(57)【要約】【課題】電気エネルギーへの変換を要することなく車両の動力をバックアップすることができ、走行と停止を繰り返す運転パターンであっても効果的に燃費を改善して省エネ効果を発揮することができる車両の省エネ装置及び方法を提供する。【解決手段】車両１の駆動軸１ａと連結されて動力を入出力可能に構成された動力伝達機構２と、動力伝達機構２に連結された第一クラッチ３と、第一クラッチ３に連結されたパワーアシストタービン４と、パワーアシストタービン４に連結された第二クラッチ５と、第二クラッチに連結された圧縮機６と、圧縮機６により生成された圧縮空気を貯蔵可能かつ貯蔵された圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給可能に構成された貯蔵タンク９と、第一クラッチ３及び第二クラッチ５の嵌脱並びに貯蔵タンク９の操作を制御する制御装置１１と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動軸と連結されて動力を入出力可能に構成された動力伝達機構と、該動力伝達機構に連結された第一クラッチと、該第一クラッチに連結されたパワーアシストタービンと、該パワーアシストタービンに連結された第二クラッチと、該第二クラッチに連結された圧縮機と、該圧縮機により生成された圧縮空気を貯蔵可能かつ貯蔵された圧縮空気を前記パワーアシストタービンに供給可能に構成された貯蔵タンクと、前記第一クラッチ及び前記第二クラッチの嵌脱並びに前記貯蔵タンクの操作を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記車両の減速状態を検知した場合に前記第一クラッチ及び前記第二クラッチを嵌状態にして前記動力伝達機構の出力により前記圧縮機を作動させて圧縮空気を前記貯蔵タンクに貯蔵し、前記車両の加速状態を検知した場合に前記第一クラッチを嵌状態及び前記第二クラッチを脱状態にして前記貯蔵タンク内の圧縮空気により前記パワーアシストタービンを作動させて前記動力伝達機構に動力を入力する、ことを特徴とする車両の省エネ装置。
【請求項２】
前記圧縮機と前記貯蔵タンクとを結ぶ流路に冷却装置が配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省エネ装置。
【請求項３】
前記圧縮機と前記貯蔵タンクとを結ぶ流路に、圧縮空気を前記貯蔵タンクに送気する貯蔵流路と圧縮空気を排気する排気流路とに切換可能な制御弁を配置した、ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省エネ装置。
【請求項４】
前記貯蔵タンクと前記パワーアシストタービンとを結ぶ流路に前記車両の排ガスと熱交換可能な廃熱回収装置が配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省エネ装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記車両の下り坂運転状態を検知した場合に前記第一クラッチ及び前記第二クラッチを嵌状態にして前記動力伝達機構の出力により前記圧縮機を作動させて圧縮空気を前記貯蔵タンクに貯蔵する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省エネ装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記車両の安定運転状態又は省エネ装置の故障を検知した場合に前記第一クラッチを脱状態にする、ことを特徴とする請求項１に記載の省エネ装置。
【請求項７】
前記パワーアシストタービンと前記圧縮機の配置を入れ替えた、ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省エネ装置。
【請求項８】
前記圧縮機に連結された第三クラッチと、該第三クラッチに連結された排ガスタービンと、該排ガスタービンに前記車両の排ガスを供給可能に配置された制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記車両の高負荷の安定運転状態を検知した場合に前記第二クラッチを脱状態及び前記第三クラッチを嵌状態にするとともに前記排ガスを前記排ガスタービンに供給するように前記制御弁を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両の省エネ装置。
【請求項９】
車両の減速時に生じる慣性力又は車両の走行時における駆動力により圧縮空気を生成して貯蔵し、車両の加速時又は高速運転時に前記圧縮空気をパワーアシストタービンに供給して動力を生成し、該動力を前記車両の駆動軸に出力して車両の走行を補助する、ことを特徴とする車両の省エネ方法。
【請求項１０】
前記圧縮空気を廃熱回収装置に通してから前記パワーアシストタービンに供給することによりエネルギー効率を高めた、ことを特徴とする請求項９に記載の車両の省エネ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の省エネ装置及び方法に関し、特に、走行と停止を繰り返す運転パターンに適した車両の省エネ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両は、化石燃料である石油や原油から精製されるガソリンや軽油等を燃料とし、その排ガスは大気中に放出されている。排ガスには、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の成分を含んでいる。二酸化炭素（ＣＯ２）は、地球温暖化の要因となる温室効果ガスであり、排出規制の対象となっている。また、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等は大気汚染物質であり光化学スモッグや酸性雨を引き起こすため、エンジンの空燃比制御や三元触媒により処理され、発生量を極力抑えるようにしている。これらの温室効果ガスや大気汚染物質の排出を抑制するためには、石油代替エネルギーを使用する、エンジンの燃費を向上させる等の手法が考えられる。
【０００３】
石油代替エネルギーを使用する手法では、電気自動車、メタノール自動車、圧縮天然ガス自動車及びハイブリッド自動車等のいわゆる低公害車が注目を浴びている。ただし、ハイブリッド自動車は、石油代替エネルギー性よりも燃費向上性に優れている。ここで、ハイブリッド自動車とは、エンジンである内燃機関に蓄電池と電動機を組み合わせたものであり、電動機と一体にされた発電機を有し、エンジンの燃費が良い回転域走行時及びブレーキング時の制動エネルギーにより発電できるように構成されている。そして、回収した電気エネルギーを蓄電池に充電し、自動車の始動時や加速時等に電動機を駆動させて動力をアシストし、燃費を改善している。したがって、ハイブリッド自動車における蓄電池及び電動機は、車両の省エネ装置の一つと考えることができる。
【０００４】
一方、エンジンの燃費を向上させる手法では、エンジンの排ガス出口にターボチャージャーを設け、排ガスエネルギーの一部を利用してエンジンの運転効率を向上させる手法が一般的である。また、通常の自動車において、ハイブリッド自動車のようにブレーキング時の制動エネルギーを回収するようにした手法も既に提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの特許文献に記載された発明やターボチャージャー等も車両の省エネ装置の一つである。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２４８６３５号公報
【特許文献２】特開平８−１５８８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したハイブリッド自動車は装置構成が大がかりであり、大型の発電機、大容量高出力の蓄電池等を設けているため、イニシャルコストが非常に高いという問題がある。また、ハイブリッド自動車に使用されている蓄電池は、寿命が短く性能が落ち易いため、購入後数年単位で交換する必要があり、ランニングコストが嵩むという問題がある。さらに、ハイブリッド自動車では、ブレーキングの制動エネルギーを回収する際に一旦発電機で発電した電気を蓄電池に貯めて、エンジンの駆動動力をアシストする際に蓄電池に貯められた電気により電動機を駆動する構造となっており、それぞれのエネルギー変換効率が約３０％程度と低く、エネルギー回収率が悪く省エネ効果が低いという問題がある。また、ハイブリッド自動車においても、通常の自動車と同様に、高温の排ガスエネルギーのほとんどが回収されることなく大気中へ放出されている。
