JP2017133538A - 車両の回生システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃費向上に有利な車両の回生システムを提供する。【解決手段】オイルの貯留容量が相対的に大きな第１高圧蓄圧器（21）と、オイルの貯留容量が相対的に小さな第２高圧蓄圧器（23）とを備え、回生動作時に、回生状態に応じて、第１高圧蓄圧器（21）のみを用いる第１モードと、第２高圧蓄圧器（23）のみを用いる第２モードと、第１高圧蓄圧器（21）及び第２高圧蓄圧器（23）の両方を用いる第３モードとのうち少なくとも２つのモードを使い分ける。【選択図】図１

Description

ここに開示された技術は、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器を備えた車両の回生システムに関する。

従来から、この種の回生システムとして、オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有するオイルポンプモータを備えた回生システムが知られている。高圧蓄圧器は、オイルポンプモータを介して低圧リザーバと接続されている。高圧蓄圧器には高圧に加圧されたオイルが、低圧リザーバには低圧に加圧されたオイルが、それぞれ貯留される。

この回生システムでは、下り坂走行などでの減速時には、駆動輪の動力がオイルポンプモータに入力される。それにより、オイルポンプモータはオイルポンプとして駆動され、低圧リザーバのオイルが高圧蓄圧器へ送り込まれる。その結果、高圧蓄圧器の内圧が上昇し、より高圧に加圧されたオイルが高圧蓄圧器に蓄積される（減速回生）。

また、車両の発進時などには、高圧蓄圧器のオイルが低圧リザーバに向けて流出される。オイルポンプモータは、高圧蓄圧器からのオイルの吐出圧により油圧モータとして駆動され、その動力が駆動輪に出力される（力行）。その結果、車両が油圧走行される。そして、高圧蓄圧器から流出したオイルは低圧リザーバに回収される。

このような回生システムの一例は、特許文献１に開示されている。またその他、回生システムとしては、上記と同様な低圧リザーバ、オイルポンプモータ及び高圧蓄圧器を用いて車両走行中におけるエンジンの余剰トルクを回生するシステムも知られている。

特開平１０−２４４８５８号公報

しかしながら、上述した回生システムでは、高圧蓄圧器が１つであるため、高圧蓄圧器の圧力状態や回生するエネルギの種別、つまり回生動作が減速時の制動トルクを回生する動作であるかエンジンの余剰トルクを回生する動作であるか等に応じて、エンジン運転効率を高めたり、車両走行中に回生可能なエネルギ量を稼いだりするような燃費向上により有利な回生及び力行の実行制御を行えない。よって、こうした車両の回生システムには、改善の余地がある。

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃費向上に有利な車両の回生システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、ここに開示された技術では、オイルの貯留容量が異なる少なくとも２つの高圧蓄圧器を備え、それら２つの高圧蓄圧器の使い方を工夫した。

具体的には、ここに開示された技術は、オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有するオイルポンプモータと、このオイルポンプモータを介して接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する低圧リザーバ及び高圧蓄圧器と、オイルポンプモータをオイルポンプとして機能させる回生動作、及びオイルポンプモータを油圧モータとして機能させる力行動作を制御する制御装置とを備える車両の回生システムを対象とする。

この回生システムは、高圧蓄圧器として、オイルの貯留容量が相対的に大きな第１高圧蓄圧器と、オイルの貯留容量が相対的に小さな第２高圧蓄圧器とを備える。そして、制御装置は、回生動作時に、回生状態に応じて、第１高圧蓄圧器のみを用いる第１モードと、第２高圧蓄圧器のみを用いる第２モードと、第１高圧蓄圧器及び第２高圧蓄圧器の両方を用いる第３モードとのうち少なくとも２つのモードを使い分ける。ここでいう「オイルの貯留容量が相対的に大きな」及び「オイルの貯留容量が相対的に小さな」とは、オイルポンプモータの駆動によって同じ圧力でオイルを流入させたときに貯留可能なオイルの量を第１高圧蓄圧器と第２高圧蓄圧器とで比較したときの大小を意味する。

この構成によると、回生動作時において、上述した第１〜第３モードのうち少なくとも２つのモードを回生状態に応じて使い分けるようにしたので、そのようなモードの切り替えによってエンジン運転効率を高めるために必要なエンジン負荷を得たり、比較的短期間に回生動作及び力行動作を繰り返し行うような細かな回生及び力行の実行制御を効率良く行ったりすることができるようになる。これによって、回生システムは、更なる燃費の向上に寄与することができる。

上記回生システムは、オイルポンプモータと第１高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第１状態と、オイルポンプモータと第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第２状態とを切り替える第１切替機構と、第１高圧蓄圧器と第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第３状態と、第１高圧蓄圧器と第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通不能な第４状態とを切り替える第２切替機構とをさらに備えていてもよい。オイルポンプモータは、例えば、エンジンの出力軸に接続されている。

この場合、制御装置は、定常走行時又は加速走行時にエンジンの余剰トルクを回生するエンジン出力回生を行い、そのエンジン出力回生時に、回生状態に応じて第１切替機構及び第２切替機構を制御することにより、エンジン運転効率を向上させるように第１〜第３モードを使い分けることが好ましい。この構成によれば、車両走行中のエンジン運転効率を改善し、燃費を良くすることができる。

具体的には、制御装置は、以下のような制御を実行することが好ましい。

すなわち、制御装置は、エンジンの運転状態に基づきエンジン運転効率を向上させる目標動作点を設定し、エンジン出力回生時に、第１高圧蓄圧器にオイルを送ることにより目標動作点でのエンジン運転効率が達成される第１回生状態にあるか、又は第１高圧蓄圧器にオイルを送っても目標動作点でのエンジン運転効率が達成されない第２回生状態にあるかを判定する。

そして、制御装置は、第１回生状態にある場合に、第１切替機構により上記第１状態として第１モードで回生動作を行う。また、制御装置は、第２回生状態にある場合に、第１切替機構により上記第２状態とし、且つ、第２高圧蓄圧器の圧力が所定の設定圧未満であるときに第２切替機構により上記第４状態として第２モードで行う回生動作と、第２高圧蓄圧器の圧力が所定の設定圧以上であるときに第２切替機構により上記第３状態として第３モードで行う回生動作とを繰り返す。ここでいう「所定の設定圧」とは、１つの値でもよいし、一定の範囲を持っていてもよい。

従来の回生システムのように高圧蓄圧器が１つである場合には、当該高圧蓄圧器にオイルがさほど貯留されておらずその圧力が比較的低い回生状態にあると、エンジン出力による回生動作を行う際に、オイルポンプとして機能するオイルポンプモータが高圧蓄圧器にオイルを送り出すのにかかるエンジン負荷が小さく、オイルポンプモータによって消費されるエンジン出力トルクが比較的小さい。このため、エンジン運転効率を高めるのに必要なエンジン出力トルクを得られず、そればかりかエンジン運転効率を低下させざるを得ないことがある。

これに対し、上記の構成によると、第１モードでの回生動作では目標動作点でのエンジン運転効率を達成できない場合に、第２高圧蓄圧器の圧力を一定の高圧域に保持しながら第２モードでの回生動作と第３モードでの回生動作とを繰り返すようにしたので、必要に応じてオイルポンプモータが第１高圧蓄圧器にオイルを送り出すのにかかる負荷、ひいてはその負荷を担うエンジン出力トルクを大きくしながら第１高圧蓄圧器にオイルを送って蓄圧することができる。それにより、エンジン運転効率を高めて、燃費を向上させることができる。また、オイルポンプモータを駆動させるのに消費されるエンジン出力トルクが大きくなるに連れてオイルポンプモータから吐出されるオイルの圧力も高められるので、余剰トルクの回生効率を向上させることができる。

また、上記回生システムは、オイルポンプモータとして、変速機の出力軸に接続された第１オイルポンプモータと、エンジンの出力軸に接続された第２オイルポンプモータとを備えていてもよい。この場合、第１高圧蓄圧器と低圧リザーバとは、第１オイルポンプモータを介して接続される。また、第２高圧蓄圧器と低圧リザーバとは、第２オイルポンプモータを介して接続される。そして、制御装置は、以下のような制御を実行することが好ましい。

すなわち、制御装置は、減速走行時の制動トルクを回生する減速回生を行う第１回生状態にあるか、又は定常走行時又は加速走行時におけるエンジンの余剰トルクを回生するエンジン出力回生を行う第２回生状態にあるかを判定する。このとき、第１回生状態にある場合には、第１オイルポンプモータをオイルポンプとして機能させて第１高圧蓄圧器にオイルを送る第１モードで回生動作を行う。他方、第２回生状態にある場合には、第２オイルポンプモータをオイルポンプとして機能させて第２高圧蓄圧器にオイルを送る第２モードで回生動作を行う。

この構成によると、減速回生においては第１モードでの回生動作を、エンジン出力回生においては第２モードでの回生動作を行うようにしたので、減速回生時には、オイルの貯留容量が相対的に大きな第１高圧蓄圧器で回生動作により回生可能なエネルギ量を確保しつつ、エンジン出力回生時には、オイルの貯留容量が相対的に小さな第２高圧蓄圧器を用いて比較的短期間に回生動作及び力行動作を繰り返し行うといった細かな回生及び力行の実行制御を効率良く行うことができる。それによって、車両走行中に回生可能なエネルギ量を稼いで燃費を向上させることができる。

また、第２オイルポンプモータは、エンジンと一体化されていることが好ましい。

こうした第２ポンプモータの一例としては、エンジンが、当該エンジンの出力軸の回転動作と連動して往復動可能なピストンが嵌め入れられた回生用シリンダを有し、回生用シリンダとピストンとが、低圧リザーバ及び第２高圧蓄圧器に接続されるオイル室を形成している構成が挙げられる。この構成では、第２ポンプモータは、回生用シリンダ及びピストンを含んでエンジンと一体に構成されている。

第２オイルポンプモータを備える単純な構成としては、エンジンとは別個に第２オイルポンプモータを備え、その第２オイルポンプモータとエンジンとの間に動力を伝達するための動力伝達機構を設ける構成が考えられる。しかし、そのような構成では、回生システムが全体として大きくなりコンパクト化が妨げられる。また、動力伝達機構を介してエンジンとオイルポンプモータとの間で動力が授受されるため、機械損失が比較的大きく、その分だけ余剰トルクの回生効率が損なわれる。

