KR20130016324A

KR20130016324A - 리타더의 제어장치, 리타더의 제어 방법 및 리타더의 제어장치를 가지는 차량

Info

Publication number: KR20130016324A
Application number: KR1020127028834A
Authority: KR
Inventors: 타츠오 사와다; 마사히로 타사카; 아키라 사이토
Original assignee: 스미토모 긴조쿠 고교 가부시키가이샤; 히노 지도샤 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2013-02-14
Also published as: CN102835022B; EP2557680A1; JP2011223706A; KR101423641B1; EP2557680A4; CN102835022A; WO2011125542A1; JP5606768B2

Abstract

주행 조건에 관계없이 리타더의 보조 브레이크로서의 기능을 충분히 발휘할수 있어, ECU의 공통화를 도모하는 것이다.
회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환수단(3)과 이 전기 에너지를 열에너지로 변환해 방열하는 방열수단(4)를 가지는 리타더(2)와, 방열수단(4)의 온도를 검출하는 온도센서(5)와, 방열수단(4)의 회전 속도를 검출하는 회전속도검출수단(6)과, 온도센서(5)에 의해서 검출된 온도가 소정의 역치를 넘는 온도를 나타낼 때에, 전기 에너지의 발생을 저감 시키도록 제어하는 제어부(7)을 가지는 리타더의 제어장치(1)에 있어서, 제어부(7)은,소정의 역치를 방열수단(4)의 회전 속도에 대응시켜 가변으로 설정 하고, 온도센서(5)에 의해서 검출된 방열수단(4)의 온도가, 회전속도검출수단(6)에 의해서 검출된 방열수단(4) 의 회전 속도에 대응하는 소정의 역치를 넘는 온도일 때에, 전기 에너지의 발생을 저감 시키는 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

리타더의 제어장치, 리타더의 제어 방법 및 리타더의 제어장치를 가지는 차량 {RETARDER CONTROL DEVICE, RETARDER CONTROL METHOD, AND VEHICLE HAVING RETARDER CONTROL DEVICE}

본 발명은 리타더의 제어장치(retarder control device), 리타더의 제어 방법 및 리타더의 제어장치를 가지는 차량에 관한 것이다.

대형 자동차의 감속장치로서, 메인 브레이크인 풋 브레이크(foot brake) 외에 긴 비탈길 등을 내려갈 때에 안정된 감속을 행하며, 또한 풋 브레이크의 소손(燒損)을 방지하기 위해서 보조 브레이크인 배기 브레이크 및 리타더가 사용되고 있다.

이 리타더는 연속적으로 사용하면 과열(過熱)될 우려가 있다. 따라서, 이 과열을 방지하기 위해서 열에너지를 방열하는 방열수단에 온도센서를 설치하고, 이 온도센서에 의해서 검출된 온도가 소정 온도 이상에 도달했을 때에 리타더의 동작을 정지시키는 제어가 이루어진다(특허문헌 1 참조).

또, 목표치(目標値)와 제어치(制御値)의 편차(偏差)에 근거해 회전속도 또는 토크(torque)를 제어하는 리타더 제어장치가 있다(특허 문헌 2 참조). 이에 따르면, 회전속도와 토크로부터 로터(rotor)의 발열량을 연산(演算)함과 동시에 로터의 주위 온도와 열용량으로부터 방열량을 연산해, 발열량과 방열량의 차이와 방열시정수(放熱時定數)로부터 로터 온도를 추정한다. 또, 이 로터 온도에 대한 토크와 여자전류(勵磁電流)의 비(比)의 특성을 이용해 로터 온도 변화의 보상신호(補償信號)를 출력함과 동시에, 회전 속도에 대한 토크와 여자전류의 비의 특성을 이용해 회전 속도의 보상 신호를 출력해, 각 보상 신호에 근거해 제어게인(control gain)을 조정한다. 이에 의해, 모든 로터 온도 범위와 회전 속도 범위에 있어서 토크 특성을 정확하게 정할 수 있어, 항상 최적(最適)의 응답성과 안정성을 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

일본특허공개공보 평성10－136636호 (요약서) 일본특허공개공보 평성8－275597호

그렇지만, 특허문헌 1에 개시되어 있는 리타더는 소정의 온도에 도달하면, 그 동작이 정지해 버리기 때문에, 보조 브레이크로서의 기능을 충분히 발휘할 수 없게 되어 버린다.

또, 리타더의 동작을 정지시키는 소정의 온도는 차종 등의 사양(仕樣)마다 달라지기 때문에 사양마다 소정 온도를 설정하고, ECU(Electric Control unit, 전자제어장치)의 품번(品番)을 복수 설치할 필요가 생긴다.

