JP2627964B2

JP2627964B2 - 電磁制動装置

Info

Publication number: JP2627964B2
Application number: JP2034871A
Authority: JP
Inventors: 秀夫秋間; 義清石倉; 高明岸
Original assignee: 富士通株式会社; 東京部品工業株式会社
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH03239199A

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕概要産業上の利用分野従来の技術（第５図）発明が解決しようとする課題（第６図）課題を解決するための手段（第１図）作用実施例（第２図〜第４図）発明の効果〔概要〕電磁制動装置、特に回転するロータに磁場を与え、該
ロータに流れる渦電流によって回転エネルギーを熱に変
換して制動トルクを発生し、その熱を発散するようにし
た制動装置の制御機能に関し、該電磁コイルを駆動する数を増減制御することにより
生ずる段階的な制動不快感やそれに要するリレーを無く
し、該電磁コイルの電流制御をして円滑な制動特性を得
ることを目的とし、磁場を発生する電磁コイル12と、電磁コイル12が作る
磁場によってうず電流を発生し車両の回転源に制動力を
与える回転体（以下ローターという）13と、ローター13
が回転源に与える制動力の度合い設定する設定器（以下
電磁ブレーキ調整レバーという）28と、電磁ブレーキ調
整レバー28からの制動加減情報と車両の走行情報とを入
力して車両の制動力を強める場合には、電磁コイル12に
流す電流のオン期間とオフ期間を加算した期間に対する
オン期間を長くし、車両の制動力を弱める場合には、電
磁コイル12に流す電流のオン期間とオフ期間を加算した
期間に対するオン期間を短くする制御手段15とを備えて
いることを含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電磁制動装置に関するものであり、更に詳
しく言えば、回転するドラムに磁場を与え、該ドラムに
流れる渦電流によって回転エネルギーを熱に変換して制
動トルクを発生し、その熱を発散するようにした制動装
置の制御機能に関するものである。

近年、エンジンの高性能化，高速道路網の充実化等に
より、大中型貨物自動車においても高速で長距離走行す
るケースが増えている。これに伴って、液圧制御により
制動トルクを得る主制動装置（以下メインブレーキとい
う）の負担を軽減するために電磁制動装置等の補助ブレ
ーキが利用されている。

これによれば、電磁コイルのを駆動する増減制御する
ことにより生ずる段階的な制動不快感を無くし、該電磁
コイルの電流制御をして円滑な制動特性を得ることがで
きる制動装置が望まれている。

〔従来の技術〕

第5,第６図は、従来例に説明図である。

第５図は、従来例に係る電磁制動装置の構成図を示し
ている。

図において、大中型貨物自動車等における電磁制動装
置は、エンジン１のトランスミッションの固定部側に設
けられた，例えば,8個の電磁コイル（L1〜L8）２と、タ
イヤ６に動力を伝達するプロペラシャフト3aに設けられ
た回転ドラム３と、該コイル２の個々に対応して接続さ
れた同数のリレーRL1〜RL8を含むリレー回路４と、ドラ
イバが選択するモード選択スイッチ５と、リレー回路４
の供給電流のON/OFFをするメインリレーSW9と、フット
ブレーキ７に設けられたフットスイッチ９から成る。

当該装置の機能は、まず、ドライバが走行条件、例え
ば、降坂路等によりメインブレーキに負担が掛かると判
断した場合又は電磁制動装置のブレーキングのみで足り
ると判断した場合、モード選択スイッチ５の各スイッチ
SW1〜SW8を選択する。次いで、フットブレーキ７を踏む
ことによりフットスイッチ９及びメインリレーSW9がON
する。この際に、モード選択スイッチ５に対応したリレ
ー回路４の各リレーRL1〜RL8がONし、選択された電磁コ
イル２が磁化する。

これにより、電磁コイル２が作る磁界中に回転ドラム
３が回転される結果、該回転ドラム３に渦電流が流れ、
その中にジュール熱が発生し、制動トルクが発生して当
該車両に制動力が作用する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来例によればメインブレーキに併用して
電磁制動装置を取り扱う場合、降坂路等の走行条件が変
化する毎に、ドライバがモード選択スイッチ５の各スイ
ッチSW1〜SW8を選択している。