これに対し、上記の構成によると、第２オイルポンプモータをエンジンと一体に構成するようにしたので、エンジンとは別個に第２オイルポンプモータを設ける場合に比べて、回生システムのコンパクト化を図ることができる。さらに、エンジンは、回生用シリンダ内のピストンがエンジンの出力軸の回転動作に連動して往復動することにより、オイルポンプとして機能する。エンジンの余剰トルクは、そのようなピストンの往復動を以て油圧エネルギに直接変換される。また、エンジンは、第２高圧蓄圧器から吐出されたオイルが回生用シリンダのオイル室に流通され、そのオイルの吐出圧がピストンを介してエンジンの出力軸に作用することにより、油圧モータとして機能する。第２高圧蓄圧器から吐出されたオイルの油圧エネルギは、そのようなピストンの往復動を以て出力トルクに直接変換される。以上のことから、エンジン出力回生時及び力行時の動力伝達における機械損失を抑制することができ、余剰トルクの回生効率を向上させることができる。

上に例示した第２オイルポンプモータがエンジンと一体化された回生システムは、例えば、以下のような構成を有する。

すなわち、エンジンには、回生用シリンダとして、第１回生用シリンダ及び第２回生用シリンダを有する。また、回生システムは、第１回生用シリンダのオイル室と低圧リザーバとの間でオイルが流通可能な第１状態と、第１回生用シリンダのオイル室と低圧リザーバとの間でオイルが流通不能な第２状態とを切り替える第１切替機構と、第１回生用シリンダのオイル室と第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第３状態と、第１回生用シリンダのオイル室と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通不能な第４状態とを切り替える第２切替機構とを備える。

回生システムはさらに、第２回生用シリンダのオイル室と低圧リザーバとの間でオイルが流通可能な第５状態と、第２回生用シリンダのオイル室と低圧リザーバとの間でオイルが流通不能な第６状態とを切り替える第３切替機構と、第２回生用シリンダのオイル室と第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第７状態と、第２回生用シリンダのオイル室と第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通不能な第８状態とを切り替える第４切替機構と、第１回生用シリンダのオイル室と第２回生用シリンダのオイル室との間でオイルが流通可能な第９状態と、第１回生用シリンダのオイル室と第２回生用シリンダのオイル室との間でオイルが流通不能な第１０状態とを切り替える第５切替機構とを備える。

この場合、第１回生用シリンダのピストンと第２回生用シリンダのピストンとの往復動作は、互いの位相が１８０度ずれた反対動作とされ、制御装置によって以下の制御が実行されることが好ましい。

すなわち、制御装置は、第２モード又は第３モードでの回生動作時に、第１回生用シリンダ及び第２回生用シリンダの各オイル室から吐出されるオイルを全て第２高圧蓄圧器に送るように第１〜第５切替機構を制御することにより、第２オイルポンプモータによって送られるオイルの油圧エネルギを全て回生する第１回生動作と、第１回生用シリンダ及び第２回生用シリンダのうち少なくとも一方の回生用シリンダのオイル室から吐出されるオイルの一部を、循環通路を介して他方の回生用シリンダのオイル室に流入させるように第１〜第５切替機構を制御することにより、第２オイルポンプモータによって送られるオイルの油圧エネルギを部分的に回生する第２回生動作とを行う。

この構成によると、第２オイルポンプモータによって送られるオイルの油圧エネルギを全て回生する第１回生動作と、第２オイルポンプモータによって送られるオイルの油圧エネルギを部分的に回生する第２回生動作とを切り替えることにより、第２オイルポンプモータが第２高圧蓄圧器にオイルを送り出すのにかかる負荷、ひいてはその負荷を担うエンジン出力トルクを調節でき、エンジン運転効率を高めることができる。

また、制御装置は、第２高圧蓄圧器を用いる力行動作時に、第１回生用シリンダ及び第２回生用シリンダの各オイル室から吐出されるオイルを全て低圧リザーバに送るように第１〜第５切替機構を制御することにより、第２高圧蓄圧器から吐出されるオイルの油圧エネルギを全て力行に利用する第１力行動作と、第１回生用シリンダ及び第２回生用シリンダのうち少なくとも一方の回生用シリンダのオイル室から吐出されるオイルの一部を、循環通路を介して他方の回生用シリンダのオイル室に流入させるように第１〜第５切替機構を制御することにより、第２高圧蓄圧器から吐出されるオイルの油圧エネルギを部分的に力行に利用する第２力行動作とを行う。

この構成によると、第２高圧蓄圧器から吐出されるオイルの油圧エネルギを全て力行に利用する第１力行動作と、第２高圧蓄圧器から吐出されるオイルの油圧エネルギを部分的に力行に利用する第２力行動作とを切り替えることにより、力行によって得られるエンジンの駆動力を調節でき、運転要求に見合った発進や加速走行を実現することができる。

上記車両の回生システムによれば、エンジン運転効率を高めたり車両走行中に回生可能なエネルギ量を稼いだりすることができ、それによって燃費を向上させることができる。

実施形態１に係る自動車の回生システムの構成を示す概念図である。 実施形態１に係る回生システムのエンジン出力回生時の状態を示す概念図である。 実施形態１に係る回生システムの減速回生時の状態を示す概念図である。 実施形態１に係る回生システムの力行時の状態を示す概念図である。 実施形態１に係る制御装置の機能ブロック図である。 エンジン運転効率マップのイメージ図である。 実施形態１に係る自動車の回生システムの制御の一例を示すフローチャート図である。 実施形態２に係る自動車の回生システムの構成を示す概念図である。 実施形態２に係るエンジンの構成を示す概念図である。 図９のX−X線におけるエンジンの断面構成を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの全出力回生時の第１行程図である。 図１１のXII−XII線におけるエンジンの状態を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの全出力回生時の第２行程図である。 図１３のXIV−XIV線におけるエンジンの状態を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの全出力回生時の第３行程図である。 図１５のXVI−XVI線におけるエンジンの状態を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの全出力回生時の第４行程図である。 図１７のXVIII−XVIII線におけるエンジンの状態を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの部分出力回生時の第５行程図である。 実施形態２に係る回生システムの部分出力回生時の第６行程図である。 実施形態２に係る回生システムの全負荷力行時の第１行程図である。 図２１のXXII−XXII線におけるエンジンの状態を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの全負荷力行時の第２行程図である。 図２３のXXIV−XXIV線におけるエンジンの状態を示す概念図である。 実施形態２に係る回生システムの部分負荷力行時の第３行程図である。 実施形態２に係る回生システムの部分負荷力行時の第４行程図である。 その他の実施形態に係る回生システムの構成を示す概念図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《実施形態１》
この実施形態１では、高圧蓄圧器として、オイルの貯留容量が異なる第１高圧蓄圧器及び第２高圧蓄圧器を備え、回生状態に依存するエンジン運転効率の高低に基づいて第１高圧蓄圧器のみを用いる第１モードと、第２高圧蓄圧器のみを用いる第２モードと、第１高圧蓄圧器及び第２高圧蓄圧器の両方を用いる第３モードとを使い分ける回生システムについて説明する。

−回生システムの構成−
図１に、この実施形態１に係る回生システム１を用いた車両としての自動車Ｃの一例を示す。回生システム１は、図１に示すように、エンジン３、第１クラッチ５、トランスミッション７、ディファレンシャルギア９、駆動輪１１、連結機構１３、第２クラッチ１５、オイルポンプモータ１７、低圧リザーバ１９、第１高圧蓄圧器２１、第２高圧蓄圧器２３、及びＶＣＭ（Vehicle Control Module）と呼ばれる制御装置２５などで構成されている。

エンジン３は、例えばレシプロエンジンである。エンジン３の吸気通路２７には、スロットル２９が設置されている。エンジン３の排気通路３１には、上流側から順に、触媒装置３３及びマフラー３５が設置されている。エンジン３の出力軸４は、第１クラッチ５、トランスミッション７及びディファレンシャルギア９を介して駆動輪１１に連結されている。図１は、エンジン３を動力源として走行している状態を表しており、駆動輪１１は、エンジン３によって回転駆動される。

オイルポンプモータ１７は、オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有する装置であって、回生時及び力行時に、オイルの吐出口及び吸込口のいずれか一方として機能する第１オイル出入口１７ａ及び第２オイル出入口１７ｂを有する。図１に示すように、オイルポンプモータ１７の回転軸は、第２クラッチ１５、連結機構１３、トランスミッション７及びディファレンシャルギア９を介して駆動輪１１への出力軸に連結されると共に、第２クラッチ１５、連結機構１３及び第１クラッチ５を介してエンジン３の出力軸４にも連結される。図１では、第２クラッチ１５は切られた状態となっている。

オイルポンプモータ１７がオイルポンプとして機能するときには、第１オイル出入口１７ａは吸込口として機能し、第２オイル出入口１７ｂは吐出口として機能する（図２参照）。また、オイルポンプモータ１７が油圧モータとして機能するときには、第１オイル出入口１７ａは吐出口として機能し、第２オイル出入口１７ｂは吸込口として機能する（図３参照）。

低圧リザーバ１９は、耐圧性を有するリザーバ容器３７と、このリザーバ容器３７の内部にスライド自在に配置されたピストン３９とを備える。リザーバ容器３７の内部は、ピストン３９によってそのスライドする方向にオイル室４１とガス室４３とに仕切られている。ガス室４３には、例えば１０〜３０気圧レベルの低圧な空気が貯留されている。オイル室４１には、ガス室４３の空気と同じ気圧レベルで加圧されたオイルが貯留される。

第１高圧蓄圧器２１は、耐圧性を有する蓄圧容器４５と、この蓄圧容器４５の内部にスライド自在に配置されたピストン４７とを備える。蓄圧容器４５の内部は、ピストン４７によってそのスライドする方向にオイル室４９とガス室５１とに仕切られている。ガス室５１には、例えば２００〜４００気圧レベルの高圧な空気が貯留されている。オイル室４９には、ガス室５１の空気と同じ気圧レベルで加圧されたオイルが貯留される。

第２高圧蓄圧器２３の基本構成は、第１高圧蓄圧器２１と同じである。すなわち、第２高圧蓄圧器２３は、耐圧性を有する耐圧容器５３と、この耐圧容器５３の内部にスライド自在に配置されたピストン５５とを備え、耐熱容器５３の内部がピストン５５によってオイル室５７とガス室５９とに仕切られた構成を有する。ガス室５９には、例えば２００〜４００気圧レベルの高圧な空気が貯留されている。オイル室５７には、ガス室５９の空気と同じ気圧レベルで加圧されたオイルが貯留される。

第１高圧蓄圧器２１でのオイルの貯留容量は、低圧リザーバ１９でのオイルの貯留容量と同程度か又はそれよりもやや少ない程度の容量とされている。第２高圧蓄圧器２３でのオイルの貯留容量は、第１高圧蓄圧器２１でのオイルの貯留容量よりも小さく、例えば、第１高圧蓄圧器２１でのオイルの貯留容量の２０分の１から５分の１程度の容量とされている。

これら第１高圧蓄圧器２１及び第２高圧蓄圧器２３の各オイル室４９，５７と低圧リザーバ１９のオイル室４１とは、オイルポンプモータ１７にそれぞれ接続されており、オイルポンプモータ１７を介して互いに接続されている。

