JPH0496647A

JPH0496647A - 電気制動装置の冷却装置

Info

Publication number: JPH0496647A
Application number: JP2210967A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Koike; 哲夫小池
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-03-30

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］本発明は車両エンジンのフライホイールとそのハウジン
グとの間に装着されて電気的に制動作用する電気制動装
置に関し、特に、整流用インバータ回路の複数のパワー
素子の冷却装置に関する。

［従来の技術］従来、車両の制動装置としては、所謂“リターダと称さ
れる渦電流方式による電気制動装置が知られている。即
ち、この“リターダとは、電磁誘導作用のｉｔ磁力を利
用して駆動系の回転を電気的に抑制する構造である（例
えば、特公昭６３−１９８７７７号公報参照）。

一般に、このような構造の電気制動装置における制動時
の運動エネルギは、熱エネルギに変換されて大気に放出
されるだけであるから、従来では、電気制動装置（リタ
ーダ）の回転機を発電可能な発電機や誘導機として用い
、制動時の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して
バッテリに回収し、この回収された電気エネルギーを種
々の補機の駆動に活用することが試みられている。また
、車両用電気制動装置（リターダ）は、車両の制動のみ
ならず、エンジン側の種々の制御にも利用することが考
慮されているのは指摘するまでもない。

ところで、車両用電気制動装置（リターダ）の回転機は
電磁訪導作用のために発熱するのは勿論である。そして
、回転機で誘起した交流起電力はインバータ回路で整流
してバッテリに充電されるが、３相交流整流の場合では
、インバータ回路にスイッチ用トランジスタとダイオー
ドのパワー素子が６組設けられるため、これらのパワー
素子も非常に大きな発熱を伴う。したがって、前述した
ような電気制動装置では、前述の各発熱部を強制冷却す
る必要があるが、このような目的の冷却装置としては、
例えば特開昭６３−１９８７７７号公報により始動兼充
電装置の冷却装置か知られている。

つまり、この冷却装置においては、発電機の電機子鉄心
等をヒートバイブを介してエンジンブロックの冷却液で
冷却する。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前述した従来の冷却装置においては、エ
ンジンブロックの冷却液で電機子を冷却するだけの構造
であるので、電気制動装置インバータ回路のパワー素子
等の冷却を行なうことかできない。また、パワー素子の
冷却のためには、般的に、素子ごとに冷却フィン等を取
付けて放熱するけれども、パワー素子が６個といった多
数に及ぶ場合には、冷却フィンでは全体構造が大型、煩
雑化する等の問題がある。

本発明の目的は、このような問題点に鑑みて、回転機に
よる交流起動力の整流用インバータ回路の複数のパワー
素子を効果的に冷却でき、しかも冷却手段を全体を充分
に小型化できる電気制動装置の冷却装置を得るにある。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するため、本発明は、エンジンクランク
軸に固定されたフライホイールとそのハウジングとの間
に制動及び発電可能な回転機を装着し、回転機の固定子
部を複数個のパワー素子を有するインバータ回路を介し
てバッテリに接続する電気制動装置において、冷却フィ
ンを有するひとつの細長い放熱体を用意し、この放熱体
の冷却フィンと反対側の面に複数個のパワー素子を冷却
可能に固定することを提案するものである。

［作　　用］本発明による前述の構成によると、エンジン駆動系のフ
ライホイールとそのハウジングの間に装着される回転機
により、走行中の車両は電気的に制動されることになる
が、この制動時に生した交流起動はインバータ回路のパ
ワー素子により整流してバッテリに充電される。この場
合、回転機のコイル結線状態に応じて、例えば３相の場
合に６個設けられるパワー素子で生じた熱は、単一の放
熱体で放熱されるので、パワー素子は均一かつ効果的に
冷却される。

［実　施　例コ以下、図面を用いて本発明の一実施例による電気制動装
置の詳細を説明する。

第１図は本発明による電気制動装置を組付けたエンジン
駆動系を示すものであって、エンジン１は例えばディー
ゼルエンジンである。このエンジン１の背面側にはフラ
イホイールハウジング２とステータハウジング３がステ
ータリング４を介して密封状態で接合してあり、フライ
ホイールハウジング２及びステータハウジング３の内部
には前記エンジン１のクランク軸５に固着したフライホ
イール６が収納されている。このフライホイール６には
クラッチ７か組付けられ、このクラッチ７か人力軸８を
介して変速機９に連結され、変速機９の高速動力が駆動
輪へ伝達される。