【０００７】
上述したターボチャージャーを車両に配置した場合であっても、エンジンから排出される高温の排ガスエネルギーのほとんどが回収されることなく大気中へ放出されているのが実情である。また、ターボチャージャーでは、一定した高回転域では過給効果を効率的に得ることができるが、市街地のような渋滞し易い場所における走行と停止を繰り返す運転パターンでは省エネ効果がほとんど得られないという問題がある。
【０００８】
上述した特許文献１に記載された発明は、圧縮タンクに蓄積された圧縮空気を車両の加速ないし発進に際して内燃機関において生じた過給空気不足を補償するために使用される排気タービン過給式内燃機関の加速補助手段に関する。しかしながら、特許文献１に記載された発明は、エンジンにおける過給空気不足を補償して大気汚染物質の発生を抑制しようとするものであり、燃費を改善して省エネ効果を高めようとしたものではない。また、過給機（ターボチャージャー）の性能を補うための補助手段であるため、上述したターボチャージャーを車両に配置した場合と同じ問題が生じる。
【０００９】
また、特許文献２に記載された発明は、動力発生装置から物体への動力伝達が断たれた後に慣性により運動する物体の運動エネルギーを、圧縮ガスの内部エネルギーとして回収でき、複雑なシステムを要することなく小エネルギーを回収できる動力回生装置に関する。しかしながら、小エネルギーとあるように、特許文献１に記載された発明は、回収したエネルギーで駆動される対象は、空調装置やドアの開閉用アクチュエータであり、省エネ効果が低いという問題がある。また、省エネ効果を高めるための具体的な手段に関する記載もない。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑み創案された発明であり、電気エネルギーへの変換を要することなく車両の動力をバックアップすることができ、走行と停止を繰り返す運転パターンであっても効果的に燃費を改善して省エネ効果を発揮することができる車両の省エネ装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、車両の駆動軸と連結されて動力を入出力可能に構成された動力伝達機構と、該動力伝達機構に連結された第一クラッチと、該第一クラッチに連結されたパワーアシストタービンと、該パワーアシストタービンに連結された第二クラッチと、該第二クラッチに連結された圧縮機と、該圧縮機により生成された圧縮空気を貯蔵可能かつ貯蔵された圧縮空気を前記パワーアシストタービンに供給可能に構成された貯蔵タンクと、前記第一クラッチ及び前記第二クラッチの嵌脱並びに前記貯蔵タンクの操作を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記車両の減速状態を検知した場合に前記第一クラッチ及び前記第二クラッチを嵌状態にして前記動力伝達機構の出力により前記圧縮機を作動させて圧縮空気を前記貯蔵タンクに貯蔵し、前記車両の加速状態を検知した場合に前記第一クラッチを嵌状態及び前記第二クラッチを脱状態にして前記貯蔵タンク内の圧縮空気により前記パワーアシストタービンを作動させて前記動力伝達機構に動力を入力する、ことを特徴とする車両の省エネ装置が提供される。
【００１２】
また、前記圧縮空気の圧縮効率を高めるために前記圧縮機と前記貯蔵タンクとを結ぶ流路に冷却装置を配置してもよいし、前記圧縮機と前記貯蔵タンクとを結ぶ流路に圧縮空気を前記貯蔵タンクに送気する貯蔵流路と圧縮空気を排気する排気流路とに切換可能な制御弁を配置してもよいし、前記貯蔵タンクと前記パワーアシストタービンとを結ぶ流路に前記車両の排ガスと熱交換可能な廃熱回収装置を配置してもよいし、前記パワーアシストタービンと前記圧縮機の配置を入れ替えてもよい。
【００１３】
また、前記制御装置が、前記車両の下り坂運転状態を検知した場合に前記第一クラッチ及び前記第二クラッチを嵌状態にして前記動力伝達機構の出力により前記圧縮機を作動させて圧縮空気を前記貯蔵タンクに貯蔵するようにしてもよいし、前記車両の安定運転状態又は省エネ装置の故障を検知した場合に前記第一クラッチを脱状態にするようにしてもよい。
【００１４】
さらに、前記圧縮機に連結された第三クラッチと、該第三クラッチに連結された排ガスタービンと、該排ガスタービンに前記車両の排ガスを供給可能に配置された制御弁と、を設け、前記制御装置により、前記車両の高負荷状態を検知した場合に前記第二クラッチを脱状態及び前記第三クラッチを嵌状態にするとともに前記排ガスを前記排ガスタービンに供給するように前記制御弁を制御するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明によれば、車両の減速時に生じる慣性力又は車両の走行時における駆動力により圧縮空気を生成して貯蔵し、車両の加速時又は高速運転時に前記圧縮空気をパワーアシストタービンに供給して動力を生成し、該動力を前記車両の駆動軸に出力して車両の走行を補助する、ことことを特徴とする車両の省エネ方法が提供される。また、前記圧縮空気を廃熱回収装置に通してから前記パワーアシストタービンに供給することによりエネルギー効率を高めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明の車両の省エネ装置及び方法によれば、車両の減速時に生じる慣性力により圧縮空気を生成して貯蔵し、車両の加速時に貯蔵した圧縮空気により動力を生成し、車両の駆動軸に動力を伝達することにより内燃機関の出力をバックアップすることができ、燃料の消費を抑制することができ、燃費を向上させることができる。特に、市街地のように走行と停止を繰り返す運転パターンにおいても安定して燃費を向上させることができる。本発明では、電気エネルギーに変換することなく動力をバックアップしているため、エネルギー変換に伴うロスが少なく高効率な省エネ効果を図ることができる。また、燃料電池等の特殊な機器を使用していないため、イニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる。また、本発明の省エネ装置はクラッチにより接続されているため、既存の車両に後付けで搭載することができ汎用性に優れ、省エネ装置が故障した場合であっても省エネ装置を切り離して運転することができ信頼性に優れる。また、廃熱回収装置を設置した場合には、排ガスの廃熱を回収することができ、より省エネ効果を向上させることができる。さらに、高速運転時には、排ガスエネルギーを利用して圧縮空気を貯蔵することができ、より省エネ効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図１〜図９を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る車両の省エネ装置の第一実施形態を示す構成図である。なお、図１において、実線は駆動・機器系、破線は圧縮空気系、一点鎖線は排ガス系、二点鎖線は制御系を示している。
【００１８】
図１に示した省エネ装置は、車両１の駆動軸１ａと連結されて動力を入出力可能に構成された動力伝達機構２と、動力伝達機構２に連結された第一クラッチ３と、第一クラッチ３に連結されたパワーアシストタービン４と、パワーアシストタービン４に連結された第二クラッチ５と、第二クラッチに連結された圧縮機６と、圧縮機６に連結された第三クラッチ７と、第三クラッチ７に連結された排ガスタービン８と、圧縮機６により生成された圧縮空気を貯蔵可能かつ貯蔵された圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給可能に構成された貯蔵タンク９と、排ガスタービン８に車両１の排ガスを供給可能に配置された排ガス制御弁１０と、第一クラッチ３、第二クラッチ５及び第三クラッチ７の嵌脱並びに貯蔵タンク９及び排ガス制御弁１０の操作を制御する制御装置１１と、を有する。
【００１９】