低圧リザーバ１９及び第１高圧蓄圧器２１には、オイル室４１，４９にオイルを出入りさせるためのオイル出入口１９ａ，２１ａがそれぞれ設けられている。また、第２高圧蓄圧器２３には、オイル室５７にオイルを入れるためのオイル入口２３ａと、オイル室５７からオイルを出すためのオイル出口２３ｂとが設けられている。

低圧リザーバ１９のオイル出入口１９ａは、オイルポンプモータ１７の第１オイル出入口１７ａに低圧側オイル流路６１を介して接続されている。また、第１高圧蓄圧器２１のオイル出入口２１ａは、第２高圧蓄圧器２３のオイル入口２３ａ及びオイル出口２３ｂと、オイルポンプモータ１７の第２オイル出入口１７ｂに、高圧側オイル流路６３を介して接続されている。

高圧側オイル流路６３は、第１流路６５と、第２流路６７とを備える。第１流路６５は、第２高圧蓄圧器２３を迂回する流路であって、第１高圧蓄圧器２１のオイル出入口２１ａとオイルポンプモータ１７の第２オイル出入口１７ｂとを直接に接続している。他方、第２流路６７は、第２高圧蓄圧器２３を経由する流路であって、第１高圧蓄圧器２１のオイル出入口２１ａとオイルポンプモータ１７の第２オイル出入口１７ｂとを第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７を介して接続している。

第２流路６７は、オイルポンプモータ１７の第２オイル出入口１７ｂと第２高圧蓄圧器２３のオイル入口２３ａとを接続する第１部分流路７３と、第２高圧蓄圧器２３のオイル出口２３ｂと第１高圧蓄圧器２１のオイル出入口２１ａとを接続する第２部分流路７５とによって構成されている。これら第１部分流路７３及び第２部分流路７５は、第１流路６５と一部を共通化して構成されている。すなわち、高圧側オイル流路６３は、オイルポンプモータ１７側で第１流路６５と第１部分流路７３とに分岐され、第１高圧蓄圧器２１側で第１流路６５と第２部分流路７５とに分岐されている。

高圧側オイル流路６３における第１流路６５と第１部分流路７３との分岐部分には、第１切替弁７７が設けられている。第１切替弁７７は、第１流路６５のうち当該第１切替弁７７よりもオイルポンプモータ１７側の部分と第１高圧蓄圧器２１側の部分とを連通させる第１連通状態と、第１部分流路７３のうち当該第１切替弁７７よりもオイルポンプモータ１７側の部分と第２高圧蓄圧器２３側の部分とを連通させる第２連通状態と、高圧側オイル流路６３を遮断する遮断状態とを切り替える。

高圧側オイル流路６３における第１流路６５と第２部分流路７５との分岐部分には、第２切替弁７９が設けられている。第２切替弁７９は、第１流路６５のうち当該第２切替弁７９よりもオイルポンプモータ１７側の部分と第１高圧蓄圧器２１側の部分とを連通させる第１連通状態と、第２部分流路７５のうち当該第２切替弁７９よりも第２高圧蓄圧器２３側の部分と第１高圧蓄圧器２１側の部分とを連通させる第２連通状態と、高圧側オイル流路６３を遮断する遮断状態とを切り替える。

また、低圧リザーバ１９及び第１高圧蓄圧器２１のオイル出入口１９ａ，２１ａには、開閉弁８１，８３がそれぞれ設けられている。低圧リザーバ１９の開閉弁８１は、開状態のときに、オイル室４１と低圧側オイル流路６１とを連通させる。また、第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８３は、開状態のときに、オイル室４９と高圧側オイル流路６３とを連通させる。これら両開閉弁８１，８３は、通常時は閉状態とされている。

ここで、第１切替弁７７と、第２切替弁７９と、第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８３とは、オイルポンプモータ１７と第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９との間で第１流路６５を通じてオイルが流通可能な第１状態と、オイルポンプモータ１７と第２高圧蓄圧器２３との間で第１部分流路７３を通じてオイルが流通可能な第２状態とを切り替える第１切替機構を構成している。

また、第２切替弁７９と、第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８３とは、第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９と第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７との間で第２部分流路７５を通じてオイルが流通可能な第３状態と、それら両オイル室４９，５７の間でオイルが流通不能な第４状態とを切り替える第２切替機構を構成している。

低圧リザーバ１９、第１高圧蓄圧器２１及び第２高圧蓄圧器２３の各オイル室４１，４９，５７に貯留されたオイルは、第１切替弁７７及び第２切替弁７９によって設定された流路に従いオイルポンプモータ１７の駆動によって３者の間を行き来する。そのため、これら各オイル室４１，４９，５７のオイルの貯留量は、オイルポンプモータ１７の作動に応じて変化する。そして、低圧リザーバ１９、第１高圧蓄圧器２１及び第２高圧蓄圧器２３の各ガス室４３，５１，５９の容積は、対応するオイル室４１，４９，５７のオイルの貯留量に応じて変化する。

すなわち、低圧リザーバ１９、第１高圧蓄圧器２１及び第２高圧蓄圧器２３においては、オイル室４１，４９，５７にオイルが流入すると、その流入に伴ってピストン３９，４７，５５がガス室４３，５１，５９側にスライドし、そのスライドによってオイル室４１，４９，５７の容積が大きくなり、それだけガス室４３，５１，５９の容積が小さくなる。また、オイル室４１，４９，５７からオイルが流出すると、その流出に伴ってピストン３９，４７，５５がオイル室４１，４９，５７側にスライドし、そのスライドによってオイル室４１，４９，５７の容積が小さくなり、それだけガス室４３，５１，５９の容積が大きくなる。

制御装置２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等のハードウェアと、制御プログラム等のソフトウェアとで構成されており、自動車Ｃの回生動作や力行動作を総合的に制御する機能を有している。例えば、エンジン３やオイルポンプモータ１７の駆動制御、第１クラッチ５及び第２クラッチ１５の接続制御、低圧リザーバ１９及び第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８１，８３の開閉制御、第１切替弁７７及び第２切替弁７９の切替え制御などは制御装置２５によって行われる。

また、自動車Ｃには、回生システム１を制御するために、各種センサが設けられている。

具体的には、第１高圧蓄圧器２１に、ガス室５１の内圧を検出する第１圧力センサ８５が設けられている。第２高圧蓄圧器２３には、ガス室５９の内圧を検出する第２圧力センサ８７が設けられている。オイルポンプモータ１７には、高圧側オイル流路６３に吐出するオイルの流量を検出するＰＭ吐出量センサ８９と、オイルポンプモータ１７の回転数を検出するＰＭ回転数センサ９１とが設けられている。また、エンジン３には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ９３が設けられている。その他、自動車Ｃには、アクセルセンサ９５やブレーキセンサ９７、車速センサ９９が設けられている。アクセルセンサ９５は、アクセルペダルの操作量（踏込み量）を検出する。ブレーキセンサ９７は、ブレーキペダルの操作量（踏込み量）を検出する。

自動車Ｃの運転中は、これらセンサの検出値が、制御装置２５に出力されるようになっている。制御装置２５は、これらの検出値に基づいて回生システム１を制御する。

−回生システムの制御−
次に、上記回生システム１の動作とその制御について説明する。

回生システム１は、基本的な動作として回生動作と力行動作とを行う。本実施形態の回生システム１は、回生動作としてエンジン出力回生と減速回生とを行う。これら回生動作及び力行動作について、以下に、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、自動車Ｃのエンジン出力回生時の状態を示す概念図である。図３は、自動車Ｃの減速回生時の状態を示す概念図である。図４は、自動車Ｃの力行時の状態を示す概念図である。ここでは、第１高圧蓄圧器２１のみを用いる場合を例に挙げる。したがって、以下に説明するいずれの動作においても、第１切替弁７７及び第２切替弁７９は共に第１連通状態とされている。

＜エンジン出力回生＞
制御装置２５は、定常走行時又は加速走行時に運転者の走行要求（アクセルペダルの踏み込み操作等）に対しエンジン運転効率の良好な動作点（後述する目標動作点）でエンジン３を運転しようとする場合において、当該走行要求に応じた走行状態を実現してもなお余剰トルクが生じるときには、その余剰トルクを回生するエンジン出力回生を行う。エンジン出力回生では、図２に示すように、低圧リザーバ１９及び第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８１，８３が開かれると共に、第１クラッチ５及び第２クラッチ１５の両方が繋げられ、エンジン３の動力の一部、つまり余剰トルクがオイルポンプモータ１７に入力される。それによって、オイルポンプモータ１７は、オイルポンプとして駆動され、低圧リザーバ１９のオイルが第１高圧蓄圧器２１へ送り込まれる。その結果、第１高圧蓄圧器２１の内圧が上昇し、高圧に加圧されたオイルが第１高圧蓄圧器２１に蓄積される。

＜減速回生＞
制御装置２５は、自動車Ｃの走行中において、例えばアクセルペダルの踏み込みが無くなったりブレーキペダルが踏み込まれたりしたときに、制動トルクを回生する減速回生を行う。減速回生では、図３に示すように、低圧リザーバ１９及び第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８１，８３が開かれると共に、第１クラッチ５が切られて第２クラッチ１５が繋げられ、駆動輪１１の動力、つまり制動トルクがオイルポンプモータ１７に入力される。それによって、オイルポンプモータ１７は、オイルポンプとして駆動され、低圧リザーバ１９のオイルが第１高圧蓄圧器２１へ送り込まれる。その結果、第１高圧蓄圧器２１の内圧が上昇し、高圧に加圧されたオイルが第１高圧蓄圧器２１に蓄積される。

＜力行＞
制御装置２５は、自動車Ｃの発進時や減速走行又は定常走行からの加速時、さらには上り坂での定常走行時などに、油圧走行を行う力行を実行する。力行では、図４に示すように、低圧リザーバ１９及び第１高圧蓄圧器２１の開閉弁８１，８３が開かれると共に、第１クラッチ５が切られて第２クラッチ１５が繋げられ、第１高圧蓄圧器２１のオイルが低圧リザーバ１９に向けて流出される。オイルポンプモータ１７は、第１高圧蓄圧器２１からのオイルの吐出圧により油圧モータとして駆動され、その動力が駆動輪１１に出力される。その結果、自動車Ｃが油圧走行される。そして、第１高圧蓄圧器２１から流出したオイルは、低圧リザーバ１９に回収される。

＜制御装置の機能構成＞
図５に、制御装置２５の機能ブロック図を示す。制御装置２５は、機能的には、図５に示すように、目標動作点設定部１０１と、目標ＰＭ消費トルク算出部１０３と、予測ＰＭ消費トルク算出部１０５と、メモリからなる記憶部１０７とを備える。

