切換弁と
低圧通路との間を連通する第２の回生通路と、前記第１
の回生通路の途中に設けられて、作動油が前記切換弁側
から高圧通路側へ流れることを防止する第１の逆止弁
と、前記低圧通路上の第２の回生通路との接続点よりリ
ザーバータンク側に設けられて、作動油が第２の回生通
路側からリザーバタンク側へ流れることを防止する第２
の逆止弁と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手
段と、該走行状態検出手段からの信号に応じて前記切換
弁を切り換える制御手段とを有し、該制御手段は、走行
状態検出手段により車両が減速状態であることが検出さ
れている時には、第１の回生通路と蓄圧通路とが連通す
るよう前記切換弁を切り換えると共に、車両が加速状態
であることが検出されている時には、蓄圧通路と第２の
回生通路とが連通するよう前記切換弁を切り換えること
を特徴とするものである。

【００１１】また、請求項２記載の発明においては、前
記オイルポンプを可変容量ポンプにすると共に、前記制
御手段は、走行状態検出手段により車両が減速状態であ
ることが検出されている時に、可変容量ポンプの吐出量
を最大値にすることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明では、走行状態検出手段に
より車両が減速状態にあると検出された時に、制御手段
は切換弁を切り換えて第１の回生通路と蓄圧通路とを連
通させるため、オイルポンプから供給される高圧の作動
油が蓄圧手段に蓄えられる。そして、走行状態検出手段
により車両が加速状態にあると検出された時に、制御手
段は切換弁を切り換えて蓄圧通路と第２の回生通路とを
連通させるため、蓄圧手段に蓄えられていた作動油が前
記低圧通路に供給されて、オイルポンプの駆動負荷が低
減される。

【００１３】また、請求項２記載の発明では、走行状態
検出手段により車両が減速状態にあると検出された時
に、制御手段は可変容量ポンプの吐出量を最大値に設定
するため、蓄圧手段に対し作動油が最大の効率で蓄えら
れる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。なお、従来技術と同一の構成には同一の符
号を付して一部説明を省略する。

【００１５】図１は本発明の一実施例の構成を示す全体
図である。図中、１は作動油を貯留するリザーバタンク
であり、エンジン２によって駆動される可変容量ポンプ
１６と低圧通路５を介して連通されている。

【００１６】可変容量ポンプ１６はまた、油圧システム
４と高圧通路７を介して連通されると共に、後述の制御
手段１５によって吐出量Ｑが変化される構成となってい
る。

【００１７】高圧通路７には、可変容量ポンプ１６側か
ら順に、従来技術と同様の作用を行なう補償用アキュー
ムレータ１８と、高圧通路７における作動油圧Ｐ_Lを検
出する圧力センサ１９と、該作動油圧Ｐ_Lが過大となっ
た時に作動油を排出するリリーフ弁２０とが設けられて
いる。

【００１８】また、高圧通路７からは第１の回生通路１
０が、低圧通路５からは第２の回生通路１３がそれぞれ
分岐しており、第１，第２の回生通路１０，１３は切換
弁としての電磁弁１０８を介し、蓄圧通路１２に接続さ
れている。そして、該蓄圧通路１２には絞り２８が設け
られると共に、蓄圧手段としての回生用アキュームレー
タ１０９に接続されている。なお、該回生用アキューム
レータ１０９は高圧通路７と同様に可変容量ポンプ１６
の吐出側に設けられているため、回生用アキュームレー
タ１０９の圧力は前記作動油圧Ｐ_Lをもって間接的に表
わされる。

【００１９】ここで、電磁弁１０８は、Ａ，Ｂ，Ｃの３
つのポートを有し、第１の回生通路１０はＡポートに、
第２の回生通路１３はＢポートに、蓄圧通路１２はＣポ
ートにそれぞれ接続されており、図中に示す初期状態
（以下、位置Ｓと記す）ではＢポートとＣポートとが連
通されているが、後述する制御手段１５によりＡポート
とＣポートとが連通された状態（以下、位置Ｔと記す）
に切り換えられる。