前記車両１は、動力を発生させる内燃機関１ｂと、走行面に接地して摩擦力を発生させる複数の車輪１ｃと、を有し、内燃機関１ｂに燃料（ガソリン等）を供給して燃焼させることにより動力を発生させ、駆動軸１ａ及び車輪１ｃを回転させている。ここでは、駆動軸１ａ（プロペラシャフト）が後輪に動力を伝達させるフロントエンジンリアドライブ（ＦＲ）方式又は４ＷＤ方式の場合を図示しているが、これに限定されるものではなく前輪駆動であるフロントエンジンフロントドライブ（ＦＦ）方式の車両であってもよい。内燃機関１ｂで生じた排ガスは排ガス排気ライン１ｄにより外部に排出される。排ガス排気ライン１ｄには、騒音を低減するマフラーや廃熱回収を行うサイホン等の排ガス処理装置１ｅを配置してもよい。なお、車両１は、一般的には乗用車やトラックであるが、内燃機関１ｂを備えた貨物車や特殊作業車であってもよい。
【００２０】
前記動力伝達機構２は、駆動軸１ａと省エネ装置との間で動力のやり取りを行う装置である。具体的には、例えば、駆動軸１ａに接続された第一プーリー２ａと、省エネ装置の第一クラッチ３に接続された第二プーリー２ｂと、第一プーリー２ａ及び第二プーリー２ｂに掛け回されたベルト２ｃと、から構成される。なお、動力伝達機構２は、車両１の駆動軸１ａと省エネ装置のクラッチ３との間で動力を入出力することができる機構であれば、図示されたものに限定されるものではない。
【００２１】
前記第一クラッチ３、第二クラッチ５及び第三クラッチ７は、入力軸と出力軸を機械的又は電磁的に結合して入力軸の回転を出力軸に伝達し、その結合を解くことにより回転の伝達を停止することができる装置である。これらのクラッチ３，５，７は、後述する制御装置１１により嵌（ＯＮ）・脱（ＯＦＦ）が制御される。また、各クラッチ３，５，７は、オーバートルクが生じた場合に自動的に滑りを生じる構成としてもよい。第一クラッチ３とパワーアシストタービン４との間には、図示したように、増速機３１を配置するようにしてもよい。増速機３１を配置することにより、効率よくパワーアシストタービン４を回転させることができる。なお、車両１のタイプによっては、増速機３１を減速機に置き換えるようにしてもよい。
【００２２】
前記パワーアシストタービン４は、貯蔵した圧縮空気により駆動されて動力を生成する装置である。パワーアシストタービン４の入口側は、貯蔵タンク９の出口側と連結された圧縮空気供給ライン４１に接続され、パワーアシストタービン４の出口側は、仕事を終えた圧縮空気を外部に排気するための圧縮空気排気ライン４２に接続されている。なお、圧縮空気排気ライン４２は、図示したように、マフラーやサイホン等の排ガス処理装置１ｅに接続してもよい。
【００２３】
パワーアシストタービン４と貯蔵タンク９とを結ぶ流路である圧縮空気供給ライン４１には、排ガス排気ライン１ｄと熱交換可能な廃熱回収装置１２が配置されている。廃熱回収装置１２は、一般的なヒートパイプ方式により構成され、高温の排ガスと低温の圧縮空気とを熱交換することにより、圧縮空気を膨張させて流量を増大させることができ、効率よくパワーアシストタービン４を回転させることができる。また、従来、捨てていた排ガスの熱エネルギーを動力の発生に利用することにより、省エネ効果を向上させることができる。なお、圧縮空気供給ライン４１への圧縮空気の供給は貯蔵タンク９の出口側に接続された圧縮空気出口制御弁９１により制御される。
【００２４】
前記圧縮機６は、外気から空気を吸入して圧縮空気を生成する装置である。圧縮機６の入口側は吸気口６１ａを有する吸気ライン６１に接続され、圧縮機６の出口側は貯蔵タンク９に連結された圧縮空気貯蔵ライン６２に接続されている。吸気口６１ａは、例えば、車両１のフロントグリル等に配置される。また、圧縮機６と貯蔵タンク９とを結ぶ流路である圧縮空気貯蔵ライン６２には冷却装置１３が配置されている。冷却装置１３は、いわゆるインタークーラーであり、圧縮空気を冷却することにより圧縮効率を向上させることができる。また、圧縮空気貯蔵ライン６２の貯蔵タンク９の入口側には、圧縮空気入口制御弁９２が配置されている。この圧縮空気入口制御弁９２は、三方弁により構成されており、圧縮空気を貯蔵タンク９に送気する貯蔵流路９２ａと圧縮空気を排気する排気流路９２ｂとに切換可能になっている。
【００２５】
前記排ガスタービン８は、排ガスエネルギーを回収する装置である。排ガスタービン８は、排ガス排気ライン１ｄに配置された排ガス制御弁１０から分岐された排ガス分岐ライン８１に配置されている。排ガス制御弁１０は、三方弁により構成されされており、内燃機関１ｂから排出された排ガスを外部に排気する流路と排ガス分岐ライン８１とに切換可能になっている。また、排ガス分岐ライン８１は、排ガスタービン８に供給された排ガスを再び排ガス排気ライン１ｄに戻すように構成されている。
【００２６】
前記貯蔵タンク９は、圧縮空気を貯蔵する圧力容器である。上述したように、貯蔵タンク９の入口側は圧縮空気貯蔵ライン６２に接続され、貯蔵タンク９の出口側は圧縮空気供給ライン４１に接続されている。そして、圧縮空気貯蔵ライン６２には圧縮空気の貯蔵を制御する圧縮空気入口制御弁９２が配置され、圧縮空気供給ライン４１には圧縮空気の供給を制御する圧縮空気出口制御弁９１が配置されている。また、貯蔵タンク９には、安全弁９３及び圧力計９４が接続されている。安全弁９３は、貯蔵タンク９内の圧力が所定の圧力以上に達すると自動的に圧縮空気を外部に排出して過加圧を防止する装置である。安全弁９３の作動圧は、一般的には貯蔵タンク９の許容圧力に設定される。また、高負荷運転中に圧縮空気を貯蔵する場合には、圧縮空気入口制御弁９２の故障等を考慮して内燃機関１ｂの出力が大幅に下がらないような圧力に設定してもよい。圧力計９４は、貯蔵タンク９内の圧力を計測して制御装置１１にデータを送信する。制御装置１１は、圧力計９４のデータに基づいて貯蔵タンク９内の圧力を制御するように圧縮空気入口制御弁９２の開閉を行う。
【００２７】
前記制御装置１１は、第一クラッチ３、第二クラッチ５及び第三クラッチ７の嵌脱、増速機３１のギアチェンジ並びに貯蔵タンク９（圧縮空気入口制御弁９２、圧縮空気出口制御弁９１等）及び排ガス制御弁１０の操作を制御する装置である。一般的には、車両１の搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）が統括して制御することが好ましい。制御装置１１は、車両１のアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ（図示せず）等に接続されており、車両１の減速状態、加速状態等の走行状態を把握できるように構成されている。また、制御装置１１は、車両１の暖機が終了するまでは省エネ装置を作動させないようにインターロックする機能を備えていてもよい。暖機が終了したか否かは、排ガス排気ライン１ｄ中の排ガスや三元触媒の温度により判断してもよいし、車両１の始動から経過した時間により判断してもよい。また、制御装置１１は、運転状況や乗員の選択に応じて、省エネ装置の作動（ＯＮ）・非作動（ＯＦＦ）を行うようにしてもよい。
【００２８】
次に、上述した省エネ装置の作用について説明する。ここで、図２は車両の走行状態を示した模式図であり、（Ａ）は第一走行状態、（Ｂ）は第二走行状態を示している。また、図３は減速モード及び加速モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は減速モード、（Ｂ）は加速モードを示している。また、図４は安定運転モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は低負荷運転モード、（Ｂ）は高付加運転モードを示している。また、図５は下り坂運転モード及び圧縮空気入口制御弁の圧力制御の処理フローを示す図であり、（Ａ）は下り坂運転モード、（Ｂ）は圧縮空気入口制御弁の圧力制御を示している。
【００２９】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示した走行状態の模式図において、縦軸は速度、横軸は時間を表示している。したがって、右上がり線は加速状態、左下がり線は減速状態、時間軸に平行な線は安定運転状態を示している。なお、安定運転状態とは、加速も減速もしていない運転状態を意味し、加速や減速の変化率が小さい状態（微少な加減速）や加速や減速の時間が短い状態（瞬間的な加減速）を含む趣旨である。具体的には、制御装置１１に加速や減速の変化率及び時間の閾値を設定し、一定の範囲内における加減速の場合には安定運転状態と判断させるようにすればよい。また、ここでは、一定の速度αを超えた安定運転状態（高負荷運転モード）と、一定の速度αを超えない安定運転状態（低負荷運転モード）と区別して省エネ装置を制御する場合を図示している。なお、速度αは、例えば、高速道路における走行と市街地における走行とを区別する指標であり、普通自動車の法定速度である６０ｋｍ／時よりも高い値（例えば、７０〜１００ｋｍ／時の範囲の数値）に設定されることが好ましい。
