JPH0628882Y2 - 車両用リターダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は車両用リターダに係り、とくにリターダを発電
機から構成し、この発電機が発電を行なう際に外部から
なされる仕事を制動力として利用するようにした車両用
リターダに関する。

〔考案の概要〕

本考案は、リターダを構成する発電機の界磁コイルをス
イッチング素子を介してバッテリと接続し、直流電源か
ら界磁コイルにパルス状に界磁電流を供給するととも
に、そのパルス巾をスイッチング素子によってデューテ
ィ制御するようにしたものであって、これによって電機
子コイルと接続されている共振用コンデンサの段数を少
なくするとともに、切換え用のトライアック、サイリス
タ等のスイッチング素子の数を少なくするようにしたも
のである。

〔従来の技術〕

一般に自動車にはサービスブレーキが設けられている。
そして運転席のブレーキペダルを踏込むことによって、
上記サービスブレーキによって車両が制動されて減速さ
れるようになっている。ところがトラックやバスのよう
な大型の車両においては、車体重量も大きくなるため
に、大きな制動力を発生する制動装置が必要になり、サ
ービスブレーキのみでは不充分な場合を生ずる。そこで
例えば特願昭５８−７４７６５号等によって提案される
ように、車両に発電機からなるリターダを搭載し、この
発電機が発電を行なう際に外部からなされる仕事を制御
力として利用することにより、車両を制動するようにし
ている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このような従来の発電機から成るリターダにおいて、そ
の制動力を高めるために、電機子コイルにコンデンサを
接続して共振回路を形成するようにしている。ところが
コンデンサを用いた共振回路によると、共振特性が急峻
なカーブを構成するために、広い回転域にわたって安定
に制動力を取出すことができなくなる。そこで多数のコ
ンデンサを電機子コイルに並列に接続するとともに、こ
れらのコンデンサにそれぞれトライアックあるいはサイ
リスタを接続してエンジンの回転数に応じて共振周波数
を調整するようにしていた。従って多数のコンデンサを
電機子コイルに接続しなければならないばかりか、容量
を変更するスイッチング素子をも必要としていた。しか
も発電コイルに流れる電流量が大きいために、容量の大
きなスイッチング素子が必要になり、これによってリタ
ーダの重量が増加するという問題があった。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、コンデンサによる共振を利用しながらしかもその重
量を低減するようにした車両用リターダを提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、発電機と、コンデンサと、スイッチング素子
と、直流電源と、コントローラとを有し、 発電機は回転子がパワーラインと伝動し、 コンデンサは発電機の電機子コイルと接続されて共振回
路を形成し、 スイッチング素子は発電機の界磁コイルと直流電源との
間に接続され、 コントローラはスイッチング素子の開閉を制御するもの
であって、直流電源から界磁コイルにパルス状の界磁電
流を供給するとともに、そのパルス幅をスイッチング素
子を介して調整する、 車両用リターダに関するものである。

〔作用〕

従って本考案によれば、界磁コイルに加えられるパルス
状の界磁電流のパルス巾を制御することによってデュー
ティ制御が行なわれることになり、電機子コイルとコン
デンサとから成る共振回路の共振点をずらすことが可能
になる。従って共振回路のコンデンサの容量を大きく変
化させる必要がなくなり、これによってコンデンサの数
あるいはコンデンサの容量を制御するトライアック、サ
イリスタ等のスイッチング素子の数を低減することによ
って、リターダの重量の低減を図ることが可能になる。

〔実施例〕

第４図は本考案の一実施例に係るリターダを備えたエン
ジン１を示すものであって、このエンジン１は例えばト
ラック用のディーゼルエンジンから構成されている。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
が設けられている。このハウジング２の上下には後述す
る誘導子型発電機の固定子のケース８が取付けられてい
る。さらにフライホイールハウジング２の背面側にはト
ランスミッション５が配されており、エンジン１の出力
の回転数を適当な値に変速し、プロペラシャフト６を介
して駆動輪へ伝達するようになっている。