目標動作点設定部１０１は、エンジン出力回生時に、エンジン３の運転状態に基づきエンジン運転効率を向上させる目標動作点Ｐ_２（エンジン回転数とエンジン出力トルクとの組合せ）を設定する。目標動作点Ｐ_２は、アクセルセンサ９５及び車速センサ９９の検出値などに基づく走行要求に応じた動作点（以下、「要求動作点」と称する）Ｐ_１、つまり運転者から要求される運転状態を実現するために必要なエンジン回転数（以下、「要求エンジン回転数」と称する）Ｎ_１及びエンジン出力トルク（以下、「要求エンジン出力トルク」と称する）Ｔ_１に基づいて設定される。

具体的には、目標動作点Ｐ_２は、エンジン運転効率マップを用いて設定される。エンジン運転効率マップは、記憶部１０７に予め記憶されている。このエンジン運転効率マップには、エンジン回転数及びエンジン出力トルクに応じたエンジン運転効率が規定されている。図６に、エンジン運転効率マップのイメージ図を示す。図６に示す複数の実線Ｌは、等効率線であって、エンジン運転効率が同じ動作点を示している。目標動作点設定部１０１は、要求エンジン回転数Ｎ_１及び要求エンジン出力トルクＴ_１をエンジン運転効率マップに照らし合わせ、要求エンジン回転数Ｎ_１と同じエンジン回転数Ｎ_２で要求動作点よりもエンジン運転効率が高くなるエンジン出力トルク（以下、「目標エンジン出力トルク」と称する）Ｔ_２での動作点を目標動作点Ｐ_２に設定する。

なお、エンジン運転効率マップは、エンジン３毎に固有のものであり、実測等によって予め求められる。そのため、図６に示すエンジン運転効率マップは、一例に過ぎず、エンジン３によっては異なる特性となり得る。

目標ＰＭ消費トルク算出部１０３は、エンジン３を目標動作点Ｐ_２で運転するために必要なオイルポンプモータ１７の駆動にかかるエンジン負荷、つまりオイルポンプモータ１７での消費が必要なエンジン出力トルクＴ_ＡＲ（以下、「目標ＰＭ消費トルクＴ_ＡＲ」と称する）を算出する。この目標ＰＭ消費トルクＴ_ＡＲは、目標エンジン出力トルクＴ_２から要求エンジン出力トルクＴ_１を差し引くこと（Ｔ_ＡＲ＝Ｔ_２−Ｔ_１）によって算出される。

予測ＰＭ消費トルク算出部１０５は、第１流路６５経由でエンジン出力回生を行った場合にオイルポンプモータ１７で消費されるエンジン出力トルク（以下、「予測ＰＭ消費トルク」と称する）Ｔ_ＰＭを算出する。この予測ＰＭ消費トルクＴ_ＰＭは、目標エンジン回転数Ｎ_２でエンジン出力回生を行ったときにオイルポンプモータ１７が吐出するオイルの吐出流量（以下、「予測オイル吐出流量」と称する）に基づいて算出される。予測オイル吐出流量は、第１圧力センサ８５の検出値に基づいて算出される。

制御装置２５は、回生動作時に、上述した目標ＰＭ消費トルクＴ_ＡＲ及び予測ＰＭ消費トルクＴ_ＰＭに基づき判断される回生状態に応じて、高圧側オイル流路６３でオイルが流通可能な流路を第１流路６５と第２流路６７とで切り替え、第１高圧蓄圧器２１のみを用いる第１モードと、第２高圧蓄圧器２３のみを用いる第２モードと、第１高圧蓄圧器２１及び第２高圧蓄圧器２３の両方を用いる第３モードとを使い分ける。

この制御装置２５による回生制御について、以下に、図７を参照しながら一例を挙げて説明する。図７は、本実施形態に係る回生システム１の制御の一例を示すフローチャート図である。

回生制御では、図７に示すように、まず、ステップＳＴ００１において、制御装置２５は、回生指令が発せられているか否かを判定する。回生指令は、第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９へのオイルの追加が可能な場合において、目標動作点Ｐ_２で走行要求に応じたエンジン３の運転状態を実現すると余剰トルクが生じるときや、アクセルペダルの踏み込みが無くなったりブレーキペダルが踏み込まれたりしたとき等に発せられる。

この回生指令には、エンジン出力回生のための指令であるか減速回生のための指令であるかの情報が含まれる。このステップＳＴ００１で回生指令が発せられていない場合には、ステップＳＴ００１を再び行う。すなわち、回生指令が発せられるまでは、ステップＳＴ００１を繰り返し行う。また、回生指令が発せられている場合には、ステップＳＴ００２に進む。

ステップＳＴ００２では、制御装置２５は、回生指令により実行される回生動作がエンジン出力回生であるか否かを判定する。この判定は、回生指令がエンジン出力回生のための指令であるか否かによって行う。このとき、回生指令がエンジン出力回生のための指令である場合には、実行される回生動作がエンジン出力回生であるとして、ステップＳＴ００３に進む。また、回生指令がエンジン出力回生のための指令でない、つまり減速回生のための指令である場合には、実行される回生動作が減速回生であるとして、ステップＳＴ０１０に進む。

ステップＳＴ００３では、制御装置２５は、第１流路６５経由でエンジン出力回生を行う場合に、目標動作点設定部１０１により設定される目標動作点Ｐ_２でのエンジン運転効率（以下、「高エンジン運転効率」と称する）が達成される第１回生状態にあるか、又は高エンジン運転効率が達成されない第２回生状態にあるかを判定する。高エンジン運転効率が実現されるか否かは、予測ＰＭ消費トルクＴ_ＰＭが目標ＰＭ消費トルクＴ_ＡＲを上回っているかどうかによって決定される。

具体的には、予測ＰＭ消費トルクＴ_ＰＭが目標ＰＭ消費トルクＴ_ＡＲ以上である場合は、目標動作点Ｐ_２でのエンジン３の運転を実現するのに必要なエンジン出力トルクＴ_２を得ることができるため、高エンジン運転効率が達成される第１回生状態にあると判定する。この場合には、ステップＳＴ００４に進む。また、予測ＰＭ消費トルクＴ_ＰＭが目標ＰＭ消費トルクＴ_ＡＲよりも小さい場合は、目標動作点Ｐ_２でのエンジン３の運転を実現するのに必要なエンジン出力トルクＴ_２を得ることができないため、高エンジン運転効率が達成されない第２回生状態にあると判定する。この場合には、ステップＳＴ００５に進む。

ステップＳＴ００４では、制御装置２５は、第１切替弁７７及び第２切替弁７９を共に第１連通状態とすることにより、高圧側オイル流路６３を第１流路６５に切り替える。そのことで、オイルポンプモータ１７と第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９とは、第１流路６５を介して直接に連通され、互いの間でオイルの流通が可能な状態（第１状態）とされる。この状態においては、第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９に貯留されたオイルの圧力がオイルポンプモータ１７に負荷としてかかり、その圧力に抗して回生動作でオイルポンプモータ１７により送られるオイルが第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９に流入される。こうして第１モードでの回生動作が行われる。このステップＳＴ００４を終えると、ステップＳＴ００９に進む。

ステップＳＴ００５では、制御装置２５は、第１切替弁７７を第２接続状態とすることにより、高圧側オイル流路６３を第２流路６７に切り替える。そのことで、オイルポンプモータ１７と第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７とは、第１部分流路７３を介して連通され、互いの間でオイルの流通が可能な状態（第２状態）とされる。この状態においては、第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７に貯留されたオイルの圧力がオイルポンプモータ１７に負荷としてかかり、その圧力に抗して回生動作でオイルポンプモータ１７（オイルポンプとして機能）により送られるオイルが第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７に流入される。

その後に行われるステップＳＴ００６，ＳＴ００７，ＳＴ００８は、第２高圧蓄圧器２３のガス室５９の圧力を所定の高圧域に維持しながら、第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７に貯留されたオイルを第１高圧蓄圧器２１のオイル室５１に移すためのステップである。

ステップＳＴ００６では、制御装置２５は、第２高圧蓄圧器２３のガス室５９の圧力、つまり第２圧力センサ８７の検出値が所定の設定圧以上であるか否かを判定する。所定の設定圧には、例えば１つの値が設定されている。このステップＳＴ００６において、第２圧力センサ８７の検出値が所定の設定圧未満である場合には、第２高圧蓄圧器２３のガス室５９の圧力を高める必要があるとして、ステップＳＴ００７に進む。また、第２圧力センサ８７の検出値が所定の設定圧以上である場合には、第２高圧蓄圧器２３のガス室５９の圧力を下げる必要があるとして、ステップＳＴ００８に進む。

ステップＳＴ００７では、制御装置２５は、第１切替弁７７を第２連通状態としたまま第２切替弁７９を遮断状態とする。そのことにより、第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９と第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７との間、つまり第２部分流路７５でオイルが流通不能な状態（第４状態）とされ、回生動作でオイルポンプモータ１７により送られるオイルが第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７に流入されるが出ていかずに貯留されていく。こうして第２モードでの回生動作が行われる。この第２モードでの回生動作により第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７にオイルが流入されると、その分だけ第２高圧蓄圧器２３のガス室５９の圧力が高められる。このステップＳＴ００７を終えると、ステップＳＴ００９に進む。

ステップＳＴ００８では、制御装置２５は、第１切替弁７７を遮断状態とすると共に第２切替弁７９を第２連通状態とする。そのことにより、第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９と第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７との間でオイルが流通可能な状態（第３状態）とされ、第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７に貯留されたオイルが第２部分流路７５を介して第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９に送り込まれる。こうして第３モードでの回生動作が行われる。この第３モードでの回生動作により第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７からオイルが流出すると、その分だけ第２高圧蓄圧器２３のガス室５９の圧力が下がる。このステップＳＴ００８を終えると、ステップＳＴ００９に進む。

ステップＳＴ０１０では、制御装置２５は、第１流路６５経由で減速回生を行う場合に、ブレーキセンサ９７の検出値に応じた制動力を得ることができるか、つまり所要の制動力を得るために必要なオイルポンプモータ１７の作動効率（以下、「高ＰＭ作動効率」と称する）が達成される第１回生状態にあるか、又は高ＰＭ作動効率が達成されない第２回生状態にあるかを判定する。高ＰＭ作動効率が達成されるか否かは、第１圧力センサ８５、エンジン回転数センサ９３及び車速センサ９９の検出値などに基づいて決定される。

このとき、高ＰＭ作動効率が達成されない場合には、ステップＳＴ００５に進み、上述したそれ以降のステップを行う。また、高ＰＭ作動効率が達成される場合には、ステップＳＴ０１１に進み、ステップＳＴ００４と同様に高圧側オイル流路６３を第１流路６５に切り替える。そのことで、第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９に貯留されたオイルの圧力がオイルポンプモータ１７に負荷としてかかり、その圧力に抗して回生動作でオイルポンプモータ１７により送られるオイルが第１高圧蓄圧器２１のオイル室４９に流入される。このステップＳＴ０１１を終えると、ステップＳＴ００９に進む。