또, 특허문헌 2에 개시되어 있는 리타더는, 넓은 로터 온도범위와 회전 속도 범위에서 토크 특성을 정할 수 있지만, 회전 속도와 토크로부터 로터의 발열량을 연산, 로터의 주위온도와 열용량으로부터 방열량을 연산, 발열량과 방열량의 차이와 방열시정수로부터 로터 온도를 연산, 로터 온도에 대한 토크와 여자전류의 비의 특성을 이용해 로터 온도 변화의 보상 신호를 출력, 회전 속도에 대한 토크와 여자전류의 비의 특성을 이용해 회전 속도의 보상 신호를 출력, 각 보상 신호에 근거해 제어게인(control gain)을 조정하는 등 매우 복잡한 연산을 행하는 제어수단이 필요하게 된다. 이것은 특허문헌 1에 개시되어 있는 리타더와 같이, 온도센서의 출력에 근거해 전원 회로를 닫는(closing) 릴레이(relar)에 의해 제어되는 간단한 구성의 제어수단에는 적용할 수 없다.

본 발명은 상기 문제를 감안해서 이루어진 것으로 그 목적으로 하는 바는 간단한 제어에 의해 주행 조건에 관계없이 보조 브레이크로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있어, ECU의 공통화를 도모하는 것이 가능한 리타더의 제어장치, 리타더의 제어 방법 및 리타더의 제어장치를 가지는 차량을 제공하려고 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 측면은 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환수단과 이 전기 에너지를 열에너지로 변환해 방열하는 방열수단을 가지는 리타더와, 방열수단의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 방열수단의 회전 속도를 검출하는 회전속도검출수단과, 온도검출수단에 의해서 검출된 온도가 소정의 역치를 넘는 온도를 나타낼 때에, 전기 에너지의 발생을 저감시키도록 제어하는 제어부를 가지는 리타더의 제어장치에 있어서, 제어부는, 소정의 역치를 방열수단의 회전 속도에 대응시켜 가변하도록 설정하고, 온도검출수단에 의해서 검출된 방열수단의 온도가, 회전속도검출수단에 의해서 검출된 방열수단의 회전 속도에 대응하는 소정의 역치를 넘는 온도일 때에 전기 에너지의 발생을 저감시키는 제어를 수행하는 것이다.

또, 온도검출수단에 의해서 검출된 방열수단의 온도가 소정의 역치를 넘는 온도일 때, 전기 에너지의 발생이 저감되어, 제동력이 가장 커지는 제 1 상태, 제 1 상태에 비해 제동력이 약한 제 2 상태 및 제동력이 발생하지 않는 제 3 상태의 세 가지 상태 사이에서 전환이 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 온도검출수단에 의해서 검출된 방열수단의 온도가 소정의 역치를 넘는 온도일 때, 전기 에너지의 발생이 저감되어, 리타더에 의한 제동력을 1단 내리는 전환이 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 일 측면은, 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환수단과 이 전기 에너지를 열에너지로 변환해 방열하는 방열수단을 가지는 리타더의 제어 방법에 있어서, 온도검출수단에 의해 방열수단의 온도를 검출하고, 회전속도검출수단에 의해 방열수단의 회전속도를 검출하고, 회전속도검출수단에 의해 검출된 회전 속도로부터 그 회전속도에 대응하는 소정의 온도의 역치를 출력해, 온도검출수단에 의해서 검출된 온도가 역치를 넘는 온도일 때에, 전기 에너지의 발생을 저감시키는 것이다.

또, 리타더의 제어장치를 가지는 차량으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 간단한 제어에 의해 주행 조건에 관계없이 리타더의 보조 브레이크로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있어 ECU의 공통화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시의 형태와 관련되는 리타더의 제어장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1중의 에너지변환수단의 구성을 부분적으로 나타내는 사시도이고,
도 3은 도 1중의 회전요크체의 구성을 나타내는 사시도이고,
도 4는 도 1중의 리타더가 (HIGH) 상태에 있을 때의 회전요크체와 폴피스의 위치 관계를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 1중의 리타더가 (OFF) 상태에 있을 때의 회전요크체와 폴피스의 위치 관계를 나타내는 도면이고,
도 6은 도 1중의 리타더가 (LOW) 상태에 있을 때의 회전요크체와 폴피스의 위치 관계를 나타내는 도면이고,
도 7은 리타더를 (HIGH)에서부터 (LOW) 혹은 (LOW)에서부터 (OFF)로 전환할 때에 이용되는 드럼 온도의 역치(L1) 및 드럼의 회전 속도에 관계없이 일정한 값을 가지는 역치(L2)를 나타내는 도면이고,
도 8은 도 7에 나타내는 역치(L1)를 이용했을 경우의 제동 개시부터의 차량의 감속도의 추이(L11)와, 역치(L2)를 이용했을 경우의 제동 개시부터의 차량의 감속도의 추이(L12)를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시의 형태와 관련되는 리타더의 제어장치(1)에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 리타더(retarder)(2)에 의해 큰 제동력이 발휘되는 상태를 (HIGH)라고 표기하고, 리타더(2)에 의해 (HIGH) 상태보다 작은 제동력이 발휘되는 상태를 (LOW)라고 표기한다. 또, 리타더(2)에 의해 제동력이 발휘되지 않는 상태를 (OFF)라고 표기한다.