【００２０】なお、第１の回生通路１０には、作動油が
電磁弁１０８側から高圧通路７側に流れることを防ぐ第
１の逆止弁１１が設けられ、また、低圧通路５には、第
２の回生通路１３との分岐点よりリザーバタンク１側
に、作動油がリザーバタンク１側に流れることを防ぐ第
２の逆止弁６が設けられている。

【００２１】１４は車両の走行状態を検出する走行状態
検出手段である。本実施例では、図外のアクセルペダル
の開度ＴＨの変化率ΔＴＨに応じて車両の加速、減速を
判断する。

【００２２】１５は制御手段であり、前記作動油圧Ｐ_L
及び走行状態検出手段１４からの入力信号に応じて、可
変容量ポンプ１６の吐出量Ｑ及び電磁弁１０８の切換を
制御するものである。

【００２３】ここで、可変容量ポンプ１６の吐出量制御
について説明する。本吐出量制御に当たり制御手段１５
は図２に示す制御プログラムを実行する。

【００２４】ステップＳ１１では、アクセルペダル開度
の変化率ΔＴＨが負であるか否か、すなわち車両が減速
状態であるか否かが判断され、減速状態である場合には
ステップＳ１２に進み、そうでない時にはステップＳ１
５に進む。

【００２５】ステップＳ１２では、可変容量ポンプ１６
の吐出量Ｑが最大値Ｑ_maxに設定される。

【００２６】ステップＳ１３では、アクセルペダル開度
の変化率ΔＴＨが正であるか否か、すなわち車両が加速
状態であるか否かが判断され、加速状態である場合には
ステップＳ１５に進み、そうでない時にはステップＳ１
４に進む。

【００２７】ステップＳ１４では、回生用アキュームレ
ータ１０９の蓄圧が完了したか否か、詳しくは前記作動
油圧Ｐ_Lが所定値Ｐ_a以上（ここで、Ｐ_aは回生用アキュ
ームレータ１０９の蓄圧完了時における作動油圧の値）
になったか否かが判断される。回生用アキュームレータ
１０９の蓄圧が完了した場合にはステップＳ１５に進
み、そうでないときにはステップＳ１２に戻る。

【００２８】ステップＳ１５では、前記作動油圧Ｐ_Lが
所定値Ｐ_Sに保たれるよう可変容量ポンプ１６の吐出量
Ｑが増減制御される（以下、通常制御と記す）。

【００２９】次に、電磁弁１０８の切換制御について説
明する。本切換制御に当たり制御手段１５は図３に示す
制御プログラムを実行する。

【００３０】ステップＳ２１では、アクセルペダル開度
の変化率ΔＴＨが負であるか否か、すなわち車両が減速
状態であるか否かが判断され、減速状態である場合には
ステップＳ２２に進み、そうでない時にはステップＳ２
４に進む。

【００３１】ステップＳ２２では、電磁弁１０８が位置
Ｔに切り換えられる。

【００３２】ステップＳ２３では、アクセルペダル開度
の変化率ΔＴＨが正であるか否か、すなわち車両が加速
状態であるか否かが判断され、加速状態である場合には
ステップＳ２４に進み、そうでない時にはステップＳ２
２に戻る。

【００３３】ステップＳ２４では、電磁弁１０８が位置
Ｓに切り換えられる。

【００３４】続いて、本実施例の作用について説明す
る。なお、図４は本実施例におけるエネルギー収支を示
す図である。

【００３５】（１）車両が定速走行状態である時 定速走行時においてはアクセルペダル開度の変化率ΔＴ
Ｈが０であるため、図３に示す制御プログラムにより電
磁弁１０８は位置Ｓに切り換えられる（ステップＳ２
４）と共に、図２に示す制御プログラムにより可変容量
ポンプ１６は前記通常制御が行なわれる（ステップＳ１
５）。これにより、可変容量ポンプ１６からの作動油は
高圧油路７を介して油圧システム４に供給され、一部は
補償用アキュームレータ１８に蓄えられるが、油圧シス
テム４の作動により高圧通路７の作動油が消費された場
合には、前記通常制御により可変容量ポンプ１６の吐出
量Ｑが変更されるため、補償用アキュームレータ１８に
よる前記油圧補償作用とあわせ、高圧通路７の作動油圧
は所定値に保たれる。