このため、次のような問題を生ずることがある。

．例えば、走行条件が変化して全てのスイッチSW1〜S
W8が「ON」している状態から特定のスイッチSW1〜SW4が
「OFF」された場合、すなわち、電磁コイル２の数が減
少された場合、第６図の制動トルク特性に示すように制
動トルクＤτが階段状になる。このことで、ドライバに
制動不快感を与えている。

．さらに、特定の電磁コイル２の使用頻度が高くな
り、そのコイルは使用限界温度に達しやすい。

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑みて創作された
ものであり、電磁コイルを駆動する数を増減制御するこ
とにより生ずる制動不快感やそれに要するリレーを無く
し、該電磁コイルの電流制御をして円滑な制動特性を得
ることを可能とする電磁制動装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明に係る電磁制動装置の原理図を示し
ている。

その装置は、磁場を発生する電磁コイル12と、前記電
磁コイル12が作る磁場によってうず電流を発生し車両の
回転源に制動力を与えるローター13と、前記ローター13
が回転源に与える制動力の度合いを設定する電磁ブレー
キ調整レバー28と、前記電磁ブレーキ調整レバー28から
の制動加減情報と車両の走行情報とを入力して車両の制
動力を強める場合には、前記電磁コイル12に流す電流の
オン期間とオフ期間を加算した期間に対するオン期間を
長くし、前記車両の制動力を弱める場合には、前記電磁
コイル12に流す電流のオン期間とオフ期間を加算した期
間に対するオン期間を短くする制御手段15とを備えてい
ることを特徴とし、上記目的を達成する。

〔作用〕

本発明に係る電磁制動装置の動作を説明する。まず、
ローター13が自動車の駆動輪などの回転源によって回転
されている状態で、電磁コイル12によって磁場が発生さ
れているものとする。なお、電磁制動装置は、電磁コイ
ル12が作る磁場によってローター13内にうず電流を発生
させ、制動力を回転源に与えるものである。

ローター13の制動力の度合いは、ドライバが電磁ブレ
ーキ調整レバー28をマニアル設定することにより制御手
段15に与えられる。制御手段15は、電磁ブレーキ調整レ
バー28からの制動加減情報と車両の走行情報とを入力す
る。制御手段15は、車両の制動力を高める場合には、電
磁コイル12に流す電流のオン期間とオフ期間を加算した
期間に対するオン期間を長くする。車両の制動力を弱め
る場合には、電磁コイル12に流す電流のオン期間とオフ
期間を加算した期間に対するオン期間の割合を短くす
る。

具体的には、制御手段15からスイッチング手段14にス
イッチングデータD2が出力される。このデータに基づい
てスイッチング手段14が複数の電磁コイルに流れる電流
のON/OFFの比を制御する。

このように本発明に係る電磁制動装置によれば、ドラ
イバが操作する電磁ブレーキ調整レバー28の出力と車両
の走行情報によって、制御手段15が電流コイル12に流す
電流の通電期間を調整するので、うず電流が、無段階に
ローター13に発生することになり、制動トルクは一次関
数的に推移するようになる。

従って、従来例のように電磁コイル12を個別に切り離
して制動力を調整しなくても済む。これにより、複数の
電磁コイル12を接続したまま、しかも、ドライバが操作
する電磁ブレーキ調整レバー28によって、無段階に制動
トルクを調整することができる。

これにより、電磁コイル12の個々の通電負担が均等化
され、電磁コイル12の温度分布が一様となり電磁コイル
の温度を低い状態で使用することができる。

また、従来のような大電流を遮断する大容量のリレー
RL1〜RL8等が不要になり、当該装置の軽量化が図れる。
さらに、円滑な制動特性が得られることからドライバに
制動不快感等を与えない。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明を
する。