도 1은 본 발명의 일 실시의 형태와 관련되는 리타더의 제어장치(1)의 구성을 나타내는 개략도(槪略圖)이다. 도 2는 도 1중의 에너지변환수단(3)의 구성을 부분적으로 나타내는 사시도(斜視圖)이다. 도 3은 도 1중의 회전요크체(10)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 1중의 리타더(2)가 (HIGH) 상태에 있을 때의 회전요크체(10)와 폴피스(pole piece)(11)의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1중의 리타더(2)가 (OFF) 상태에 있을 때의 회전요크체(10)와 폴피스(11)의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 1중의 리타더(2)가 (LOW) 상태에 있을 때의 회전요크체(10)와 폴피스(11)의 위치 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 일 실시의 형태와 관련되는 리타더의 제어장치(1)(이하, 리타더 제어장치(1)라고 함.)는, 차량에 갖춰져 있는 보조 브레이크의 일례가 되는 리타더(2)의 제동력을 충분히 발휘시키기 위해서, 리타더(2)의 동작의 제어를 행하기 위한 장치이다. 리타더 제어장치(1)는 회전에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 에너지변환수단(3)과, 이 전기 에너지를 열에너지로 변환해 방열하는 방열수단의 일례가 되는 드럼(drum)(4)을 갖춘 리타더(2)와, 드럼(4)의 온도를 검출하는 온도검출수단의 일례가 되는 온도센서(5)와, 드럼(4)의 회전 속도를 검출하는 회전속도검출수단(6)과, 드럼(4)의 온도와 회전 속도의 검출치(檢出値)에 근거해 리타더(2)에 의한 제동력의 제어를 수행하는 제어부(7)와, 조작자의 조작에 의해서 리타더(2)의 상태를 전환하기 위한 리타더 조작부(9)를 가진다. 또한, 온도검출수단으로서, 예를 들어 드럼(4)의 온도를 직접 검지(檢知)하는 온도센서(5) 대신에, 리타더(2)에 의해서 흡수한 에너지로부터 드럼(4)의 온도를 추정(推定)하는 수단을 채용하도록 해도 좋다. 또, 회전속도검출수단(6)에는, 엔진회전속도와 변속비(變速比)로부터 프로펠러 샤프트(propeller shaft)의 회전 속도를 추정하는 수단을 채용하도록 해도 좋다.

도 1에서 나타내는 바와 같이, 드럼(4)은 링 모양의 형태를 가지고 있으며, 이 드럼(4)은 에너지변환수단(3)의 외측에 회전 가능한 형태로 배치되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 에너지변환수단(3)은 대략 링 모양의 형태를 가지는 회전요크체(10)와, 이 회전요크체(10)의 외주측에 배치되는 폴피스(11)를 가진다. 회전요크체(10)는 폴피스(11)에 대해서 상대회전 가능한 형태로 배치되어 있다. 도 2 및 도 3에서 나타내는 바와 같이 회전요크체(10)는 링 모양의 형태를 가지는 요크(yoke)(12)의 외주에 복수(예를 들어, 12개)의 N극 및 S극의 영구자석(13)을 교대로 배치시키는 것으로 구성된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 폴피스(11)가 영구자석(13)과 대향(對向)하는 위치에 존재할 때에는 도 2중의 화살표로 나타내는 바와 같이, N극의 영구자석(13)으로부터 발생하는 자속(磁束)은, 대향하는 폴피스(11) 및 드럼(4)(도 2에서는 미도시)을 통과하며, 게다가 인접(隣接)하는 폴피스(11)을 통과해서 S극의 영구자석(13)에 들어간다. 즉, N극의 영구자석(13), 드럼(4) 및 S극의 영구자석(13)을 통과하는 소용돌이모양(渦狀)의 자력선(磁力線)이 형성된다.