【００３０】
図２（Ａ）に示したように、車両１は、加速、安定運転、減速及び停止を繰り返して目的地に到着する。ここで、車両１の走行状態を、加速モードａ、減速モードｂ、安定運転モード（低負荷運転モードｃ・高負荷運転モードｄ）で表現すれば、図２（Ａ）に示した車両の第一走行状態は、加速モードａ→低負荷運転モードｃ→加速モードａ→低負荷運転モードｃ→減速モードｂ→停止→加速モードａ→低負荷運転モードｃ→加速モードａ→低負荷運転モードｃ→加速モードａ→高負荷運転モードｄ→減速モードｂ→高負荷運転モードｄ→減速モードｂ→低負荷運転モードｃ→減速モードｂ→停止の履歴を辿る。以下、各モードにおける省エネ装置の処理フローについて説明する。
【００３１】
図３（Ａ）に示したように、減速モードｂでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ等の情報から車両１が減速中か否かを判断する。制御装置１１が減速中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が減速中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の減速状態を検知した場合）には、第一クラッチ３及び第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力伝達機構２の出力により圧縮機６を作動させて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵する。具体的には、制御装置１１は、図３（Ａ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（６）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００３２】
（１）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が閉められている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気入口制御弁９２をタンク側（貯蔵流路９２ａ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵できる状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２がタンク側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（３）排ガス制御弁１０を排気側に切り換えて排ガスを排ガスタービン８に供給しない状態にする。既に排ガス制御弁１０が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（４）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にして駆動軸１ａの動力を動力伝達機構２を介して省エネ装置に伝達できる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（５）第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力を圧縮機６に伝達できる状態にする。既に第二クラッチ５が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にすることにより駆動軸１ａから省エネ装置に出力された動力により圧縮機６を回転させて圧縮空気を生成することができる。
（６）第三クラッチ７を脱状態（ＯＦＦ）にして動力が排ガスタービン８に伝達しない状態にする。既に第三クラッチ７が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。このように第三クラッチ７が脱状態（ＯＦＦ）にすることにより、圧縮機６の負荷を低減し、効率よく圧縮空気を生成することができる。
【００３３】
図３（Ｂ）に示したように、加速モードａでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ等の情報から車両１が加速中か否かを判断する。制御装置１１が加速中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が加速中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の加速状態を検知した場合）には、第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）及び第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にして貯蔵タンク９内の圧縮空気によりパワーアシストタービン４を作動させて動力伝達機構２に動力を入力し、駆動軸１ａの動力をバックアップする。具体的には、制御装置１１は、図３（Ｂ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（６）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００３４】
（１）圧縮空気入口制御弁９２を排気側（排気流路９２ｂ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵しない状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気出口制御弁９１を供給側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給できる状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が開いている場合には、その状態を維持する。パワーアシストタービン４に圧縮空気が供給されると、パワーアシストタービン４は回転して動力を生成することができる。
（３）排ガス制御弁１０を排気側に切り換えて排ガスを排ガスタービン８に供給しない状態にする。既に排ガス制御弁１０が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（４）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にしてパワーアシストタービン４により生成された動力を動力伝達機構２を介して駆動軸１ａに伝達できる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（５）第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にしてパワーアシストタービン４により生成された動力を圧縮機６に伝達しない状態にする。既に第二クラッチ５が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチを脱状態（ＯＦＦ）にすることによりパワーアシストタービン４の負荷を低減し、圧縮空気により効率よく動力を生成することができる。
（６）第三クラッチ７を脱状態（ＯＦＦ）にして動力が排ガスタービン８に伝達しない状態にする。既に第三クラッチ７が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。なお、排ガス制御弁１０を排気側に切り換えてあるため、この第三クラッチ７が嵌状態（ＯＮ）であっても排ガスタービン８が駆動されることがなく、また第二クラッチが脱状態（ＯＦＦ）であるため、第三クラッチ７の嵌脱状態は加速モードａの動力補助に影響を与えることがない。すなわち、排ガス制御弁１０を排気側に切り換えるか、第三クラッチ７を脱状態（ＯＦＦ）にするか、いずれか一方を行えば十分であるが、ここでは冗長的に両方の処理を行っている。
【００３５】