フライホイールハウジング２及びステータハウジング３
の内部には、フライホイール６の外周部とステータリン
グ４との間に電気制動装置の主要部を構成する回転機１
０が組込まれる。即ち、前記ステータリング４には薄い
鋼板を多数重ねた円筒形のステータコア１１が嵌込まれ
、このステータコア１１のコイル溝に細い導線を巻いた
ステータコイル１２が挿入されて固定子部１３を形成す
る。また、前記フライホイール６の外周部に対しては、
ステータコア１１の内側に近接対向状態でリング１５と
共にロータコア１６がボルト１４により固定しである。

そして、前記ステータコア１１のコイル溝にはかご形ロ
ータコイル１７が挿入され、同ロータコイル１７の両側
のエンドリング１８に保接リング１９が嵌着されて回転
子部２０が形成され、これらの固定子部１３と回転子部
２０で制動、発電が可能なかご形誘導機が構成されてい
る。

第２図は前述した電気制動装置の電気回路図であり、３
相のステータコイル１２は７字結線されている。このス
テータコイル１２の各相は交流を全波整流して直流に変
換するインバータ回路３０の入力側に接続され、インバ
ータ回路３０の出力側はレギュレータ３１とバッテリ３
２とに対して並列に接続される。ロータコイル１７の両
部のスリップリング３３に接するブラシ３４の一方はア
ースされ、同ブラシ３４の他方は界５Ｊｉ電流制陣回路
３５を介しバッテリ３２に接続される。制御回路３６に
はブレーキスイッチ３７と回転センサ３９の信号が人力
され、このブレーキスイッチ３７からの回転信号により
インバータ回路３０及び界磁電流制御回路３５に制御信
号が出力される。勿論、前記バッテリ３２には他の電装
品３８が接続されるのは勿論である。

前述したインバータ回路３０は、３相のステータコイル
１２の１つの相のコイル１２ａについて１対のパワー素
子Ｑよ１、ＱＡ２を有し、一方のパワー素子Ｑ　ａ　＋
は、バッテリ３２の正極とコイル１２ａとの間にスイッ
チ用トランジスタＴａｌが接続されかつトランジスタＴ
ａｌのコレクタ・エミッタ間に整流用ダイオードＤａ＋
が並列接続されることにより構成される。また、他方の
パワー素子Ｑａ２は、コイル１２ａとバッテリ３２の電
極との間に、同様に、トランジスタＴａ２とダイオード
Ｄａ２が接続されることにより構成され、トランジスタ
Ｔａｌ、Ｔ、１のベース側開閉制御信号によりコイル１
２ａの電流の方向を切換え、ダイオードＤａｌ、Ｄａ２
により交流電力を全波整流するようになっている。また
、ステータコイル１２の他の相のコイル１２ｂ、１２Ｃ
についても、同様のパワー素子Ｑｂ＋、Ｑ６２とＱｃｌ
、ＱＣ２が接続されている。

第３図は第２図について述へた電気回路素子類の実装状
態を示す斜視図であり、前述した素子類はひとつの放熱
体４０を基準に組付けられる。即ち、放熱体６０は２枚
の平行な細長い放熱板４１４２の内側に冷却フィン４３
を縦横に設けて一体化したもので、一方の放熱板４１の
外表面に前述のインバータ回路３０の３個のパワー素子
Ｑ　ａｔＱ　ｂｉ、Ｑ　ｃｌが、他方の放熱板４２の外
表面に他の３個のパワー素子Ｑａ２、Ｑｂ２、ＱＣ２が
それぞれ密着固定される。また、放熱板４１．４２の間
には、第２図について述べた電気回路の他の電気部品４
４を搭載する回路基板４５が実装され、この回路基板４
５と各パワー素子Ｑ、０、Ｑａ２、・・・がハーネス４
６で接続されている。

図示実施例の電気制動装置は、以上のような構造である
から、次のように動作する。

エンジン運転時ににあっては、エンジン１のクランク軸
５ａの動力がフライホイール６、クラッチ７、入力軸８
を介して変速機９が入力されるので、変速機９の変速動
力が駆動輪に伝達されて車両は、走行する。