第２〜４図は、本発明の実施例に係る電磁制動装置を
説明する図であり、第２図は、その構成図を示してい
る。

図において、21は動力供与手段の一実施例となるエン
ジンであり、大中型貨物自動車等の駆動タイヤ26に動力
を供給するものである。

22は電磁コイル12の一実施例となるソレノイドであ
り、エンジン21の固定部側21A、例えば変速機の後段部
分に設けられている。電磁コイル22は、本発明の実施例
では８個（L1〜L8）のソレノイドが45゜置きに配置され
ている。23は導体から構成されるローターの実施例とな
る回転ドラムであり、エンジン21の動力を駆動タイヤ26
に伝達するプロペラシャフト21Bに取り付けられてい
る。また、回転ドラム23はプロペラシャフト21Bを中心
軸にして円柱形状を有し、それが電磁コイル22を覆い被
さる状態にされている。これにより、両者22,23は隙間
を介して磁気回路を構成する。

24はスイッチング手段14の一実施例となるスイッチン
グ回路であり、各ソレノイドL1〜L8毎に接続されたスイ
ッチングトランジスタT1〜T8から成る。該トランジスタ
T1〜T8には、電界効果型トランジスタを用いている。

25は制御手段の一実施例となるCPUであり、外部制御
データD1となるレバー選択データD11やその他のデー
タ，例えば、回転数データDn,ブレーキデータDb,クラッ
チデータDc,アクセルデータDaを入力してスイッチング
回路24に駆動パルスＰを出力するものである。制御内容
の一例としては、当該車両の車速が低速になった場合、
アクセル／クラッチを踏んだ場合には、電気期間制御
（電流のON/OFF比の制御）を中止する。また、これらの
条件解除により制御が再開される。

26は駆動輪の一実施例となる駆動タイヤであり、当該
電磁制動装置の制御対象である。当該車両の走行条件に
よっては、液圧制御によるメインブレーキに負担がかか
る場合に、併用して該装置が用いられ、駆動タイヤ26に
制動力が与えられる。

27はその他の回路であり、CPUのプログラムを格納し
ているROM（読出専用メモリ）やその他の制御データを
一時記憶するRAM（随時書き込み読出可能メモリ）等で
ある。

28は電磁ブレーキ調整レバーであり、ドライバの選択
によりレバー選択データD11をCPUに出力するものであ
る。電磁ブレーキ調整レバー28は、駆動タイヤ26に与え
る制動力の度合いを手動により設定する設定器の一例で
ある。該調整レバー28は一種の可変抵抗器に連動し、無
段階的にアナログ電圧を発生するものである。

これらにより、本発明の実施例に係る電磁制動装置を
構成する。

次に、当該装置の動作について説明をする。

第３図は、本発明の実施例に係る電磁制動装置の動作
タイムチャートを示している。

図において、まず、CPU25がプロペラシャフトの回転
数，ブレーキの状態，クラッチの接合状態及びアクセル
の状態から当該車両の走行条件を認識し、スイッチング
回路24に駆動パルスＰを出力する。この際に、例えば、
駆動パルスＰの一周期を100〔ms〕程度とすれば、そのO
N期間t1とOFF期間t2とのデュティー比t1/（t1＋t2）が
制御される。

また、デュティー比t1/（t1＋t2）は、ドライバの電
磁ブレーキ調整レバー28の選択位置によって定まる。す
なわち、ドライバが電磁制動装置の効果を高めるようと
する場合には、選択位置を変えて駆動パルスＰのデュテ
ィー比t1/（t1＋t2）を大きくし、該パルスＰのON期間
を長くする。その効果を弱めるときには、逆に駆動パル
スＰのデュティー比t1/（t1＋t2）を小さくし、該パル
スＰのOFF期間を長くする。

次いで、デュティー比t1/（t1＋t2）の駆動パルスＰ
がスイッチングトランジスタT1〜T8のゲートに印加され
る。これにより、各ソレノイドL1〜L8に流れるコイル電
流I1〜I8がデュティー比t1/（t1＋t2）に基づいて通電
期間制御される。この際に、電磁コイル22が作る磁界中
にローター23が回転される結果、該ドラム23に渦電流が
流れ、その中にジュール熱が発生する。これと共に制動
トルクが発生し、当該車両に制動力が作用する。