【００３６】なお、可変容量ポンプ１６の吐出量Ｑは、
図４中では一定値Ｑ_Sを保っているように表されている
が、実際には前述の通常制御により増減制御されるた
め、必ずしも一定ではない。

【００３７】また、可変容量ポンプ１６の駆動動力は、
可変容量ポンプ１６の吸入側と吐出側との圧力差ΔＰに
吐出量Ｑを乗じたもの、すなわちΔＰ・Ｑであらわされ
るため、高圧通路７における流量をＱ_Sとすると、図４
中に示すようにΔＰ_S・Ｑ_Sとなる。

【００３８】（２）車両が減速状態である時 アクセルペダル開度の変化率ΔＴＨが負となって車両が
減速状態であることが検知された時には（ステップＳ１
１，Ｓ２１）、図３に示す制御プログラムにより電磁弁
１０８が位置Ｔに切り換えられると共に（ステップＳ２
２）、図２に示す制御プログラムにより可変容量ポンプ
１６の吐出量Ｑが最大値Ｑ_max＝Ｑ_S＋ΔＱとなる（ステ
ップＳ１２）。これにより、可変容量ポンプ１６からの
作動油は、第１の回生通路１０，電磁弁１０８，蓄圧通
路１２を介して回生用アキュームレータ１０９に供給さ
れるが、高圧通路７と蓄圧通路１２とは連通されてお
り、同時に作動油圧は所定値Ｐ_Sとなるように制御され
ているため、回生用アキュームレータ１０９には作動油
が圧力Ｐ_Sに達するまで蓄えられる。

【００３９】この時、可変容量ポンプ１６の駆動動力は
図４中に示すようにΔＰ_S・（Ｑ_S＋ΔＱ）となるが、車
両は減速状態であるため、可変容量ポンプ１６の駆動動
力が増大してもエネルギーの損失とはならない。また、
蓄圧通路１２には絞り２８が設けられているため、可変
容量ポンプ１６の吐出側の圧力が急激に低下することも
ない。

【００４０】回生用アキュームレータ１０９に蓄えられ
た作動油の圧力が所定値Ｐ_Sに達し、回生用アキューム
レータ１０９の蓄圧が完了したと判断されると（ステッ
プＳ１４）、可変容量ポンプ１６の吐出量Ｑは通常制御
に基づいて設定され（ステップＳ１５）、可変容量ポン
プ１６の駆動動力は図４中に示すようにΔＰ_S・Ｑ_Sに戻
る。この時、第１の回生通路１０には第１の逆止弁１１
が設けられているため、回生用アキュームレータ１０９
内に蓄えられた作動油は封じ込められる。

【００４１】なお、回生用アキュームレータ１０９の蓄
圧完了以前に車両が加速状態に移行（アクセルペダル開
度の変化率ΔＴＨが正）したことが検知された場合には
（ステップＳ２３）、電磁弁１０８は位置Ｓに切り換え
られると共に（ステップＳ２４）、可変容量ポンプ１６
の吐出量は通常制御に基づいて設定され（ステップＳ１
５）、前述の（１）と同じ状態となる。