この走行中の降板時にブレーキスイッチ３７がＯＮされ
ると、制御回路３６から界磁電流制御回路３５に電流制
御信号が入力され、フライホイール６と一体的に回転し
ている回転機１０のロータコイル１７にバッテリ３２か
ら界ｔｉｔ流が流れ、一方がＳ極に他方がＮ極に磁化さ
れる。そして、ステータコイル１２がこの磁極の磁力線
を横切るので、交流起電力か発生され、この場合の誂導
電流と磁極との間に電磁力が生じる。このとき、制御回
路３ｂはセンサ３９の回転信号によりインバータ回路３
０のパワー素子Ｑａ１、Ｑａ２、・・・にロータ側より
低い回転速度で開閉制御信号を人力してトランジスタを
駆動し、ステータコイル１２の回転磁界を低速制御する
。このため、前述の電磁力は回転部２０に対しその回転
を抑制するように作用し、これに伴いフライホイール６
を含むエンジン駆動系が制動されることになる。

一方、ステータコイル１２に誘起した交流起動はインバ
ータ回路３０のパワー素子Ｑａ＋、Ｑｌ。、・・・のダ
イオード側で整流され、レギュレータ３１で電圧調整さ
れてバッテリ３２に充電され、エンジン駆動系の減速時
の運転エネルギが電気エネルギに変換して回収される。

このバッテリ３２の蓄積電力は必要時に電装品３８の駆
動目的に使用されることになるのは指摘するまでもない
。

前述した回転機１０による制動、発電作用の際、インバ
ータ回路３０において３相のステータコイル１２に対応
したｂ個のパワー素子Ｑ１□、Ｑａ２・・・がバッテリ
電源や発電部の大電流を直接切換え又は整流作用するの
で、これらのパワー素子Ｑ１□、Ｑ、□・・・はかなり
の発熱量を伴なう。この場合す個のパワー素子Ｑａ＋ｈ
　Ｑａｚ・・・は放熱体６０の放熱板４１．４２に取付
けられているため、これらのパワー素子Ｑ　ａ　＋、Ｑ
１□・・・の熱量は放熱板４１４２の冷却フィン４３を
介し外気に放熱され、−括して効果的に冷却される。こ
のようにして、６個のパワー素子Ｑａ＋、Ｑｌ１２・・
・は長時間に亘って動作することができる動作温度環境
下におかれるため、磁換えも防止されることになる。

なお、前記実施例の説明においては、ステータコイルが
３相の場合を説明したが、回転機、電気回路が他の構造
の場合、つまりステータコイルが３相以外の場合にも、
本発明を通用できるのは明らかなところである。

［発明の効果］以上説明したように、本発明にあっては、制動と発電が
可能な電気制動装置のインバータ回路に設けられる複数
個のパワー素子が直接的に冷却されるので、パワー素子
の良好な動作環境が得られ、その長寿命化が可能になる
。

また、本発明によれば、用いられる複数個のパワー素子
はひとつの放熱体に固定されるので、冷却が均一化して
冷却効果が大きく、又パワー素子は通風に直接触れる位
置に配置されるので放熱が良好で従って冷却手段も小型
、軽量化でき、パワー素子の個数に応じた冷却能力を自
白に調整できる、放熱体と回路基板一体に組立てるので
、回路搭載も容易化する等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるの電気制動装置を組付たエンジン
駆動系の一部拡大断面図、第２図は同電気制動装置に用
いる電気制御装置の電気回路図、第３図は同電気制動装
置の冷却装置部の斜視図である。１・・・エンジン、２．３、・・・ハウジング、５・・
・クランク軸、ｂ・・・フライホイール、１０・・・回
転機、１３・・・固定子部、３０・・・インバータ回路
、３２・・・バッテリーＱａ＋ｖ　Ｑａ２ｙ　　Ｑｂｌ
、　Ｑｂ２＋　　Ｑｃ＋、　　Ｑｅ２・・・パワー素子
、４０・・・放熱体、４３・・・冷却フィン。第１図特許出願人　日野自動車工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンクランク軸に固定されたフライホィール
とそのハウジングとの間に制動及び発電可能な回転機を
装着し、回転機の固定子部を複数個のパワー素子を有す
るインバータ回路を介してバッテリに接続する電気制動
装置において、冷却フィンを有するひとつの細長い放熱
体を用意し、この放熱体の冷却フィンと反対側の面に複
数個のパワー素子を冷却可能に固定することを特徴とす
る電気制動装置の冷却装置。
（２）前記放熱体は相互間に冷却フィンを介装した２枚
の放熱板で構成され、これらの放熱板の表面に複数個の
パワー素子が密着状態で固定され、前記放熱板を股いだ
状態で回路基板を配置したことを特徴とする請求項第（
１）項に記載の電気制動装置の冷却装置。