JPH01315620A - 車両のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転電機付ターボチャージャを備えたエンジン
に取付けた車両のブレーキ装置に関する。

（従来の技術） 近年、エンジンの排気エネルギーにより駆動されるター
ビンに空気を圧縮するコンプレッサを取付け、エンジン
の吸気を過給するターボチャージャが車両に搭載されて
、エンジン出力の増大が計られている。

そして、この種のターボチャージャのタービンシャフト
に回転電機を取付け、エンジンの運転状態に応じて回転
電機を電動機、または発電機として作動させる内燃機関
のターボチャージャの提案が特開昭６０−１９５３２９
号公報に開示されており、少なくともエンジンの低速高
負荷の運転領域では、回転電機に電力を供給して電ｉｔ
ｔ機作動とし、ターボチャージャの過給作動を助勢して
エンジン出力の増大を計っている。

（発明が解決しようとする課題） 上述の特開昭６０−１９５３２９号公報に開示された提
案においてはターボチャージャに取付けた回転電機の電
動機作動時にはバッテリから電源を供給することになり
、長い登り坂の走行時にはバッテリの蓄電量が減少して
、他の車載電気機器が使用不可能となる虞を生ずる。

また、エンジンが定常運転時にてターボチャージャの出
力に余裕があるときは、回転電機を発電機作動として発
電電力を車載電気機器に供給するようにしてはいるが、
エンジントルクに回生じて燃費を節約するような配慮が
なされていないという不具合が生じている。

さらに、エンジンの制動時にはエンジントルクを吸収し
てエンジンに制動をかけるような措置がなされていない
問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はエンジンの効率を向上させるとともに、制動
時のレスポンスを良好にしようとする車両のブレーキ装
置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、エンジンの出力軸に電動−発電機とな
る回転電機を結合せしめるとともに、該回転電機の回転
軸にクラッチ機構を介してエンジンを制動するブレーキ
機構を設けた車両のブレーキ装置が提供されや。

（作用） 本発明では、エンジンの低速重負荷時にはエンジントル
クにより駆動される回転電機の発電電力をターボチャー
ジャの回転電機に供給してターボチャージャの過給作動
を助勢させて、エンジン出力を向上させる作用があり、
また、ターボチャージャの出力に余裕があるときはター
ボチャージャの回転電機の発電電力をエンジンに供給さ
せた回転電機に供給してエンジントルクを助勢する作用
があり、さらに、エンジンの制動時にはクラッチを継制
御することによりブレーキ装置のコンプレッサを高速に
回転駆動してエンジン出力を吸収させる作用がある。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

図面は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であり、
１はターボチャージャで、エンジン２の排気エネルギー
により駆動されるタービン１１と、該タービン１１の回
転軸１２に取付けられエンジン２に過給気を圧送するコ
ンプレッサ１３とを備えている。また、タービン１１の
回転軸１２上には第１の回転電機となる回転電機３が取
付けられ、タービン１１の出力により回転電機３の回転
子３１が駆動されると対向する固定子３２からは交流電
力が発電され、固定子３２に所定の交流電力が供給され
ると回転電機３は電動機としてコンプレッサ１３を回転
駆動し、ターボチャージャ１の過給作動を助勢するよう
構成されている。なお、１４は速度センサで、コンプレ
ッサ１３の回転数、すなわちターボチャージャ１の回転
速度を検出するものであり、２１はエンジン負荷を検出
する負荷センサで例えばエンジンへの燃料制御装置に取
付けられ、これらのセンサの検出した速度信号や負荷信
号は後述するコントローラに送信される。

４は第２の回転電機となる電動発電機であり、エンジン
２の出力軸に歯車機構４１を介して取付けられ、エンジ
ン２のトルクにより回転子軸４２が駆動されると、直結
された回転子４３の回転により対向する固定子巻線４４
からは交流電力が発電され、また、固定子巻線４４に所
定の交流電力が供給されると、固定子４３の回転力が歯
車機構４１を介してエンジン２に伝達されるものである
。なお、４５は回転センサで回転子軸４２に取付けられ
、電動発電機４の回転数やエンジン２の回転数を検出し
て、回転信号をコントローラ７に送信するものである。

５はブレーキ機構であり、ハウジング５１内を回転翼を
有するコンプレッサ５２が高速駆動して空気を圧縮する
ことにより、エンジン２に制動力をかけるもので、コン
プレッサ５２の回転を高速に増速させるギヤ機構５３と
クラッチ６とを介して、エンジン２に噛合された前述の
電動発電機４の回転子軸４２に係合されている。なお、
６１はクラッチ６の継断を制御するクラッチ制御器で、
コントローラ７の指令により作動するものであり、した
がってクラッチ６が継に制御されると、エンジン２のト
ルクはブレーキ機構５に伝達され、コンプレッサ５２の
空気圧縮作動により、エンジン２の回転は制動されるよ
う構成されている。