【００４２】（３）車両が加速状態に移行した時 アクセルペダル開度の変化率ΔＴＨが正となって車両が
加速状態に移行した場合には、電磁弁１０８は位置Ｓに
切り換えられる（ステップＳ２３，Ｓ２４）。これによ
り、回生用アキュームレータ１０９に蓄えられた作動油
は、蓄圧通路１２，電磁弁１０８，第２の回生通路１３
を介して低圧通路５に供給されるが、該低圧通路５には
第２の逆止弁６が設けられているため、前記作動油はリ
ザーバタンク１の方向へは流れずに可変容量ポンプ１６
の吸入側に作用する。従って、可変容量ポンプ１６の吸
入側と吐出側との圧力差ΔＰが小さくなり、可変容量ポ
ンプ１６の駆動動力は、図４中にαで示すように小さく
なる。

【００４３】なお、一般にアキュームレータの内圧と容
積との関係は図５に示すような特性となっており、前記
内圧とアキュームレータ吐出側の圧力との差が大きいほ
どアキュームレータからの作動油吐出量は多くなる。本
実施例では、電磁弁１０８が位置Ｔに切り換えられた時
において、回生用アキュームレータ１０９を低圧通路５
と連通させるため、アキュームレータ内の容積を効率よ
く使うことができる。

【００４４】回生用アキュームレータ１０９に蓄えられ
た作動油がすべて放出されると、圧力差ΔＰは作動油圧
と同じＰ_Sとなり、可変容量ポンプ１６の駆動動力も図
４中に示すようにΔＰ_S・Ｑ_Sに戻る。

【００４５】上述のように、本実施例においては、車両
の減速時に第１の回生通路１０と蓄圧通路１２とを連通
させ、可変容量ポンプ１６からの高圧の作動油を回生用
アキュームレータ１０９に蓄える一方で、車両の加速時
には蓄圧通路１２と第２の回生通路１３とを連通させ、
回生用アキュームレータ１０９に蓄えた作動油を可変容
量ポンプ１６の吸入側に供給して該ポンプ１６の駆動負
荷を低減させる構成としたため、車両の減速時における
エンジン２のエネルギーを回生することが可能となる。

【００４６】また、本実施例では、エネルギー回生を可
能とするために、図６に示した従来の構成に加えて、電
磁弁１０８，回生用アキュームレータ１０９等を組み込
むのみでよく、構造の複雑化や重量の大幅な増大を防ぐ
ことができる。

【００４７】また、本実施例では、エンジン２の動力す
なわち機械エネルギーを一旦油圧エネルギーに変換して
蓄えた後に、該油圧エネルギーそのまま回生する構成と
なっているため、機械損失がなく、トータルとしての回
生効率を高いものとすることができる。

【００４８】また、本実施例では、車両が減速状態にあ
ると検出された時には、制御手段１５は可変容量ポンプ
１６の吐出量を最大値に設定するため、回生用アキュー
ムレータ１０９に対し作動油を最大の効率で蓄えて、蓄
圧に要する時間を短くすることができる。

【００４９】なお、本実施例において、走行状態検出手
段１４はアクセルペダル開度の変化率ΔＴＨに応じて車
両の加速、減速を検出する構成としたが、これに限ら
ず、例えばブレーキペダルの踏み込み、車両の前後Ｇ、
車速等の何れかの信号に応じて車両の加速、減速を検出
する構成としてもよい。また、上記信号を適宜組み合わ
せて入力し、これらの入力信号に応じて車両の加速、減
速を検出する構成としてもよい。

【００５０】また、本実施例においては、アクセルペダ
ル開度の変化率ΔＴＨが正の場合、すなわちΔＴＨ＞０
の場合に車両が加速状態であると判断し、ΔＴＨ＜０の
場合に減速状態であると判断したが、ΔＴＨ＝０近辺に
不感帯を設け、ΔＴＨ＞＋α（ここでαは微小値）の場
合に車両が加速状態であると判断し、ΔＴＨ＜−αの場
合に減速状態であると判断しても良い。これにより、運
転者が車両を定速走行状態にすべく微妙なアクセルペダ
ルのコントロールを行っている場合にも、可変容量ポン
プ１６の吐出量や電磁弁１０８の位置が頻繁に切り換わ
ることがなく、運転者に違和感を与えるおそれがない。