第４図は、本発明の実施例に係る電磁制動装置の特性
図を示している。

図において、縦軸は制動トルクＤτであり、横軸はデ
ュティ比を示している。これによれば、従来例の電磁コ
イルの数を増減する制御方法に比べて、本発明のデュテ
ィ比を制御する方法では一次関数的に無段階に制動トル
クＤτを推移させることが可能となる。

このようにして、本発明の実施例によれば８個のソレ
ノイドL1〜L8から成る電磁コイル22の通電期間制御をす
るCPU25が設けられている。

このため、走行条件の変化に対応した回転数データD
n,ブレーキデータDb,クラッチデータDc,アクセルデータ
Da及びレバー選択データD11がCPU25に入力されると、該
CPU25からスイッチング回路24にスイッチングデータD2
となる駆動パルスＰが出力される。このデータD2に基づ
いてスイッチング回路24が８個のソレノイドL1〜L8に流
れるコイル電流I1〜I8の通電期間制御することができ
る。

従って、８個のソレノイドL1〜L8とトランジスタT1〜
T8等の電気回路を従来例のように個別に開回路状態にせ
ず、全回路を閉回路状態に保ったままスイッチング回路
24により無段階に制動トルク制御をすることができる。

これにより、各ソレノイドL1〜L8の通電負担が均等化
され、特定のソレノイドが異常に温度上昇することがな
くなる。従って、温度分布が一様になることから、ソレ
ノイドの使用温度を低い状態に維持することができる。

また、従来のような大電流を遮断する大容量のリレー
RL1〜RL8等が不要になり、当該装置の軽量化が図れる。
さらに、円滑な制動特性が得られることからドライバに
制動不快感を与えない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る電磁制動装置によ
れば、制動力の度合い設定する設定器が設けられている
ので、ドライバが操作した設定器の出力と車両の走行情
報とを入力した制御手段が、電流コイルに流す電流の通
電期間を調整するので、うず電流が無段階に回転体に発
生することになり、制動トルクは一次関数的に推移する
ようになる。

従って、従来例のように電磁コイルを個別に切り離し
て制動力を調整しなくても済む。これにより、複数の電
磁コイルを接続したまま、しかも、ドライバが操作する
設定器によって、無段階に制動トルクを調整することが
できる。

また、本発明によれば各ソレノイド個々の通電負担が
均等化され、ソレノイドの使用温度を低い状態に維持す
ることが可能となる。

また、従来のような大容量のリレー等が不要になり、
当該装置の軽量化が図れる。さらに、円滑な制動特性が
得られることから高安定度の電磁制動装置の提供に寄与
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電磁制動装置の原理図、第２図は、本発明の実施例に係る電磁制動装置の構成
図、第３図は、本発明の実施例に係る電磁制動装置の動作タ
イムチャート、第４図は、本発明の実施例に係る電磁制動装置の制動ト
ルク特性図、第５図は、従来例に係る電磁制動装置の構成図、第６図は、従来例に係る問題点を説明する制動トルク特
性図である。（符号の説明） 11……動力供与手段、 12……電磁コイル、 13……導体から構成されるローター、 14……スイッチング手段、 15……制御手段、 D1……外部制御データ、 D2……スイッチングデータ、 11A……固定部側、 11B……回転軸側。

フロントページの続き (72)発明者石倉義清神奈川県大和市つきみ野１丁目６番地の１東京部品工業株式会社内 (72)発明者岸高明神奈川県大和市つきみ野１丁目６番地の１東京部品工業株式会社内 (56)参考文献特開昭58−75403（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−192706（ＪＰ，Ｕ) 特公昭55−45923（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁場を発生する電磁コイルと、前記電磁コ
イルが作る磁場によって渦電流を発生し車両の回転源に
制動力を与える回転体と、前記回転源に与える制動力の
度合いを手動により設定する設定器と、前記設定器から
の制動加減情報と車両の走行情報とを入力して車両の制
動力を強める場合には、前記電磁コイルに流す電流のオ
ン期間とオフ期間を加算した期間に対するオン期間を長
くし、前記車両の制動力を弱める場合には、前記電磁コ
イルに流す電流のオン期間とオフ期間を加算した期間に
対するオン期間を短くする制御手段とを備えていること
を特徴とする電磁制動装置。