ステップＳＴ００９では、制御装置２５は、回生指令が継続しているか否かを判定する。このとき、回生指令が継続していると判定した場合には、ステップＳＴ００２に戻ってそれ以降のステップを繰り返す。また、回生指令が継続していないと判定した場合には、リターンする。

以上の回生制御に従えば、エンジン出力回生において高エンジン運転効率が達成される第１回生状態にある場合と、減速出力回生において高ＰＭ作動効率が達成される第１回生状態にある場合には、第１モードで回生動作が行われる。また、エンジン出力回生において高エンジン運転効率が達成されない第２回生状態にある場合と、減速出力回生において高ＰＭ作動効率が達成されない第２回生状態にある場合には、第２モードで行う回生動作と、第３モードで行う回生動作とが繰り返し行われる。

−実施形態１の効果−
この実施形態１に係る回生システム１によると、第１モードでの回生動作では目標動作点Ｐ_２でのエンジン運転効率を達成できない場合に、第２高圧蓄圧器２３の圧力を一定の高圧域に保持しながら第２モードでの回生動作と第３モードでの回生動作とを繰り返すようにしたので、必要に応じてオイルポンプモータ１７が第１高圧蓄圧器２１にオイルを送り出すのにかかる負荷、ひいてはその負荷を担うエンジン出力トルクを大きくすることができる。それにより、エンジン運転効率を高めて、燃費を向上させることができる。また、オイルポンプモータ１７を駆動させるのに消費されるエンジン出力トルクが大きくなるに連れてオイルポンプモータ１７から吐出されるオイルの圧力も高められるので、余剰トルクの回生効率を向上させることができる。

《発明の実施形態２》
この実施形態２では、高圧蓄圧器として、オイルの貯留容量が異なる第１高圧蓄圧器及び第２高圧蓄圧器を備え、減速回生とエンジン出力回生とで、第１高圧蓄圧器のみを用いる第１モードと第２高圧蓄圧器のみを用いる第２モードとを使い分ける回生システム１について説明する。

−回生システムの構成−
図８に、この実施形態２に係る回生システム１の構成の概念図を示す。なお、この実施形態２では、上記実施形態１の回生システム１と同一の構成箇所については、同一符号を付し、その詳細な説明を、図１〜図７に基づく上記実施形態１の説明に譲ることにして省略する。

回生システム１は、エンジン３、クラッチ６、トランスミッション７、ディファレンシャルギア９、駆動輪１１、第１オイルポンプモータとしてのオイルポンプモータ１７、低圧リザーバ１９、第１高圧蓄圧器２１、第２高圧蓄圧器２３、及び制御装置２５などで構成されている。

エンジン３の出力軸４は、クラッチ６、トランスミッション７、オイルポンプモータ１７及びディファレンシャルギア９を介して駆動輪１１に連結されている。本実施形態のエンジン３は、オイルポンプモータの機能を兼ね備え、第２オイルポンプモータを構成している。

オイルポンプモータ１７は、トランスミッション７と駆動輪１１との間に設けられている。オイルポンプモータ１７の回転軸は、ディファレンシャルギア９を介して駆動輪１１に連結されている。このオイルポンプモータ１７は、回生動作（減速回生）を行わないときにはオイルを内部で循環させる図示しないオイル循環機構を備えている。

低圧リザーバ１９のオイル出入口１９ａは、オイルポンプモータ１７の第１オイル出入口１７ａに低圧側オイル流路６１を介して接続されている。また、低圧リザーバ１９のオイル出入口１９ａは、低圧側オイル流路６１を介してエンジン３にも接続されている。第１高圧蓄圧器２１のオイル出入口２１ａは、オイルポンプモータ１７の第２オイル出入口１７ｂに第１高圧側オイル流路１０９を介して接続されている。

第２高圧蓄圧器２３には、オイル室５９にオイルを出入りさせるためのオイル出入口２３ｃが設けられている。この第２高圧蓄圧器２３のオイル出入口２３ｃは、第２高圧側オイル流路１１１を介してエンジン３に接続されている。すなわち、低圧リザーバ１９のオイル室４１と第２高圧蓄圧器２３のオイル室５７とは、エンジン３を介して接続されている。第２高圧蓄圧器２３のオイル出入口２３ｃには、開閉弁２４が設けられている。

第１高圧蓄圧器２１でのオイルの貯留容量は、低圧リザーバ１９でのオイルの貯留容量よりもやや少ない程度の容量とされている。第２高圧蓄圧器２３でのオイルの貯留容量は、第１高圧蓄圧器２１でのオイルの貯留容量よりも小さく、例えば、第１高圧蓄圧器２１でのオイルの貯留容量の５分の１から２分の１程度の容量とされている。

図９に、エンジン３の構成の概念図を示す、図１０に、図９のX−X線におけるエンジン３の断面構成の概念図を示す。エンジン３は、図９及び図１０に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａ、第２燃焼用気筒１１３ｂ、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂを有する。第１燃焼用気筒１１３ａ及び第２燃焼用気筒１１３ｂと、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂとは、エンジン３の出力軸４の長手方向において交互に配置されている。

第１燃焼用気筒１１３ａ、第２燃焼用気筒１１３ｂ、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの内部には、エンジン３の出力軸４の回転動作と連動して往復動可能なピストン１１７がそれぞれ嵌め入れられている。第１燃焼用気筒１１３ａ及び第２燃焼用気筒１１３ｂとそれらの内部にあるピストン１１７とは、混合気を燃焼させる燃焼室１１９を形成している。他方、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂとそれらの内部にあるピストン１１７とは、オイルの吸入及び吐出を行うオイル室１２１を形成している。

第１燃焼用気筒１１３ａのピストン１１７と第２燃焼用気筒１１３ｂのピストン１１７との往復動作は、同じ動作とされ、エンジン３の出力軸４の回転に連動して同時に昇降するようになっている。そして、これら第１燃料用気筒１１３ａと第２燃焼用気筒１１３ｂとでは、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程及び排気行程からなる燃焼サイクルの位相が１８０度異なっている。

また、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７と第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７との往復動作は、往復サイクルでの互いの位相が１８０度ずれた反対動作とされ、エンジン３の出力軸４の回転に連動して一方のピストン１１７が上昇すると他方のピストン１１７が下降するようになっている。本実施形態では、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７が、第１燃焼用気筒１１３ａ及び第２燃焼用気筒１１３ｂの両ピストン１１７と同時に昇降するようになっている。

エンジン３には、第１燃焼用気筒１１３ａ及び第２燃焼用気筒１１３ｂのそれぞれに対し吸気ポート１２３及び排気ポート１２５が形成され、且つこれら吸気ポート１２３及び排気ポート１２５の燃焼室１１９側の開口を開閉する吸気バルブ１２７及び排気バルブ１２９がそれぞれ設けられている。これら吸気バルブ１２７及び排気バルブ１２９は、エンジン３の出力軸４に連動して吸気ポート１２３及び排気ポート１２５をそれぞれ所定のタイミングで開閉するように往復駆動される。

また、エンジン３には、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂのそれぞれに対し、第１オイルポート１３１及び第２オイルポート１３３が形成されている。第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの各第１オイルポート１３１は、低圧側オイル流路６１に接続されている。第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの各第２オイルポート１３３は、第２高圧側オイル流路１１１に接続されている。

低圧側オイル流路６１におけるエンジン３側の部分は、第１分岐路６１ａと第２分岐路６１ｂとに分岐している。第１分岐路６１ａは、第１回生用シリンダ１１５ａの第１オイルポート１３１のエンジン３外側に臨む開口に接続されている。第２分岐路６１ｂは、第２回生用シリンダ１１５ｂの第１オイルポート１３１のエンジン３外側に臨む開口に接続されている。

第１分岐路６１ａには第１開閉弁１３５が、第２分岐路６１ｂには第２開閉弁１３６がそれぞれ設けられている。第１開閉弁１３５は、第１分岐路６１ａでのオイルの流通を可能とする開状態と、第１分岐路６１ａでのオイルの流通を不能とする閉状態とで切り替えられる。第２開閉弁１３６は、第２分岐路６１ｂでのオイルが流通を可能とする開状態と、第２分岐路６１ｂでのオイルの流通を不能とする閉状態とで切り替えられる。

第２高圧側オイル流路１１１におけるエンジン３側の部分は、第１分岐路１１１ａと第２分岐路１１１ｂとに分岐している。第１分岐路１１１ａは、第１回生用シリンダ１１５ａの第２オイルポート１３３のエンジン３外側に臨む開口に接続されている。第２分岐路１１１ｂは、第２回生用シリンダ１１５ｂの第２オイルポート１３３のエンジン３外側に臨む開口に接続されている。

第１分岐路１１１ａには第３開閉弁１３７が、第２分岐路１１１ｂには第４開閉弁１３８がそれぞれ設けられている。第３開閉弁１３７は、第１分岐路１１１ａでのオイルの流通を可能にする開状態と、第１分岐路１１１ａでのオイルの流通を不能にする閉状態とで切り替えられる。第４開閉弁１３８は、第２分岐路１１１ｂでのオイルの流通を可能にする開状態と、第２分岐路１１１ｂでのオイルの流通を不能にする閉状態とで切り替えられる。

エンジン３にはさらに、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１との間でオイルを流通させる循環流路１３９が設けられている。この循環流路１３９は、第１循環流路１４１と第２循環流路１４３とによって構成されている。これら第１循環流路１４１と第２循環流路１４３とは、一部を共通化して構成されている。

第１循環流路１４１は、第１回生用シリンダ１１５ａの第１オイルポート１３１と、第２回生用シリンダ１１５ｂの第２オイルポート１３３とを接続している。第２循環流路１４３は、第１回生用シリンダ１１５ａの第２オイルポート１３３と第２回生用シリンダ１１５ｂの第１オイルポート１３１とを接続している。

第１回生用シリンダ１１５ａの第１オイルポート１３１と第１循環流路１４１との接続部分には、第１切替弁１４５が設けられている。この第１切替弁１４５は、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と低圧側オイル流路６１の第１分岐路６１ａとを第１オイルポート１３１を介して連通させる第１連通状態と、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第１循環流路１４１とを第１オイルポート１３１の一部を介して連通させる第２連通状態とを切り替える。

第１回生用シリンダ１１５ａの第２オイルポート１３３と第２循環流路１４３との接続部分には、第２切替弁１４７が設けられている。この第２切替弁１４７は、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第２高圧側オイル流路１１１の第１分岐路１１１ａとを第２オイルポート１３３を介して連通させる第１連通状態と、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第２循環流路１４３とを第２オイルポート１３３の一部を介して連通させる第２連通状態とを切り替える。

