JPS63206103A

JPS63206103A - 車両用リターダ

Info

Publication number: JPS63206103A
Application number: JP3627987A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Suzuki; 孝幸鈴木; Tetsuo Koike; 哲夫小池; Atsumi Obata; 篤臣小幡; Koji Sasaki; 幸治佐々木; Hiroshi Uchino; 内野　広
Original assignee: Toshiba Corp; Hino Motors Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Hino Motors Ltd
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-08-25
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH061924B2

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、自動車の電気制動装置に関する。特に、内燃
機関の回転軸に直結された誘導機形リターダの制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来のリターダは降板時勾配による加速度の打ち消しお
よび高速制動時の初期過程での所定速度までの減速に伴
う機械エネルギを電気エネルギまたは熱エネルギに変換
することができるが、この変換を逆方向に行い、機械エ
ネルギに再変換して車両の駆動に補助的に電動機として
使用できるリターダ装置は実現されていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

車両の発進加速および登板補助および走行補助用の駆動
手段が主駆動手段の他に利用できれば、車両運転者に豊
富な運転モードを提供し、操縦性能を向上することがで
きる。しかし、この駆動手段が要求する空間が過大であ
ったり、また、コストが嵩むときは実現性に乏しい。

本発明は、かご形多相誘導機によるリターダを利用する
ことにより、余分な空間を占有せずに低いコストで駆動
手段としても動作させる電気制動装置の制御装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、自動車の車軸を駆動する内燃機関の主軸に直
結されたかご形多相誘導機と、二次電池を含む直流電源
と、この直流電源から供給される電流により上記かご形
多相誘導機に回転磁界を与えるインバータ手段とを備え
た自動車の電気制動装置において、上記インバータ手段は、上記かご形多相誘導機の回転速
度を超過して回転する回転磁界の回転速度に相応する周
波数、およびこの回転速度と同方向でこの回転速度以下
で回転する回転磁界の回転速度に相応する周波数を出力
できる周波数調整範囲を有することを特徴とする。

〔作用〕

かご形多相誘導機の回転子部を機関と直結する。

回転磁界の回転速度を回転子部の機械的回転速度より小
さく制御することによりかご形多相誘導機を発電機とし
て作用させて、車両に制動力を与えることができる。ま
た、回転磁界の回転速度を回転子部の機械的回転速度よ
り大きく制御することにより、このかご形多相誘導機を
電動機として用いて内燃機関の主軸に補助駆動力を発生
させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、この実施例装置の構成を示すブロック構成図
である。この図で破線は機械的な結合を示す。この実施
例装置は、内燃機関Ｅｎにその回転子部が直結されたか
ご形多相誘導機Ｉと、二次電池を含む直流電源Ｅと、こ
のかご形多相誘導機Ｉと二次電池Ｅとを接続する経路に
挿入されたインバータ手段Ｉｎとを備える。このインバ
ータ手段Ｉｎは、かご形多相誘導機■の発生する交流電
力を直流電力に変換して直流電源Ｅの端子に与えるとと
もに、直流電源Ｅから供給する直流電力を所望の周波数
の交流電力に変換してかご形多相誘導機Ｉに与える回路
である。さらにこのインバータ手段に変換周波数を設定
する制御信号を生成する制御回路Ｃ０ＮＴと、かご形多
相誘導機■の回転速度を電気信号に変換する回転センサ
ＳＳとを備える。制御回路Ｃ０ＮＴには自動車の運転に
応じて制御指令を発生する手段を含む。直流電源Ｅの端
子にはスイッチ回路ＳＷを介して放電抵抗Ｒが接続され
る。

この実施例装置の動作を説明すると、制動力を回転系に
発生する場合には、制御回路Ｃ０ＮＴは回転センサＳＳ
で検出されるかご形多相誘導機Ｉの回転子部の回転速度
より小さい速度の回転磁界をかご形多相誘導機Ｉの固定
子部に与えるように制御信号を発生する。このとき、か
ご形多相誘導機■は発電機として動作し、発電された電
気エネルギはインバータ手段により直流エネルギに変換
されて、直流電源已に充電電流として供給される。