図４（Ａ）に示したように、低負荷運転モードｃでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ、速度メーター等の情報から車両１が安定運転状態か否か及び低負荷運転中か否かを判断する。制御装置１１が低負荷運転中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が低負荷運転中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の低負荷の安定運転状態を検知した場合）には、第一クラッチ３を脱状態（ＯＦＦ）にして駆動軸１ａと省エネ装置との間における動力の入出力を行わないニュートラル状態にする。具体的には、制御装置１１は、図４（Ａ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（６）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００３６】
（１）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が閉められている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気入口制御弁９２を排気側（排気流路９２ｂ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵しない状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（３）排ガス制御弁１０を排気側に切り換えて排ガスを排ガスタービン８に供給しない状態にする。既に排ガス制御弁１０が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（４）第一クラッチ３を脱状態（ＯＦＦ）にして駆動軸１ａと省エネ装置との間における動力の入出力を行わない状態にする。既に第一クラッチ３が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。低負荷運転中は、省エネ装置を駆動させるメリットが少なく、寧ろ車両１の安定運転状態を阻害するおそれがあるため、第一クラッチ３を脱状態（ＯＦＦ）にしている。
（５）第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にして動力を圧縮機６に伝達しない状態にする。既に第二クラッチ５が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。なお、第一クラッチ３が脱状態（ＯＦＦ）であり、圧縮空気出口制御弁９１が栓止側に切り換えられているため、動力伝達機構２及びパワーアシストタービン４から圧縮機６に動力が入力されることがないため、第二クラッチ５は必ずしも脱状態（ＯＦＦ）にする必要はないが、ここでは冗長的に第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にしている。
（６）第三クラッチ７を脱状態（ＯＦＦ）にして動力が排ガスタービン８に伝達しない状態にする。既に第三クラッチ７が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。なお、排ガス制御弁１０を排気側に切り換えてあるため、この第三クラッチ７が嵌状態（ＯＮ）であっても排ガスタービン８が駆動されることがなく、また第二クラッチが脱状態（ＯＦＦ）であるため、第三クラッチ７は必ずしも脱状態（ＯＦＦ）にする必要はないが、ここでは冗長的に第三クラッチ７を脱状態（ＯＦＦ）にしている。
【００３７】
図４（Ｂ）に示したように、高負荷運転モードｄでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ、速度メーター等の情報から車両１が安定運転状態か否か及び高負荷運転中か否かを判断する。制御装置１１が高負荷運転中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が高負荷運転中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の高負荷の安定運転状態を検知した場合）には、第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）及び第三クラッチ７を嵌状態（ＯＮ）にするとともに排ガスを排ガスタービン８に供給するように排ガス制御弁１０を制御する。かかる制御により、排ガスタービン８を介して圧縮機６を作動させることができ、圧縮空気を生成することができる。また、第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にしているため圧縮機６と分離してパワーアシストタービン４を回転させることができ、駆動軸１ａの動力をバックアップすることができる。高負荷運転中は、駆動軸１ａと省エネ装置との間で動力の入出力を行っても安定運転状態に与える影響が少ないため、圧縮空気を貯蔵しつつ省エネ装置により動力をバックアップするようにしている。具体的には、制御装置１１は、図４（Ｂ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（６）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００３８】
（１）圧縮空気入口制御弁９２をタンク側（貯蔵流路９２ａ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵できる状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２がタンク側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側又は供給側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態又は供給できる状態にする。高負荷運転モードｄでは、パワーアシストタービン４と圧縮機６とを個別に作動させることができるため、必要に応じて圧縮空気出口制御弁９１を栓止側又は供給側に切り換えるようにすればよい。駆動軸１ａの動力をバックアップさせたい場合には、圧縮空気出口制御弁９１を供給側に切り換えればよい。例えば、高負荷運転モードｄでは、常に圧縮空気出口制御弁９１を栓止側となるように制御してもよいし、常に圧縮空気出口制御弁９１を供給側となるように制御してもよいし、乗員の手動操作により圧縮空気出口制御弁９１の開閉を制御するようにしてもよいし、速度又は負荷に閾値を設定して閾値を超えた場合に圧縮空気出口制御弁９１を供給側となるように制御してもよい。
（３）排ガス制御弁１０をタービン側に切り換えて排ガスを排ガスタービン８に供給できる状態にする。既に排ガス制御弁１０がタービン側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。このように排ガス制御弁１０をタービン側に切り換えることにより、排ガスタービン８を回転させることができる。特に、高負荷運転中は排ガスエネルギーが高いため、効率よく排ガスタービン８を回転させることができる。
（４）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にして駆動軸１ａと省エネ装置との間で動力の入出力を行うことができる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（５）第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にしてパワーアシストタービン４と圧縮機６とが連動しない状態にする。既に第二クラッチ５が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にすることにより、パワーアシストタービン４と圧縮機６とを個別に回転させることができる。
（６）第三クラッチ７を嵌状態（ＯＮ）にして排ガスタービン８の回転を圧縮機６に伝達できる状態にする。既に第三クラッチ７が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。上述したように排ガス制御弁１０がタービン側に切り換えられているため、排ガスエネルギーにより排ガスタービン８が回転され、その動力を圧縮機６に伝達して圧縮空気を生成させることができる。