つぎにこのエンジン１に設けられているリターダの構造
について述べると、第５図に示すようにハウジング２内
に収納され、クランクシャフト３の端部に固着されたフ
ライホイール４の外周面には円周方向に沿って所定のピ
ッチで誘導子磁極７が設けられている。そしてこの磁極
７を備えるフライホイール４が誘導子型発電機の回転子
を構成しており、この発電機が自動車のリターダを構成
するようになっている。ハウジング２の上下にはそれぞ
れケース８が設けられており、これらのケース８には誘
導子型発電機の固定子が収納されている。

この固定子は第６図に示すように、フライホイール４の
円周方向に配列された複数のポールコア９を備えてい
る。パールコア９の下端部は上記誘導子磁極７に微小な
エアギャップを介して対向するとともに、その上端部は
固定子ヨーク１０を介してケース８の蓋板に固着されて
いる。そしてポールコア９には電機子コイル１１と界磁
コイル１２とがそれぞれ巻装されている。なお電機子コ
イル１１が２つのポールコア９に跨って巻装されている
のに対して、界磁コイル１２はそれぞれのポールコア９
に１つずつ巻装されている。

このような構成になる固定子側の界磁コイル１２は第４
図および第５図に示すコントローラ１３を介してバッテ
リ１４と接続されている。そしてコントローラ１３は第
１図および第４図に示すようにトランジスタ１６を備え
ており、このトランジスタ１６によって界磁電流の制御
を行なうようにしている。そしてトランジスタ１６のべ
ースは第４図に示すように、コントローラ１７と接続さ
れるようになっており、さらにこのコントローラ１７が
運転席に設けられているリターダスイッチ１８と接続さ
れるようになっている。

コントローラ１７は第１図に示すようにマイクロコンピ
ュータ２１を備えており、このマイクロコンピュータ２
１によってトランジスタ１６を介して界磁電流の制御を
行なうようにしている。なお界磁電流の制御はデューテ
ィ制御によって行なわれるようになっており、バッテリ
１４から界磁コイル１２に流れるパルス状の直流電流の
パルス巾を制御するようにしている。マイクロコンピュ
ータ２１の入力側には電流センサ２２と回転センサ２３
とがそれぞれ接続されている。

また電機子コイル１１にはこれに対して並列にコンデン
サ２４、２５、２６が接続されている。そしてコンデン
サ２５、２６にはこれらに直列にそれぞれトライアック
２７、２８が接続されるようになっている。トライアッ
ク２７、２８のゲート電流はマイクロコンピュータ２１
によって制御されるようになっている。また電機子コイ
ル１１には４つのダイオードから成る全波整流器２９が
接続されており、その出力側は界磁コイル１２に接続さ
れ、自励による発電を可能にしている。

つぎに以上のような構成になるこの自動車のリターダの
動作について説明する。例えばこのリターダを備えた自
動車が長い坂を下る場合には、運転席に設けられている
リターダスイッチ１８を投入する。すると第４図および
第５図に示すコントローラ１３のトランジスタ１６がコ
ントローラ１７によって導通状態に切換えられる。従っ
てバッテリ１４からこのトランジスタ１６を介して誘導
子型発電機の固定子の界磁コイル１２に界磁電流が流
れ、この界磁コイル１２が励磁されることになる。

このように界磁コイル１２が励磁されると、界磁コイル
１２は第６図に示すように、ポールコア９を２つずつ互
に逆向きに磁化するとともに、共通の電機子コイル１１
が巻装された一対のポールコア９が互に異極となるよう
に磁化する。従ってある瞬間においては、第６図におい
て点線で示すような磁気回路３５が形成され、これに対
してフライホイール４が回転して誘導子磁極７がポール
コア９のピッチに相当する角度だけ移動すると、第６図
において鎖線で示すような磁気回路３６が形成される。

これらの磁気回路３５、３６を通過する磁束はともに電
機子コイル１１と鎖交するとともに、２つの磁気回路３
５、３６を通過する磁束の向きは互に反転することにな
る。従ってこの磁束の変化によって、電機子コイル１１
に起電力が誘起されて、この誘導子型発電機が発電を行
なうことになる。このことはエンジン１あるいは車両が
フライホイール４を駆動することになり、このときに外
部からなされる仕事が制動力として吸収されることにな
る。従ってこの誘導子型発電機の発電によって車両が制
動力を受け、減速されることになる。そしてこのときの
発電出力は第１図および第５図に示す負荷抵抗１５によ
って消費されるようになっている。