制動力が大きく、直流電源Ｅがこの直流エネルギを吸収
しきれないときには、直流型ａＥの端子電圧が所定値を
越えて上昇し、スイッチ回路ＳＷがこれを検出して直流
電源Ｅの端子に放電抵抗Ｒを接続するように閉成される
。

一方、駆動力を回転系に付与する場合には、制御回路Ｃ
０ＮＴは回転センサＳＳで検出されるかご形多相誘導機
Ｉの回転子部の回転速度より大きい速度の回転磁界をか
ご形多相誘導機■の固定子部に与えるように制御信号を
発生する。このときには、直流電源Ｅから直流電流が取
り出され、インバータ手段Ｉｎにより回転磁界に相応の
多相交流に変換されて、かご形多相誘導機Ｉに供給され
る。

ここで、回転磁界の回転速度と軸回転速度との差が大き
いほど、制動力および駆動力は大きい。

この実施例では、この差と回転磁界の回転速度との比率
、すなわちかご形多相誘導機Ｉのすべりがほぼ±１０％
の範囲になるように設定される。

第２図は本発明実施例装置のさらに詳しい一例の電気回
路図である。

この実施例ではかご形多相誘導機Ｉは３相である。直流
電源Ｅとこのかご形多相誘導機■との間はインバータ手
段Ｉｎにより結合される。直流電源Ｅの負端子（Ｅ２）
はこの自動車の共通電位に接続される。

このインバータ手段Ｉｎは、かご形多相誘導機■の各相
端子と上記直流電源Ｅの正および負の端子との間に接続
されたスイッチ素子Ｑ　ａ　、Ｑ　ｂ　％ＱＣ％　Ｑｄ
、Ｑｅ、Ｑｆを含む。このスイッチ素子Ｑａ、、Ｑｂ、
Ｑｃ、Ｑｄｓ　ＱｅＳＱｆはそれぞれトランジスタと、
そのトランジスタのコレクタ・エミッタ間に逆方向に並
列接続されたダイオードとから構成されている。さらに
、このインバータ手段Ｉｎには、上記スイッチ素子Ｑａ
ＸＱｂ。

ＱＣ％　Ｑｄｓ　Ｑｅ、Ｑｆの制御電極に開閉制御信号
を与える開閉制御信号発生回路ＰＷＭを含む。

このインバータ手段Ｉｎは本発明の自動車用に特別に設
計されたものであるが、この基本的な技術は公知であり
、たとえば交流エレベータあるいはクレーンなどに適応
されている技術である。

かご形多相誘導機■または内燃機関Ｅｎの回転を検出す
る回転センサＳＳが設けられている。この回転センサの
出力するパルス信号はディジタル・アナログ変換回路Ｄ
　Ａ　＋により回転速度を表すアナログ信号となる。こ
のアナログ信号は演算増幅器ＡＭＰの一方の入力に接続
され、ディジタル・アナログ変換回路ＤＡＺから与えら
れる正負の滑りに相当する信号をその極性に対応して加
算もしくは減算する。この演算増幅器ＡＭＰの出力は上
述の開閉制御信号発生回路ＰＷＭに、インバータ手段で
発生する周波数の基準として与えられる。

すなわち、かご形多相誘導機Ｉ、回転センサＳＳ、ディ
ジタル・アナログ変換回路ＤＡ＋、演算増幅器ＡＭＰお
よびインバータ手段ｊｎにより負帰還サーボ制御ループ
が形成される。

すべりに相当する信号を発生する制御手段について説明
する。この制御手段は第２図の左下に位置する各回路か
ら構成され、マイクロプロセッサＣＰＵ、インターフェ
ース回路ＩＯ、トルク制御回路Ｔｑ、自動車のアクセル
ペダルに連動するスイッチＡ、およびＡＺ、同じくトラ
ンスミッションのニュートラルを示すスイッチＮ、およ
びＮ２、同じくクラッチペダルに連動するスイッチＣＩ
ＩおよびＣ１２、運転者により操作される第一スイッチ
ＳＩ、運転者により操作される第二スイッチＳ２、内燃
機関の始動キースイッチと連動するスイッチＫＳ、およ
びディジタル・アナログ変換回路Ｄ　Ａ　ｚを含む。ス
イッチＳ３は従来から設けられている排気ブレーキスイ
ッチであり、排気ブレーキ回路Ｅｘに接続されている。