第２回生用シリンダ１１５ｂの第１オイルポート１３１と第２循環流路１４３との接続部分には、第３切替弁１４９が設けられている。この第３切替弁１４９は、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と低圧側オイル流路６１の第２分岐路６１ｂとを第１オイルポート１３１を介して連通させる第１連通状態と、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と第２循環流路１４３とを第１オイルポート１３１の一部を介して連通させる第２連通状態とを切り替える。

第２回生用シリンダ１１５ｂの第２オイルポート１３３と第１循環流路１４１との接続部分には、第４切替弁１５１が設けられている。この第４切替弁１５１は、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と第２高圧側オイル流路１１１の第２分岐路１１１ｂとを第２オイルポート１３３を介して連通させる第１連通状態と、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と第１循環流路１４１とを第２オイルポート１３３の一部を介して連通させる第２連通状態とを切り替える。

第１開閉弁１３５及び第１切替弁１４５は、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と低圧リザーバ１９との間でオイルが流通可能な第１状態と、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と低圧リザーバ１９との間でオイルが流通不能な第２状態とを切り替える第１切替機構を構成している。

第３開閉弁１３７及び第２切替弁１４７は、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第２高圧蓄圧器２３との間でオイルが流通可能な第３状態と、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第２高圧蓄圧器２３との間でオイルが流通不能な第４状態とを切り替える第２切替機構を構成している。

第２開閉弁１３６及び第３切替弁１４９は、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と低圧リザーバ１９との間でオイルが流通可能な第５状態と、第２回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と低圧リザーバ１９との間でオイルが流通不能な第６状態とを切り替える第３切替機構を構成している。

第４開閉弁１３８及び第４切替弁１５１は、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と第２高圧蓄圧器２３との間でオイルが流通可能な第７状態と、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１と第２高圧蓄圧器２３との間でオイルが流通不能な第８状態とを切り替える第４切替機構を構成している。

また、第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１は、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１と第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１との間で循環流路１３９を介してオイルが流通可能な第９状態と、これら両オイル室１２１の間でオイルが流通不能な第１０状態とを切り替える第５切替機構を構成している。

上記構成のエンジン３では、後に詳述するが、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂにおいて、第１オイルポート１３１及び第２オイルポート１３３のうち一方のポートから流入したオイルを他方のポートから吐出する動作が行われる。それによって、当該エンジン３がオイルポンプ又は油圧モータとして機能する。

−回生システムの制御−
次に、上記回生システム１の動作とその制御について説明する。

回生システム１は、基本的な動作として回生動作と力行動作とを行い、回生動作としてエンジン出力回生と減速回生とを行う。エンジン出力回生には、第２高圧蓄圧器２３のみが用いられる（第２モード）。他方、減速回生には、第１高圧蓄圧器２１のみが用いられる（第１モード）。なお、本実施形態の回生システム１による減速回生については、基本的な動作が上記実施形態１と同様であるので、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態の回生システム１におけるエンジン出力回生及び力行動作において、上記実施形態１と同様に、低圧リザーバ及び第２高圧蓄圧器２３の両開閉弁８１，２４が共に制御装置２５により開かれた状態とされる。

＜エンジン出力回生＞
制御装置２５は、上記実施形態１と同様に、エンジン運転効率の良好な動作点でエンジン３を運転しようとする場合において、運転者の走行要求に応じた走行状態を実現してもなお余剰トルクが生じるときにエンジン出力回生を行う。制御装置２５は、エンジン出力回生として、全出力回生と部分出力回生とを行う。これら全出力回生と部分出力回生とは、余剰トルクの大きさに応じて切り替えられる。

全出力回生及び部分出力回生について、以下に、図１１〜図２０を参照しながら説明する。図１１は、全出力回生時の第１行程図である。図１２は、図１１のXII−XII線におけるエンジン３の状態を示す概念図である。図１３は、全出力回生時の第２行程図である。図１４は、図１３のXIV−XIV線におけるエンジン３の状態を示す概念図である。図１５は、全出力回生時の第３行程図である。図１６は、図１５のXVI−XVI線におけるエンジン３の状態を示す概念図である。図１７は、全出力回生時の第４行程図である。図１８は、図１７のXVIII−XVIII線におけるエンジン３の状態を示す概念図である。図１９は、部分出力回生時の第５行程図である。図２０は、部分出力回生時の第６行程図である。

＜全出力回生＞
全出力回生は、エンジン出力回生時にエンジン３のオイルポンプ機能によって送られるオイルの油圧エネルギを全て回生する処理である。この全出力回生は、第１行程、第２行程、第３行程及び第４行程を含む。これら第１〜第４行程では、エンジン３の第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂ及びそれらの内部にあるピストン１１７がオイルポンプとして機能する。

全出力回生の第１行程では、図１１及び図１２に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａが圧縮行程にあり、且つ第２燃焼用気筒１１３ｂが排気行程にある。この第１行程において、制御装置２５は、第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１をそれぞれ第１連通状態とする。そして、制御装置２５は、第１開閉弁１３５を開状態とし（第１状態）、第２開閉弁１３６を閉状態とし（第４状態）、第３開閉弁１３７を閉状態とし（第６状態）、第４開閉弁を開状態とする（第７状態）。この第１行程では、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの両オイル室１２１と循環流路１３９とは遮断された状態となる（第１０状態）。

このとき、第１回生用シリンダ１１５のピストン１１７は、下降移動しているため、低圧リザーバ１９のオイルが第１ポート１３１を介して当該第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１に流入される。他方、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７は、上昇移動しているため、当該第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１からオイルが第２ポート１３３を介して低圧側オイル流路１１１に吐出され、第２高圧蓄圧器２３に送り込まれる。その結果、第２高圧蓄圧器２３の内圧が上昇し、加圧されたオイルが第２高圧蓄圧器２３に蓄積される。

全出力回生の第２行程では、図１３及び図１４に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａが燃焼行程にあり、且つ第２燃焼用気筒１１３ｂが吸気行程にある。この第２行程においても、制御装置２５は、第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１をそれぞれ第１連通状態とする。そして、制御装置２５は、第１開閉弁１３５を閉状態とし（第２状態）、第２開閉弁１３６を開状態とし（第３状態）、第３開閉弁１３７を開状態とし（第５状態）とし、第４開閉弁を閉状態とする（第８状態）。この第２行程でも、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの両オイル室１２１と循環流路１３９とは遮断された状態となる（第１０状態）。

このとき、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７は、上昇移動しているため、当該第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１からオイルが第２ポート１３３を介して低圧側オイル流路１１１に吐出され、第２高圧蓄圧器２３に送り込まれる。その結果、第２高圧蓄圧器２３の内圧が上昇し、加圧されたオイルが第２高圧蓄圧器２３に蓄積される。他方、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７は、下降移動しているため、低圧リザーバ１９のオイルが第１ポート１３１を介して当該第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１に流入される。

全出力回生の第３行程では、図１５及び図１６に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａが排気行程にあり、且つ第２燃焼用気筒１１３ｂが圧縮行程にある。この第３行程において、制御装置２５は、第１〜第４開閉弁１３５，１３６，１３７，１３８及び第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１を全出力回生の第１行程と同じ状態とする。

このとき、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７は下降移動し、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７は上昇移動しているため、全出力回生の第１行程と同様に、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１に低圧リザーバ１９からのオイルが流入されると共に、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１からオイルが第２高圧蓄圧器２３に送り込まれて、加圧されたオイルが第２高圧蓄圧器２３に蓄積される。

全出力回生の第４行程では、図１７及び図１８に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａが吸気行程にあり、且つ第２燃焼用気筒１１３ｂが燃焼行程にある。この第４行程において、制御装置２５は、第１〜第４開閉弁１３５，１３６，１３７，１３８及び第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１を全出力回生の第２行程と同じ状態とする。

このとき、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７は上昇移動し、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストンは下降移動しているため、第２行程と同様に、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１からオイルが第２高圧蓄圧器２３に送り込まれて、加圧されたオイルが第２高圧蓄圧器２３に蓄積されると共に、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１に低圧リザーバ１９からのオイルが流入される。

この第４行程を終えると第１行程に戻る。全出力回生の実行中は、これら第１〜第４行程が繰り返し行われる。そうすることで、車両走行中の余剰トルクが、油圧エネルギとして第２高圧蓄圧器２３に蓄積される。

＜部分出力回生＞
部分出力回生は、エンジン出力回生時にエンジン３のオイルポンプ機能によって送られるオイルの油圧エネルギを部分的に回生する処理である。この部分出力回生は、全出力回生の第１〜第４行程に加え、第５行程及び第６行程を含む。これら第５行程及び第６行程においても、エンジン３の第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂ及びそれらの内部にあるピストン１１７はオイルポンプとして機能する。

部分出力回生の第５行程では、図１９に示すように、全出力回生の第１行程と同じく、第１燃焼用気筒１１３ａが排気行程にあり、且つ第２燃焼用気筒１１３ｂが圧縮行程にある。この第５行程において、制御装置２５は、第１〜第４開閉弁１３５，１３６，１３７，１３８をそれぞれ閉状態とする。そして、制御装置２５は、第２切替弁１４７及び第３切替弁１４９をそれぞれ第１連通状態とし、第１切替弁１４５及び第４切替弁１５１をそれぞれ第２連通状態とする（第９状態）。

このとき、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７は上昇移動しているため、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１からオイルが第２ポート１３３の一部を介して第１循環流路１４１に吐出される。また、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７は下降移動しているため、第１循環流路１４１を流れるオイルが第１ポート１３１の一部を介して第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１に流入する。こうして、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１から第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１にオイルが送られる。

部分出力回生の第６行程は、図２０に示すように、全出力回生の第４行程と同じく、第１燃焼用気筒１１３ａが吸気行程にあり、且つ第２燃焼用気筒１１３ｂが燃焼行程にある。この第６行程においても、制御装置２５は、第１〜第４開閉弁１３５，１３６，１３７，１３８をそれぞれ閉状態する。そして、制御装置２５は、第１切替弁１４５及び第４切替弁１５１をそれぞれ第１連通状態とし、第２切替弁１４７及び第３切替弁１４９をそれぞれ第２連通状態とする（第９状態）。

このとき、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７は上昇移動しているため、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１からオイルが第２ポート１３３の一部を介して第２循環流路１４３に吐出される。また、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７は下降移動しているため、第２循環流路１４３を流れるオイルが第１ポート１３１の一部を介して第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１に流入する。こうして、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１から第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１にオイルが送られる。

部分出力回生では、制御装置２５は、第５行程及び第６行程を第１行程〜第４行程と適宜組み合わせて行う。上述のような部分出力回生と全出力回生とを切り替えながら回生動作を行えば、エンジン３のオイルポンプ機能により第２高圧蓄圧器２３にオイルを送り出すのにかかるエンジン負荷、つまりはその負荷を担うエンジン出力トルクを調節し、エンジン運転効率を高めることができる。