【００５１】

【発明の効果】以上に述べたように、請求項１記載の発
明においては、車両の減速時にオイルポンプからの作動
油を蓄圧手段に蓄えると共に、車両の加速時に該蓄圧手
段に蓄えられた作動油をオイルポンプの吸入側に供給し
てオイルポンプの駆動負荷を低減させる構成としたた
め、車両の減速時におけるエンジンのエネルギーの回生
が可能となる。

【００５２】また、本発明では、エネルギー回生を可能
とするために、従来技術の構成に加えて、切換弁，蓄圧
手段等を組み込むのみでよく、構造の複雑化や重量の大
幅な増大を防ぐことができる。

【００５３】また、本発明では、エンジンの動力すなわ
ち機械エネルギーを一旦油圧エネルギーに変換して蓄え
た後に、該油圧エネルギーそのまま回生する構成となっ
ているため、機械損失がなく、トータルとしての回生効
率が高い。

【００５４】また、請求項２記載の発明においては、請
求項１記載の発明の効果に加え、車両が減速状態にある
と検出された時には、制御手段は可変容量ポンプの吐出
量を最大値に設定するため、蓄圧手段に対し作動油を最
大の効率で蓄えて、蓄圧に要する時間を短くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例について示す構成図である。

【図２】可変容量ポンプの通常制御を示すフローチャー
トである。

【図３】回生制御に係わる電磁弁の切り換え制御を示す
フローチャートである。

【図４】本実施例におけるエネルギー収支を示す特性図
である。

【図５】アキュームレータ内圧と容積との関係を示す特
性図である。

【図６】従来の油圧回路について示す構成図である。

【図７】従来のエネルギー回生装置について示す構成図
である。

【符号の説明】

１…リザーバタンク ２…エンジン ３…オイルポンプ ４…油圧システム ５…低圧通路 ６…第２の逆止弁 ７…高圧通路 １０…第１の回生通路 １１…第１の逆止弁 １２…蓄圧通路 １３…第２の回生通路 １４…走行状態検出手段 １５…制御手段 １６…可変容量ポンプ １０８…電磁弁（切換弁） １０９…回生用アキュームレータ（蓄圧手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動油を貯留するリザーバタンクと、 エンジンにより駆動されて作動油を加圧するオイルポン
   プと、 前記リザーバタンクとオイルポンプとを連通する低圧通
   路と、 前記オイルポンプにより加圧された作動油を油圧システ
   ムに供給する高圧通路と、 複数の通路間における作動油の流通を制御する切換弁
   と、 高圧の作動油を蓄える蓄圧手段と、 前記高圧通路と切換弁との間を連通する第１の回生通路
   と、 前記切換弁と蓄圧手段との間を連通する蓄圧通路と、 前記切換弁と低圧通路との間を連通する第２の回生通路
   と、 前記第１の回生通路の途中に設けられて、作動油が前記
   切換弁側から高圧通路側へ流れることを防止する第１の
   逆止弁と、 前記低圧通路上の第２の回生通路との接続点よりリザー
   バータンク側に設けられて、作動油が第２の回生通路側
   からリザーバタンク側へ流れることを防止する第２の逆
   止弁と、 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、 該走行状態検出手段からの信号に応じて前記切換弁を切
   り換える制御手段とを有し、 該制御手段は、走行状態検出手段により車両が減速状態
   であることが検出されている時には、第１の回生通路と
   蓄圧通路とが連通するよう前記切換弁を切り換えると共
   に、車両が加速状態であることが検出されている時に
   は、蓄圧通路と第２の回生通路とが連通するよう前記切
   換弁を切り換えることを特徴とするエネルギー回生油圧
   回路。
2. 【請求項２】 前記オイルポンプを可変容量ポンプにす
   ると共に、 前記制御手段は、走行状態検出手段により車両が減速状
   態であることが検出されている時は、可変容量ポンプの
   吐出量を最大値にすることを特徴とする請求項１記載の
   エネルギー回生油圧回路。