【００３９】
図２（Ｂ）に示した第二走行状態は、図２（Ａ）に示した第一走行状態に下り坂運転モードｅを追加したものである。図２（Ｂ）に示したように、時間ｔ１〜ｔ２の間は下り坂を運転しているものとする。下り坂の場合には、動力を与えなくても車両１は慣性力により走行するため、下り坂運転モードｅは、その慣性力を利用して圧縮空気を貯蔵するモードである。なお、図２（Ｂ）の第二走行状態において、下り坂運転モードｅ以外は図２（Ａ）に示した第一走行状態と同じであるため、他のモードの説明を省略する。
【００４０】
図５（Ａ）に示したように、下り坂運転モードｅでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ、姿勢検知センサ等の情報から車両１が下り坂運転状態か否かを判断する。下り坂運転状態か否かは、傾斜が低い場合や下り坂が短い場合には下り坂運転と判断しないように所定の閾値を制御装置１１に持たせるようにしてもよい。そして、制御装置１１が下り坂運転中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）し、制御装置１１が下り坂運転中である（Ｙ）と判断した場合、すなわち、車両１の下り坂運転状態を検知した場合には、第一クラッチ３及び第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力伝達機構２の出力により圧縮機６を作動させて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵する。具体的には、制御装置１１は、図５（Ａ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（６）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００４１】
（１）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が閉められている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気入口制御弁９２をタンク側（貯蔵流路９２ａ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵できる状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２がタンク側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（３）排ガス制御弁１０を排気側に切り換えて排ガスを排ガスタービン８に供給しない状態にする。既に排ガス制御弁１０が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（４）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にして駆動軸１ａの動力を動力伝達機構２を介して省エネ装置に伝達できる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（５）第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力を圧縮機６に伝達できる状態にする。既に第二クラッチ５が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にすることにより駆動軸１ａから省エネ装置に出力された動力により圧縮機６を回転させて圧縮空気を生成することができる。
（６）第三クラッチ７を脱状態（ＯＦＦ）にして動力が排ガスタービン８に伝達しない状態にする。既に第三クラッチ７が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。このように第三クラッチ７が脱状態（ＯＦＦ）にすることにより、圧縮機６の負荷を低減し、効率よく圧縮空気を生成することができる。
【００４２】
最後に、圧縮空気入口制御弁９２の圧力制御について説明する。図５（Ｂ）に示したように、制御装置１１は圧力計９４の信号から貯蔵タンク９の圧力は正常か否かを判断する。ここで「正常か否か」とは、貯蔵タンク９の内圧が所定の圧力以下であるか否かという意味である。そして、貯蔵タンク９の圧力が正常（Ｙ）である場合（貯蔵タンク９の内圧が所定の圧力以下である場合）には現在の状態を維持（現状維持）し、貯蔵タンク９の圧力が異常（Ｎ）である場合（貯蔵タンク９の内圧が所定の圧力以上である場合）には、圧縮空気入口制御弁９２を排気側に切り換えて貯蔵流路９２ａに圧縮空気が送気されないようにする。かかる圧縮空気入口制御弁９２の圧力制御により、貯蔵タンク９が過加圧状態とならないようにすることができる。なお、貯蔵タンク９が過加圧状態になってしまった場合には安全弁９３が作動して貯蔵タンク９内の圧力を開放する。具体的には、制御装置１１は、図５（Ｂ）に示したように以下の処理を行う。
【００４３】
（１）圧縮空気入口制御弁９２を排気側（排気流路９２ｂ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵しない状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（２）所定時間経過後、制御装置１１は圧力計９４の信号から貯蔵タンク９の圧力は正常か否かを再度判断する。未だ貯蔵タンク９の圧力が正常に戻らない場合には、圧縮空気入口制御弁９２を排気側に切り換えたままにしておく。
（３）貯蔵タンク９の圧力が正常に戻った場合には、制御装置１１は現在の省エネ装置のモードを確認する。そして、圧縮空気を貯蔵しないモード（例えば、加速モードａや低負荷運転モードｃ）の場合には、圧縮空気入口制御弁９２を排気側にしておく必要があるため、そのままの状態を維持する。
（４）圧縮空気を貯蔵するモード（例えば、減速モードｂ、高負荷運転モードｄ、下り坂モードｅ）の場合には、圧縮空気入口制御弁９２をタンク側に切り換えて、圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵できる状態にする。
【００４４】
以上、図１に示した省エネ装置の第一実施形態の構成及び作用について説明したが、上述した省エネ装置を使用することにより、車両１の減速時に生じる慣性力又は車両１の走行時における駆動力により圧縮空気を生成して貯蔵し、車両１の加速時又は高速運転時に圧縮空気により動力を生成し、車両１の駆動軸１ａに動力を出力して車両１の走行を補助する省エネ方法を実現することができる。
【００４５】
次に、本発明に係る省エネ装置の第二実施形態について説明する。ここで、図６は、本発明に係る車両の省エネ装置の第二実施形態を示す構成図である。なお、図６において、実線は駆動・機器系、破線は圧縮空気系、一点鎖線は排ガス系、二点鎖線は制御系を示している。
【００４６】
図６に示した省エネ装置は、車両１の駆動軸１ａと連結されて動力を入出力可能に構成された動力伝達機構２と、動力伝達機構２に連結された第一クラッチ３と、第一クラッチ３に連結されたパワーアシストタービン４と、パワーアシストタービン４に連結された第二クラッチ５と、第二クラッチに連結された圧縮機６と、圧縮機６により生成された圧縮空気を貯蔵可能かつ貯蔵された圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給可能に構成された貯蔵タンク９と、第一クラッチ３及び第二クラッチ５の嵌脱並びに貯蔵タンク９の操作を制御する制御装置１１と、を有する。
【００４７】
すなわち、図６に示した第二実施形態は、図１に示した省エネ装置の第一実施形態から、第三クラッチ７、排ガスタービン８及び排ガス制御弁１０を除外したものである。したがって、図４（Ｂ）の高負荷運転モードｄのように排ガスエネルギーを回収して圧縮空気を貯蔵することができないが、減速モードａや下り坂モードｅにより圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵することができる。よって、第二実施形態においては、安定運転状態において低負荷運転モードｃと高負荷運転モードｄの区別を行う必要がなく、第一実施形態における低負荷運転モードｃ及び高負荷運転モードｄは安定運転モードｆとして認識される。なお、その他の構成については、第一実施形態と同じであるため、ここでは重複した説明を省略する。