＜力行＞
また、この実施形態２の回生システム１は、力行として、全負荷力行と部分負荷力行とを行う。これら全負荷力行及び部分負荷力行について、以下に、図２１〜図２６を参照しながら説明する。

図２１は、全負荷力行時の第１行程図である。図２２は、図２１のXXII−XXII線におけるエンジン３の状態を示す概念図である。図２３は、全負荷力行時の第２行程図である。図２４は、図２３のXXIV−XXIV線におけるエンジン３の状態を示す概念図である。図２５は、部分負荷力行時の第３行程図である。図２６は、部分負荷力行時の第４行程図である。

制御装置２５は、上記実施形態１と同様に、自動車Ｃの発進時や減速走行又は定常走行からの加速時、さらには上り坂での定常走行時などに力行を行う。本実施形態の力行では、車両走行に必要とされる駆動力の大きさに応じて全負荷力行と部分負荷力行とに切り替えられる。

＜全負荷力行＞
全負荷力行は、第２高圧蓄圧器２３から吐出されるオイルの吐出圧を全てエンジン３に負荷し、その油圧エネルギを全て力行に利用する処理である。この全負荷力行は、第１行程及び第２行程を含む。これら第１行程及び第２行程では、図２１〜図２４に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａ及び第２燃焼用気筒１１３ｂは共に休止状態とされ、それら両気筒１１３ａ，１１３ｂで吸気バルブ１２７及び排気バルブ１２９の両方が開状態とされる。

全負荷力行の第１行程は、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７を下降移動させると共に、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７を上昇移動させる行程である。この第１行程において、制御装置２５は、第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１をそれぞれ第１連通状態とする。そして、制御装置２５は、第１開閉弁１３５を閉状態とし（第２状態）、第２開閉弁１３６を開状態とし（第３状態）、第３開閉弁１３７を開状態とし（第５状態）、第４開閉弁１３８を閉状態とする（第８状態）。この第１行程では、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの両オイル室１２１と循環流路１３９とは遮断された状態となる（第１０状態）。

そうすると、第２高圧蓄圧器２３に蓄積されたオイルの圧力が第２高圧側オイル流路１１１及び第２ポート１３３を介して第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７にかかり、図２１及び図２２に示すように、第２高圧蓄圧器２３から吐出されたオイルが第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１に流入する。そして、そのオイルの流入圧で第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７が下降移動し、その下降移動を以てエンジン３の出力軸４が回転される。この出力軸４の回転により第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７が上昇移動し、その上昇移動を以て第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１から第１ポート１３１及び低圧側オイル流路６１を介して低圧リザーバ１９にオイルが送られる。

全負荷力行の第２行程は、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７を上昇移動させると共に、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７を下降移動させる行程である。この第２行程においても、制御装置２５は、第１〜第４切替弁１４５，１４７，１４９，１５１はそれぞれ第１連通状態とする。そして、制御装置２５は、第１開閉弁１３５を開状態とし（第１状態）、第２開閉弁１３６を閉状態とし（第４状態）、第３開閉弁１３７を閉状態とし（第６状態）、第４開閉弁１３８を開状態とする（第７状態）。この第２行程でも、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂの両オイル室１２１と循環流路１３９とは遮断された状態となる（第１０状態）。

そうすると、第２高圧蓄圧器２３に蓄積されたオイルの圧力が第２高圧側オイル流路１１１及び第２ポート１３３を介して第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７にかかり、図２３及び図２４に示すように、第２高圧蓄圧器２３から吐出されたオイルが第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１に流入する。そして、そのオイルの流入圧で第２高圧蓄圧器２３のピストン１１７が下降移動し、その下降移動を以てエンジン３の出力軸４が回転される。この出力軸４の回転により第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７が上昇移動し、その上昇移動を以て第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１から第１ポート１３１及び低圧側オイルポート６１を介して低圧リザーバ１９にオイルが送られる。

この第２行程を終えると第１行程に戻る。全負荷力行の実行中は、これら第１行程及び第２行程が繰り返し行われる。そうすることで、第２高圧蓄圧器２３に蓄積された油圧エネルギが自動車Ｃの油圧走行に利用される。

＜部分負荷力行＞
部分負荷力行は、第２高圧蓄圧器２３から吐出されるオイルの吐出圧の一部をエンジン３に負荷し、その油圧エネルギを部分的に力行に利用する処理である。この部分負荷力行は、全負荷力行の第１行程及び第２行程に加え、第３行程及び第４行程を含む。これら第３行程及び第４行程でも、図２５及び図２６に示すように、第１燃焼用気筒１１３ａ及び第２燃焼用気筒１１３ｂは共に休止状態とされ、それら両気筒１１３ａ，１１３ｂで吸気バルブ１２７及び排気バルブ１２９の両方が開状態とされる。

部分負荷力行の第３行程は、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１から第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１に第２循環流路１４３を介してオイルを送る行程である。この第３行程において、制御装置２５は、第１〜第４開閉弁１３５，１３６，１３７，１３８をそれぞれ閉状態とする。そして、制御装置２５は、第１切替弁１４５及び第４切替弁１５１をそれぞれ第１連通状態とし、第２切替弁１４７及び第３切替弁１４９をそれぞれ第２連通状態とする（第９状態）。

そうすると、第２高圧蓄圧器２３に蓄積されたオイルの圧力は、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂのいずれのピストン１１７にもかからない状態となるが、エンジン３の出力軸４の慣性力による回転により、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７が下降移動すると共に、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７が上昇移動する。そのことで、図２５に示すように、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１からオイルが第１ポート１３１の一部を介して第１循環流路１４１に吐出され、その吐出されたオイルが第２ポート１３３の一部を介して第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１に流入する。こうして、第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１から第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１にオイルが送られる。

部分負荷力行の第４行程は、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１から第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１に第１循環流路１４１を介してオイルを送る行程である。この第４行程においても、制御装置２５は、第１〜第４開閉弁１３５，１３６，１３７，１３８をそれぞれ閉状態とする。そして、制御装置２５は、第２切替弁１４７及び第３切替弁１４９をそれぞれ第１連通状態とし、第１切替弁１４５及び第４切替弁１５１をそれぞれ第２連通状態とする（第９状態）。

この第４行程においても、第２高圧蓄圧器２３に蓄積されたオイルの圧力は、第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂのいずれのピストン１１７にもかからない状態となるが、エンジン３の出力軸４の慣性力による回転により、第１回生用シリンダ１１５ａのピストン１１７が上昇移動すると共に、第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７が下降移動する。そのことで、図２６に示すように、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１からオイルが第１ポート１３１の一部を介して第１循環流路１４１に吐出され、その吐出されたオイルが第２ポート１３３の一部を介して第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１に流入する。こうして、第１回生用シリンダ１１５ａのオイル室１２１から第２回生用シリンダ１１５ｂのオイル室１２１にオイルが送られる。

部分負荷力行では、制御装置２５は、これら第３行程及び第４行程を第１行程及び第２行程と適宜組み合わせて行う。このような部分負荷力行と全負荷力行とを切り替えながら力行動作を行えば、力行によって得られるエンジン３の駆動力を調節し、運転要求に見合った発進や加速走行を実現することができる。

−実施形態２の効果−
この実施形態２に係る回生システム１によると、減速回生においては第１高圧蓄圧器２１のみを用いる回生動作を、エンジン出力回生においては第２高圧蓄圧器２３のみを用いる回生動作を行うようにしたので、減速回生時には、オイルの貯留容量が相対的に大きな第１高圧蓄圧器２１で回生動作により回生可能なエネルギ量を確保しつつ、エンジン出力回生時には、オイルの貯留容量が相対的に小さな第２高圧蓄圧器２３を用いて比較的短期間に回生動作及び力行動作を繰り返し行うといった細かな回生及び力行制御を実行することができる。それによって、車両走行中に回生可能なエネルギ量を稼いで燃費を向上させることができる。

また、この実施形態２に係る回生システム１によると、エンジン３にオイルポンプモータを一体に構成するようにしたので、エンジン３とは別個にエンジン出力回生用のオイルポンプモータを設ける場合に比べて、回生システム１のコンパクト化を図ることができる。

そのようなオイルポンプモータを兼ねたエンジン３では、エンジン３の余剰トルクが第１回生用シリンダ１１５ａ及び第２回生用シリンダ１１５ｂのピストン１１７の往復動を以て油圧エネルギに直接変換されるし、第２高圧蓄圧器２３から吐出されたオイルの油圧エネルギがそれら両回生用シリンダ１１５ａ，１１５ｂのピストン１１７の往復動を以て出力トルクに直接変換されるので、エンジン出力回生時及び力行時の動力伝達における機械損失を抑制することができ、余剰トルクの回生効率を向上させることができる。

以上のように、ここに開示する技術の例示として、好ましい実施形態について説明した。しかし、ここに開示する技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須でない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることを以て、直ちにそれらの必須でない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

例えば、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態１では、回生状態に依存するエンジン運転効率の高低に基づいて第１高圧蓄圧器２１のみを用いる第１モードと、第２高圧蓄圧器２３のみを用いる第２モードと、第１高圧蓄圧器２１及び第２高圧蓄圧器２３の両方を用いる第３モードとを使い分ける回生システム１について説明したが、これに限らず、エンジン運転効率などを向上させるように、第１モード及び第３モードの２つのモードのみを使い分けてもよいし、第２モード及び第３モードのみを使い分けるようにしてもよい。

また、上記実施形態２では、減速回生とエンジン出力回生とで、第１高圧蓄圧器２１のみを用いる第１モードと第２高圧蓄圧器２３のみを用いる第２モードとを使い分ける回生システム１について説明したが、これに限らず、第１高圧蓄圧器２１に目一杯のオイルが貯留されてそれ以上は第１モードでの減速回生が行えない場合に、クラッチ６を接続することにより減速走行時の制動力をエンジン３に伝え、エンジン３のオイルポンプ機能によって低圧リザーバ１９のオイルを第２高圧蓄圧器２３に送るようにして減速回生を行ってもよい。

また、上記実施形態２では、第１〜第４切替弁１４５〜１５１が第１〜第５切替機構を兼ねている構成、つまり第１〜第５切替機構の一部が共通化された構成を例に挙げたが、これに限らず、第１〜第５切替機構は、全く独立した別個の装置や構造によって構成されていてもよい。

図２７に、上記実施形態２の変形例に係る回生システム１の部分構成を示す。上記実施形態２では、オイルポンプモータ１７がトランスミッション７の駆動輪側に備えられている構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、エンジン出力回生による回生効率を減速回生による回生効率よりも重視する場合には、オイルポンプモータ１７は、図２７に示すように、トランスミッション７とエンジン３との間に備えられていてもよい。