第一スイッチ素子は補助加速を操作指示するスイッチで
あり、第二スイッチＳ２は電気制動を操作指示するスイ
ッチである。この第一スイッチＳＩおよび第二スイッチ
Ｓ２は、この実施例では、第３図に示すようにハンドル
の軸に設けた一つの操作レバー！で操作できるように設
計された。この操作レバーｌはＯＦＦの位置でスイッチ
ＳＩおよびＳ２がともに開いた状態であり、加速の位置
に入れるとスイッチＳＩが閉じ、制動の位置には４つの
位置があり、それぞれスイッチＳ２に示す複数の接点が
順に閉じるように構成されている。制動の４つの位置で
は運転者が電気制動の程度を調節することができる。

この操作レバーｌを加速の位置に入れたときには、その
加速の程度はアクセルペダルの踏み込み量により決まる
ように、アクセルペダルの踏み込み情報を第２図の端子
Ｔ、に与えて、トルク制御回路Ｔｑからインターフェー
ス■０に信号を送出するように構成した。

上記装置について試験的に製作しオこ装置では、約１０
０馬力の駆動力および制動力を発生することができて、
十分に実用的な装置を設計することが可能であることが
わかった。この実施例装置ではかご形多相誘導機Ｉの回
転子は内燃機関のフライホイールに装着され、そのフラ
イホイールハンジングの直径は約５００　ｍｍである。

上記第２図に示す実施例装置の制御系を構成する部品の
うち大型のものはインバータ手段Ｉｎおよび直流電源Ｅ
である。直流電源Ｅは従来から自動車に搭載されていた
ものと同等もしくはやや大型のもので実用的に使用する
ことができる。インバータ手段Ｉｎについては、スイッ
チ素子Ｑ　ａ　％Ｑｂ、Ｑｃ、Ｑｄ、Ｑｅ、Ｑｆの体積
が大きいが試験的に製作された装置は、１００馬力の制
動力を発生するものについて、総容積が約８０リツトル
であり、中型トラックの車体下部に十分に配置できた。

この容積についてはまだ余裕があり、その小型化につい
ては今後さらに研究されるであろう。

たとえば、インバータ手段Ｉｎは可動部分のない静的な
電気部品により構成されているので、複数のスイッチ素
子Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｑｄ、Ｑｅ。

Ｑｆを１台の自動車の異なる位置に分散して配置するこ
とが可能であり、これにより各種の自動車に十分に実用
的な形態のものを設計製造することが可能である。

また運転性能については、従来から用いられている排気
ブレーキの運転操作と大きく変わることがなく、十分に
実用的な運転性能を実現することができることがわかっ
た。

上記例ではかご形多相誘導機は３相のものが用いられた
が、一般に多相のものについて同様に本発明を実施する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、リターダを補助駆動手
段として利用し、自動車に搭載した二次電池を含む直流
電源から電気エネルギを取出し、これにより内燃機関の
一時的トルク不足を補償し、自動車を加速することがで
きる。本発明の装置は補助加速装置として新たな装置ま
たは空間を必要としないから、きわめて経済的に実現す
ることができる。本発明により自動車の操縦性能を向上
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の電気的構成を示すブロック構成
図。第２図は本発明実施例のさらに詳しい電気回路図。第３図は本発明実施例の運転席斜視図。 ■・・・誘導機、Ｅ・・・二次電池、Ｉｎ・・・インバ
ータ手段、Ｃ０ＮＴ・・・制御回路、ＳＳ・・・回転セ
ンサ、ＳＷ・・・スイッチ回路、Ｒ・・・放電抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）自動車の車軸を駆動する内燃機関の主軸に直結さ
れたかご形多相誘導機と、二次電池を含む直流電源と、この直流電源から供給される電流により上記かご形多相
誘導機に回転磁界を与えるインバータ手段とを備えた自動車の電気制動装置において、上記インバータ手段は、上記かご形多相誘導機の回転速
度を超過して回転する回転磁界の回転速度に相応の周波
数、およびこの回転速度と同方向でこの回転速度以下で
回転する回転磁界の回転速度に相応の周波数を出力でき
る周波数調整範囲を有することを特徴とする自動車の電気制動装置。