８はインバータで強電用の周波数変換機器を備え、バッ
テリ９からの直流電力をターボチャージャ１の回転電機
３に供給して電動機としてカ行させる所定周波数の交流
電力に変換する他、エンジン２のトルクにより駆動され
る電動発電機４からの交流電力を回転電機の供給する交
流電力に変換したり、さらにターボチャージャ１の出力
に余裕のあるときは回転篭ｍ３からの交流出力を電動発
電機４に供給してカ行せしめエンジントルクを助勢する
交流電力に変換するのものである。

コントローラ７はマイクロコンピュータよりなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算結果や制御プログラムを
格納する各種メモリ、種々のセンサに接続されて検出信
号を入力する入力回路、クラッチ制御器６１やインバー
タ８などに接続されて制御指令を出力する出力回路など
を備えている。

つぎにこのように構成された本実施例の作動について説
明する。

■回転センサ４５、負荷センサ２１からの検出信号がコ
ンドローラフに入力され、エンジン２が低回転で重負荷
時には、コントローラ７のメモリに格納された制御プロ
グラムにしたがい、クラッチ制御器６１にクラッチ断の
指令を発するとともに、インバータ８には電動発電機４
からの交流出力を回転電機３に供給してターボチャージ
ャ１を増速せしめる所定周波数の交流電力に変換する指
令が発せられる。このため、インバータ８はバッテリ９
からの直流電力をターボチャージャ１を増速させる所定
周波数の交流電力に変換するとともに、電動発電機４か
らの交流出力も所定周波数の交流電力に交換して回転電
機３に供給して電動機作動させ、ターボチャージャ１の
過給作動を助勢して過給気をエンジン２に供給し、エン
ジントルクを増大させることになる。

■回転センサ４５、速度センサ１４などからの検出信号
から、ターボチャージャ１の出力に余裕があると判断さ
れると、クラッチ制御器６１にクラッチ断の指令を発す
るとともに、インバータ８には回転電機３からの交流出
力を変換して、電動発電機４をカ行させる所定の交流電
力にするよう指令する。このため電動発電機４のトルク
によりエンジン２が助勢されることになり、エンジン２
への供給燃料が節減できることになる。

■エンジン２の回転に対し制動力を与えるときは、クラ
ッチ制御器６１にクラッチ継の指令を発して、エンジン
回転を歯車機構４１、クラッチ６、ギヤ機構５３を介し
てブレーキ機構５に係合させる。このため、高速回転す
るコンプレッサ５２の空気圧縮作動によりエンジン２に
制動力がかかり、エンジン２の回転エネルギーが吸収さ
れることになる。

以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、回転電機を取付けたターボチャージャ
を備えたエンジンの出力軸に、歯車機構を介して電動発
電機を取付けたので、長い登板の走行時のようにエンジ
ンが低回転重負荷時にてターボチャージャの過給作動を
回転電機の電動機作動にて助勢する場合は、その電源は
エンジン出力の一部にて駆動される電動発電機の発電電
力により供給されるため、バッテリの電力負担が軽くな
り、したがって長時間の場合でもバッテリの蓄電量減少
による車載機器への障害が解消される効果がある。

また本発明によれば、エンジンの定常運転時にてターボ
チャージャの出力に余裕があるときは、回転電機からの
発電電力をエンジンの出力軸に取付けた電動発電機に供
給して電動機作動させてカ行せしめエンジンＩ・ルクに
回生するので、エンジンの燃費が向上する利点がある。

さらに本発明ではエンジンの出力軸にクラッチや歯車機
構などを介して機械的に接続した高速回転するコンプレ
ッサによるブレーキ機構を設けたのでクラッチを継制御
することにより、エンジンのエネルギーがコンプレッサ
の空気圧縮作動により吸収できることになり、減速時の
レスポンス性が向上するとともに、摩擦ブレーキのよう
な消耗部分がないため長期間にわたり安定な性能が保持
される効果がある。

なお本発明において前述の回転電機や電動発電機を誘導
機構成とし、それぞれの固定子巻線の適切な設計により
、電力変換時の昇圧変圧器を不用にすることができる効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。 １・・・ターボチャージャ、２・・・エンジン、３・・
・回転電機、４・・・回転電機、５・・・ブレーキ機構
、５２・・・コンプレッサ、６・・・クラッチ、６１・
・・クラッチ制御器、７・・・コントローラ。 特許出願人　　いすｙ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　　辻　　　實

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの出力軸に電動−発電機となる回転電機
   を結合せしめるとともに、該回転電機の回転軸にクラッ
   チ機構を介してエンジンを制動するブレーキ機構を設け
   たことを特徴とする車両のブレーキ装置。
2. （２）前記ブレーキ機構は高速駆動される回転翼を備え
   た空気圧縮型のコンプレッサであることを特徴とする請
   求項（１）記載の車両のブレーキ装置。
3. （３）前記エンジンは排気エネルギーによりタービンを
   駆動してタービン軸に設けたコンプレッサによりエンジ
   ンの吸気を過給するターボチャージャを備えたものであ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の車両のブレーキ
   装置
4. （４）前記ターボチャージャはタービン軸に電動−発電
   機となる回転電機を有するものであることを特徴とする
   請求項（３）記載の車両のブレーキ装置。