この場合、クラッチとしては、エンジン３の出力軸４との接続状態を切り替えるクラッチ６と、トランスミッション７のクラッチ７ａとを備えており、大きな駆動力を発生していないコースティング時にはクラッチ６を切断してエンジン３を停止状態とし、そこから加速要求があった場合にはモータと駆動輪１１との間にあるクラッチ７ａを接続してエンジン走行に移行する。そのようにすれば、車両加速度への影響が少なく、エンジン走行への速い移行が可能となる。特に、油圧エネルギの回生量が小さい場合に有効であり、自動車Ｃの駆動力には大きく寄与できなくてもエンジン３の素早い始動を実現することができる。

以上説明したように、ここに開示した技術は、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器を備えた車両の回生システムについて有用である。

１…回生システム、３…エンジン、４…出力軸、５…第１クラッチ、６…クラッチ、
７…トランスミッション、９…ディファレンシャルギア、１１…駆動輪、
１３…連結機構、１５…第２クラッチ、１７…オイルポンプモータ、
１９…低圧リザーバ、２１…第１高圧蓄圧器、２３…第２高圧蓄圧器、２４…開閉弁、
２５…制御装置、２７…吸気通路、２９…スロットル、３１…排気通路、
３３…触媒装置、３５…マフラー、３７…リザーバ容器、３９…ピストン、
４１…オイル室、４３…ガス室、４５…蓄圧容器、４７…ピストン、４９…オイル室、
５１…ガス室、５３…耐圧容器、５５…ピストン、５７…オイル室、５９…ガス室、
６１…低圧側オイル流路、６３…高圧側オイル流路、６５…第１流路、
６７…第２流路、７３…流入分岐路、７５…流出分岐路、７７…第１切替弁、
７９…第２切替弁、８１，８３…開閉弁、８５…第１圧力センサ、
８７…第２圧力センサ、８９…ＰＭ吐出量センサ、９１…ＰＭ回転数センサ、
９３…エンジン回転数センサ、９５…アクセルセンサ、９７…ブレーキセンサ、
９９…車速センサ、１０１…目標動作点設定部、１０３…目標ＰＭ消費トルク算出部、
１０５…予測ＰＭ消費トルク算出部、１０７…記憶部、
１０９…第１高圧側オイル流路、１１１…第２高圧側オイル流路、
１１３ａ…第１燃焼用気筒、１１３ｂ…第２燃焼用気筒、
１１５ａ…第１回生用シリンダ、１１５ｂ…第２回生用シリンダ、１１７…ピストン、
１１９…燃焼室、１２１…オイル室、１２３…吸気ポート、１２５…排気ポート、
１２７…吸気バルブ、１２９…排気バルブ、１３１…第１オイルポート、
１３３…第２オイルポート、１３５…第１開閉弁、１３６…第２開閉弁、
１３７…第３開閉弁、１３８…第４開閉弁、１３９…循環流路、
１４１…第１循環流路、１４３…第２循環流路、１４５…第１切替弁、
１４７…第２切替弁、１４９…第３切替弁、１５１…第４切替弁

Claims (8)

1. オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有するオイルポンプモータと、
   前記オイルポンプモータを介して接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する低圧リザーバ及び高圧蓄圧器と、
   前記オイルポンプモータをオイルポンプとして機能させる回生動作、及び前記オイルポンプモータを油圧モータとして機能させる力行動作を制御する制御装置とを備える車両の回生システムであって、
   前記高圧蓄圧器として、オイルの貯留容量が相対的に大きな第１高圧蓄圧器と、オイルの貯留容量が相対的に小さな第２高圧蓄圧器とを備え、
   前記制御装置は、回生動作時に、回生状態に応じて、前記第１高圧蓄圧器のみを用いる第１モードと、前記第２高圧蓄圧器のみを用いる第２モードと、前記第１高圧蓄圧器及び前記第２高圧蓄圧器の両方を用いる第３モードとのうち少なくとも２つのモードを使い分ける
   ことを特徴とする車両の回生システム。
2. 請求項１に記載された車両の回生システムにおいて、
   前記オイルポンプモータと前記第１高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第１状態と、前記オイルポンプモータと前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第２状態とを切り替える第１切替機構と、
   前記第１高圧蓄圧器と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第３状態と、前記第１高圧蓄圧器と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通不能な第４状態とを切り替える第２切替機構とをさらに備え、
   前記オイルポンプモータは、エンジンの出力軸に接続され、
   前記制御装置は、定常走行時又は加速走行時に前記エンジンの余剰トルクを回生するエンジン出力回生を行い、該エンジン出力回生時に、回生状態に応じて前記第１切替機構及び前記第２切替機構を制御することにより、エンジン運転効率を向上させるように前記第１〜第３モードを使い分ける
   ことを特徴とする車両の回生システム。
3. 請求項２に記載された車両の回生システムにおいて、
   前記制御装置は、
   前記エンジンの運転状態に基づきエンジン運転効率を向上させる目標動作点を設定し、
   前記エンジン出力回生時に、前記第１高圧蓄圧器にオイルを送ることにより前記目標動作点でのエンジン運転効率が達成される第１回生状態にあるか、又は前記第１高圧蓄圧器にオイルを送っても前記目標動作点でのエンジン運転効率が達成されない第２回生状態にあるかを判定し、
   前記第１回生状態にある場合には、前記第１切替機構により前記第１状態として前記第１モードで回生動作を行い、
   前記第２回生状態にある場合には、前記第１切替機構により前記第２状態とし、且つ、前記第２高圧蓄圧器の圧力が所定の設定圧未満であるときに前記第２切替機構により前記第４状態として前記第２モードで行う回生動作と、前記第２高圧蓄圧器の圧力が前記所定の設定圧以上であるときに前記第２切替機構により前記第３状態として前記第３モードで行う回生動作とを繰り返す
   ことを特徴とする車両の回生システム。
4. 請求項１に記載された車両の回生システムにおいて、
   前記オイルポンプモータとして、変速機の出力軸に接続された第１オイルポンプモータと、エンジンの出力軸に接続された第２オイルポンプモータとを備え、
   前記第１高圧蓄圧器と前記低圧リザーバとは、前記第１オイルポンプモータを介して接続され、
   前記第２高圧蓄圧器と前記低圧リザーバとは、前記第２オイルポンプモータを介して接続され、
   前記制御装置は、
   減速走行時の制動トルクを回生する減速回生を行う第１回生状態にあるか、又は定常走行時又は加速走行時における前記エンジンの余剰トルクを回生するエンジン出力回生を行う第２回生状態にあるかを判定し、
   前記第１回生状態にある場合には、前記第１オイルポンプモータをオイルポンプとして機能させて前記第１高圧蓄圧器にオイルを送る前記第１モードで回生動作を行い、
   前記第２回生状態にある場合には、前記第２オイルポンプモータをオイルポンプとして機能させて前記第２高圧蓄圧器にオイルを送る前記第２モードで回生動作を行う
   ことを特徴とする車両の回生システム。
5. 請求項４に記載された車両の回生システムにおいて、
   前記エンジンは、前記出力軸の回転動作と連動して往復動可能なピストンが嵌め入れられた回生用シリンダを有し、
   前記回生用シリンダと前記ピストンとは、前記低圧リザーバ及び前記第２高圧蓄圧器に接続されるオイル室を形成しており、
   前記第２オイルポンプモータは、前記回生用シリンダ及び前記ピストンを含んで前記エンジンと一体に構成されている
   ことを特徴とする車両の回生システム。
6. 請求項５に記載された車両の回生システムにおいて、
   前記回生用シリンダとして、第１回生用シリンダ及び第２回生用シリンダを有し、
   前記第１回生用シリンダのオイル室と前記低圧リザーバとの間でオイルが流通可能な第１状態と、前記第１回生用シリンダのオイル室と前記低圧リザーバとの間でオイルが流通不能な第２状態とを切り替える第１切替機構と、
   前記第１回生用シリンダのオイル室と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第３状態と、前記第１回生用シリンダのオイル室と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通不能な第４状態とを切り替える第２切替機構と、
   前記第２回生用シリンダのオイル室と前記低圧リザーバとの間でオイルが流通可能な第５状態と、前記第２回生用シリンダのオイル室と前記低圧リザーバとの間でオイルが流通不能な第６状態とを切り替える第３切替機構と、
   前記第２回生用シリンダのオイル室と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通可能な第７状態と、前記第２回生用シリンダのオイル室と前記第２高圧蓄圧器との間でオイルが流通不能な第８状態とを切り替える第４切替機構と、
   前記第１回生用シリンダのオイル室と前記第２回生用シリンダのオイル室との間でオイルが流通可能な第９状態と、前記第１回生用シリンダのオイル室と前記第２回生用シリンダのオイル室との間でオイルが流通不能な第１０状態とを切り替える第５切替機構とをさらに備える
   ことを特徴とする車両の回生システム。
7. 請求項６に記載の車両の回生システムにおいて、
   前記第１回生用シリンダのピストンと前記第２回生用シリンダのピストンとの往復動作は、互いの位相が１８０度ずれた反対動作とされ、
   前記制御装置は、前記第２モード又は前記第３モードでの回生動作時に、
   前記第１回生用シリンダ及び前記第２回生用シリンダの各オイル室から吐出されるオイルを全て前記第２高圧蓄圧器に送るように前記第１〜第５切替機構を制御することにより、前記オイルポンプモータによって送られるオイルの油圧エネルギを全て回生する第１回生動作と、
   前記第１回生用シリンダ及び前記第２回生用シリンダのうち少なくとも一方の回生用シリンダのオイル室から吐出されるオイルの一部を、他方の回生用シリンダのオイル室に流入させるように前記第１〜第５切替機構を制御することにより、前記オイルポンプモータによって送られるオイルの油圧エネルギを部分的に回生する第２回生動作とを行う
   ことを特徴とする車両の回生システム。
8. 請求項６に記載の車両の回生システムにおいて、
   前記第１回生用シリンダのピストンと前記第２回生用シリンダのピストンとの往復動作は、互いの位相が１８０度ずれた反対動作とされ、
   前記制御装置は、前記第２高圧蓄圧器を用いる力行動作時に、
   前記第１回生用シリンダ及び前記第２回生用シリンダの各オイル室から吐出されるオイルを全て前記低圧リザーバに送るように前記第１〜第５切替機構を制御することにより、前記第２高圧蓄圧器から吐出されるオイルの油圧エネルギを全て力行に利用する第１力行動作と、
   前記第１回生用シリンダ及び前記第２回生用シリンダのうち少なくとも一方の回生用シリンダのオイル室から吐出されるオイルの一部を、他方の回生用シリンダのオイル室に流入させるように前記第１〜第５切替機構を制御することにより、前記第２高圧蓄圧器から吐出されるオイルの油圧エネルギを部分的に力行に利用する第２力行動作とを行う
   ことを特徴とする車両の回生システム。

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