上記のような発電によって制動力を得るための電機子コ
イル１１は第１図に示すようにコンデンサ２４、２５、
２６と並列に接続されており、これによって共振回路を
構成している。しかもこの共振回路は急峻な共振特性を
有するために、共振特性をエンジン１の回転数に応じて
制御するようにしており、マイクロコンピュータ２１が
センサ２３によって検出される回転数に応じてトライア
ック２７、２８の開閉を制御するようにしており、電機
子コイル１１と接続されているコンデンサの容量を変化
させて共振点をずらすようにしている。これによって第
３図に示すようにトルクピーク点がずれることになる。

一方界磁コイル１２の界磁電流は第１図に示すように、
マイクロコンピュータ２１によって、トランジスタ１６
を介してデューティ制御を行なうようにしており、第２
図示すように、バッテリ１４からパルス状の直流電流を
供給するようにしている。そしてこの直流電流のパルス
巾をエンジンの回転数に応じて変更するようにしてお
り、第２図ＡおよびＢに示すように、マイクロコンピュ
ータ２１によってパルス巾を変更し、ディーティ制御を
行なうようにしている。すなわちマイクロコンピュータ
２１は電流センサ２２および回転センサ２３によって界
磁電流とエンジンの回転数とを常に検出するようにして
おり、これらの情報を基にしてトランジスタ１６によっ
てフィードバックしながらデューティ制御を行なうこと
になる。

このような界磁電流の変化によって、トルクピーク回転
数が移動することになり、電機子コイル１１と接続され
るコンデンサの容量を変更した場合と同じ効果が得られ
ることになる。従ってこのことから、電機子コイル１１
に接続されるコンデンサ２４、２５、２６の切換え段数
を低減できるようになり、これによってトライアック２
７、２８の数を少なくすることが可能になる。コンデン
サ２４、２５、２６やトライアック２７、２８には比較
的大きな電流が流れるために、その重量が大きくなって
いるが、これらの素子の数を減らすことによって、リタ
ーダの重量を低減し、コストを低減するとともに、信頼
性の向上を図ることが可能になる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案は、発電機の界磁コイルをスイッチ
ング素子を介して直流電源と接続し、直流電源から界磁
コイルにパルス状の界磁電流を供給するとともに、その
パルス巾をスイッチング素子によって調整することによ
ってデューティ制御を行なうようにしたものである。従
ってこのデューティ制御により、発電機から成るリター
ダのトルクピーク点をずらすことが可能になり、電機子
コイルと接続されている共振用コンデンサの切換え段数
を低減することが可能になる。従ってコンデンサや容量
を切換えるスイッチング素子の数が少なくなり、重量が
低減されるとともに、リターダのコストが低下し、信頼
性が向上することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る界磁電流の制御回路を
示す回路図、第２図は界磁電流を制御するパルス状の信
号を示すグラフ、第３図はリターダの制動特性を示すグ
ラフ、第４図はリターダを備えるエンジンの全体の構造
を示す正面図、第５図はリターダの要部斜視図、第６図
は同要部拡大展開正面図である。 なお図面に用いた符号において、 ４……フライホイール ７……誘導子磁極 ９……ポールコア １１……電機子コイル １２……界磁コイル １４……バッテリ １６……トランジスタ １７……コントローラ ２１……マイクロコンピュータ ２４〜２６……コンデンサ ２７、２８……トライアック である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 須佐 吉弘 群馬県新田郡新田町早川３番地 澤藤電機 株式会社新田工場内 (72)考案者 五十嵐 昭彦 群馬県新田郡新田町早川３番地 澤藤電機 株式会社新田工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発電機と、コンデンサ２４、２５、２６
   と、スイッチング素子１６と、直流電源１４と、コント
   ローラ１７とを有し、 発電機は回転子がパワーラインと伝動し、 コンデンサ２４、２５、２６は発電機の電機子コイル１
   １と接続されて共振回路を形成し、 スイッチング素子１６は発電機の界磁コイル１２と直流
   電源１４との間に接続され、 コントローラ１７はスイッチング素子１６の開閉を制御
   するものであって、直流電源１４から界磁コイル１２に
   パルス状の界磁電流を供給するとともに、そのパルス幅
   をスイッチング素子１６を介して調整する、 車両用リターダ。