【００４８】
次に、上述した省エネ装置の第二実施形態の作用について説明する。ここで、図７は車両の走行状態を示した模式図であり、（Ａ）は第一走行状態、（Ｂ）は第二走行状態を示している。また、図８は減速モード及び加速モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は減速モード、（Ｂ）は加速モードを示している。また、図９は安定運転モード及び下り坂運転モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は安定運転モード、（Ｂ）は下り坂運転モードを示している。
【００４９】
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示した走行状態の模式図は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示した走行状態と同じ走行状態を示している。ただし、第二実施形態では高負荷運転モードｄを識別していないため、図７（Ａ）に示した車両の第一走行状態は、加速モードａ→安定運転モードｆ→加速モードａ→安定運転モードｆ→減速モードｂ→停止→加速モードａ→安定運転モードｆ→加速モードａ→安定運転モードｆ→加速モードａ→安定運転モードｆ→減速モードｂ→安定運転モードｆ→減速モードｂ→安定運転モードｆ→減速モードｂ→停止の履歴を辿る。また、高負荷運転モードｄの閾値である速度αも設定されていない。以下、各モードにおける省エネ装置の処理フローについて説明する。
【００５０】
図８（Ａ）に示したように、減速モードｂでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ等の情報から車両１が減速中か否かを判断する。制御装置１１が減速中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が減速中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の減速状態を検知した場合）には、第一クラッチ３及び第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力伝達機構２の出力により圧縮機６を作動させて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵する。具体的には、制御装置１１は、図８（Ａ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（４）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００５１】
（１）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が閉められている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気入口制御弁９２をタンク側（貯蔵流路９２ａ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵できる状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２がタンク側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（３）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にして駆動軸１ａの動力を動力伝達機構２を介して省エネ装置に伝達できる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（４）第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力を圧縮機６に伝達できる状態にする。既に第二クラッチ５が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にすることにより駆動軸１ａから省エネ装置に出力された動力により圧縮機６を回転させて圧縮空気を生成することができる。
【００５２】
図８（Ｂ）に示したように、加速モードａでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ等の情報から車両１が加速中か否かを判断する。制御装置１１が加速中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が加速中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の加速状態を検知した場合）には、第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）及び第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にして貯蔵タンク９内の圧縮空気によりパワーアシストタービン４を作動させて動力伝達機構２に動力を入力し、駆動軸１ａの動力をバックアップする。具体的には、制御装置１１は、図８（Ｂ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（４）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００５３】
（１）圧縮空気入口制御弁９２を排気側（排気流路９２ｂ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵しない状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気出口制御弁９１を供給側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給できる状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が開いている場合には、その状態を維持する。パワーアシストタービン４に圧縮空気が供給されると、パワーアシストタービン４は回転して動力を生成することができる。
（３）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にしてパワーアシストタービン４により生成された動力を動力伝達機構２を介して駆動軸１ａに伝達できる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（４）第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にしてパワーアシストタービン４により生成された動力を圧縮機６に伝達しない状態にする。既に第二クラッチ５が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチを脱状態（ＯＦＦ）にすることによりパワーアシストタービン４の負荷を低減し、圧縮空気により効率よく動力を生成することができる。
【００５４】
図９（Ａ）に示したように、安定運転モードｆでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ、速度メーター等の情報から車両１が安定運転状態か否かを判断する。制御装置１１が安定運転中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）する。そして、制御装置１１が安定運転中である（Ｙ）と判断した場合（すなわち、車両１の安定運転状態を検知した場合）には、第一クラッチ３を脱状態（ＯＦＦ）にして駆動軸１ａと省エネ装置との間における動力の入出力を行わないニュートラル状態にする。具体的には、制御装置１１は、図９（Ａ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（４）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００５５】
（１）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が閉められている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気入口制御弁９２を排気側（排気流路９２ｂ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵しない状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２が排気側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（３）第一クラッチ３を脱状態（ＯＦＦ）にして駆動軸１ａと省エネ装置との間における動力の入出力を行わない状態にする。既に第一クラッチ３が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。安定運転中は、省エネ装置を駆動させるメリットが少なく、寧ろ車両１の安定運転状態を阻害するおそれがあるため、第一クラッチ３を脱状態（ＯＦＦ）にしている。
（４）第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にして動力を圧縮機６に伝達しない状態にする。既に第二クラッチ５が脱状態（ＯＦＦ）である場合には、その状態を維持する。なお、第一クラッチ３が脱状態（ＯＦＦ）であり、圧縮空気出口制御弁９１が栓止側に切り換えられているため、動力伝達機構２及びパワーアシストタービン４から圧縮機６に動力が入力されることがないため、第二クラッチ５は必ずしも脱状態（ＯＦＦ）にする必要はないが、ここでは冗長的に第二クラッチ５を脱状態（ＯＦＦ）にしている。
【００５６】
図７（Ｂ）に示した第二走行状態は、図７（Ａ）に示した第一走行状態に下り坂運転モードｅを追加したものである。図７（Ｂ）に示したように、時間ｔ１〜ｔ２の間は下り坂を運転しているものとする。下り坂の場合には、動力を与えなくても車両１は慣性力により走行するため、下り坂運転モードｅは、その慣性力を利用して圧縮空気を貯蔵するモードである。なお、図７（Ｂ）の第二走行状態において、下り坂運転モードｅ以外は図７（Ａ）に示した第一走行状態と同じであるため、他のモードの説明を省略する。
【００５７】
図９（Ｂ）に示したように、下り坂運転モードｅでは、制御装置１１がアクセルペダル１ｆ、ブレーキペダル１ｇ、加速度センサ、姿勢検知センサ等の情報から車両１が下り坂運転状態か否かを判断する。下り坂運転状態か否かは、傾斜が低い場合や下り坂が短い場合には下り坂運転と判断しないように所定の閾値を制御装置１１に持たせるようにしてもよい。そして、制御装置１１が下り坂運転中ではない（Ｎ）と判断した場合には現状のモードを維持（現状維持）し、制御装置１１が下り坂運転中である（Ｙ）と判断した場合、すなわち、車両１の下り坂運転状態を検知した場合には、第一クラッチ３及び第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力伝達機構２の出力により圧縮機６を作動させて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵する。具体的には、制御装置１１は、図９（Ｂ）に示したように以下の処理を行う。なお、（１）〜（４）の処理は、必ずしも記載した順序に行われる必要はなく、実質的には略同時に処理される工程である。
【００５８】
（１）圧縮空気出口制御弁９１を栓止側に切り換えて圧縮空気をパワーアシストタービン４に供給しない状態にする。既に圧縮空気出口制御弁９１が閉められている場合には、その状態を維持する。
（２）圧縮空気入口制御弁９２をタンク側（貯蔵流路９２ａ側）に切り換えて圧縮空気を貯蔵タンク９に貯蔵できる状態にする。既に圧縮空気入口制御弁９２がタンク側に切り換えられている場合には、その状態を維持する。
（３）第一クラッチ３を嵌状態（ＯＮ）にして駆動軸１ａの動力を動力伝達機構２を介して省エネ装置に伝達できる状態にする。既に第一クラッチ３が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。
（４）第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にして動力を圧縮機６に伝達できる状態にする。既に第二クラッチ５が嵌状態（ＯＮ）である場合には、その状態を維持する。このように第二クラッチ５を嵌状態（ＯＮ）にすることにより駆動軸１ａから省エネ装置に出力された動力により圧縮機６を回転させて圧縮空気を生成することができる。
【００５９】
以上、図６に示した省エネ装置の第二実施形態の構成及び作用について説明したが、上述した省エネ装置を使用することにより、車両１の減速時に生じる慣性力における駆動力により圧縮空気を生成して貯蔵し、車両１の加速時に圧縮空気により動力を生成し、車両１の駆動軸１ａに動力を出力して車両１の走行を補助する省エネ方法を実現することができる。また、パワーアシストタービン４と圧縮機６の配置を入れ替えるようにしてもよい。このとき、パワーアシストタービン４を回転させて駆動軸１ａの動力をバックアップする場合に、圧縮機６も同時に回転されることになるため、パワーアシストタービン４の負荷を低減すべく圧縮空気入口制御弁９２を排気流路９２ｂ側に切り換えておくことが好ましい。
【００６０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、圧縮空気供給ライン９１及び圧縮空気排気９２は高温の場合に備えて配管に防熱施工を施すようにしてもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る車両の省エネ装置の第一実施形態を示す構成図である。
【図２】車両の走行状態を示した模式図であり、（Ａ）は第一走行状態、（Ｂ）は第二走行状態を示している。
【図３】減速モード及び加速モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は減速モード、（Ｂ）は加速モードを示している。
【図４】安定運転モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は低負荷運転モード、（Ｂ）は高付加運転モードを示している。
【図５】下り坂運転モード及び圧縮空気入口制御弁の圧力制御の処理フローを示す図であり、（Ａ）は下り坂運転モード、（Ｂ）は圧縮空気入口制御弁の圧力制御を示している。
【図６】本発明に係る車両の省エネ装置の第二実施形態を示す構成図である。
【図７】車両の走行状態を示した模式図であり、（Ａ）は第一走行状態、（Ｂ）は第二走行状態を示している。
【図８】減速モード及び加速モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は減速モード、（Ｂ）は加速モードを示している。
【図９】安定運転モード及び下り坂運転モードの処理フローを示す図であり、（Ａ）は安定運転モード、（Ｂ）は下り坂運転モードを示している。
【符号の説明】
【００６２】
１  車両
１ａ  駆動軸
１ｂ  内燃機関
１ｃ  車輪
１ｄ  排ガス排気ライン
１ｅ  排ガス処理装置
１ｆ  アクセルペダル
１ｇ  ブレーキペダル
２  動力伝達機構
２ａ  第一プーリー
２ｂ  第二プーリー
２ｃ  ベルト
３  第一クラッチ
４  パワーアシストタービン
５  第二クラッチ
６  圧縮機
７  第三クラッチ
８  排ガスタービン
９  貯蔵タンク
１０  排ガス制御弁
１１  制御装置
１２  廃熱回収装置
１３  冷却装置
３１  増速機
４１  圧縮空気供給ライン
４２  圧縮空気排気ライン
６１  吸気ライン
６１ａ  吸気口
６２  圧縮空気貯蔵ライン
８１  排ガス分岐ライン
９１  圧縮空気出口制御弁
９２  圧縮空気入口制御弁
９２ａ  貯蔵流路
９２ｂ  排気流路
９３  安全弁
９４  圧力計
【図１】
2009255611.tif 000003
【図２】
2009255611.tif 000004
【図３】
2009255611.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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