도 1에서와 같이, 리타더(2)에는 회전요크체(10)를 원주방향으로 구동시키기 위한 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)가 갖춰져 있다. 이 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)에는 제1의 전자밸브(16) 및 제2의 전자밸브(17)의 개폐(開閉)에 근거해 에어탱크(air tank)(18)로부터의 공기가 공급된다. 구체적으로는, 도 1에서와 같이, 제1의 전자밸브(16) 및 제2의 전자밸브(17)는 삼방밸브(三方弁)(20)을 통해서 에어 탱크(18)에 접속되고 있다. 이 때문에, 에어 탱크(18)로부터 송출되는 공기는 삼방밸브(20)를 통해서 제1의 전자밸브(16) 혹은 제2의 전자밸브(17)를 통과해, 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)에 공급된다. 한편, 제1의 실린더(14)의 저부(底部)(14a)측에는 밸브(21)가 배설되어 있고, 이 밸브(21)는 튜브를 통해서 제2의 실린더(15)의 저부(15a)측에 설치되는 접속부(15c)에 접속되어 있다. 또, 제1의 실린더(14)에 있어서의 로드(rod)(14b)가 돌출하는 측에는 밸브(22)가 배설되어 있다. 이 밸브(22)는 튜브를 통해서 제2의 실린더(15)에 있어서 로드(15b)가 돌출하는 측에 설치되는 접속부(15d)에 접속되고 있다. 그리고, 제1의 전자밸브(16)와 밸브(22)는 튜브를 통해서 접속되고 있고, 제2의 전자밸브(17)와 밸브(21)는 튜브를 통해서 접속되어 있다.

또, 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)의 로드(14b,15b)의 선단(先端)은 각각 회전요크체(10)에 연결되어 있다. 에어 탱크(18)의 공기가 제2의 전자 밸브(17)를 통과해, 밸브(21)에 공급되면, 밸브(21)로 송입된 공기는 저부(14a)측으로부터 제1의 실린더(14)의 내부에 공급됨과 동시에, 이 밸브(21)를 통하여 접속부(15c)에 공급된다. 그리고, 접속부(15c)에 공급된 공기는 저부(15a)측으로부터 제2의 실린더(15)의 내부에 공급된다. 그러면, 피스톤(piston)(14e,15e)이 로드(14b,15b) 측으로 이동함으로써 로드(14b,15b)가 밀어 올려져, 회전요크체(10)가 도 1에서 시계방향으로 이동한다. 한편, 에어 탱크(18)의 공기가 제1의 전자밸브(16)를 통과해 밸브(22)에 공급되면, 밸브(22)에 송입된 공기는 로드(14b)측으로부터 제1의 실린더(14)의 내부에 공급되면서 동시에 이 밸브(22)를 통하여 접속부(15d)에 공급된다. 그러면, 피스톤(14e,15e)이 저부(14a,15a)측으로 이동함으로써 로드 (14b,15b)가 눌러 내려져, 회전요크체(10)가 도 1에서 반시계방향으로 이동한다.

여기서, 리타더(2)의 회전요크체(10)는 영구자석(13)의 원주방향에 따른 치수의 1/2에 상당하는 회전각도로서 원주방향을 향해 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전요크체(10)를 이러한 회전각도로서 원주방향으로 이동시키는 것으로, 드럼(4)을 통과하는 자속의 강약(强弱)을 전환하거나, 자속이 드럼(4)을 통과하지 않게 전환하는 것이 가능해진다. 이러한 자속의 전환에 의해, 보조 브레이크가 되는 리타더(2)는 제1 상태의 일례가 되는 (HIGH), 제2 상태의 일례가 되는 (LOW) 및 제3 상태의 일례가 되는 (OFF)의 세 가지 상태로 전환된다. 리타더(2)의 (HIGH), (LOW) 및 (OFF) 상태로의 전환은, 조작자에 의한 리타더 조작부(9)의 조작에 의해 실시하는 것이 가능함과 동시에 제어부(7)의 제어에 의해 수행하는 것이 가능하다.

여기서, 리타더(2)의 상태에 대해 설명한다. 회전요크체(10)가 상술한 소정의 회전각도만큼 회동(回動)하고, 도 4에서와 같이 영구자석(13)이 폴피스(11)와 전면대향(全面對向)하는 위치에 유지되면, 영구자석(13)이 발생하는 자계(磁界)는 퍼져, 드럼(4)에 이른다. 이러한 상태로, 드럼(4)이 회전하면, 드럼(4)은 자계를 통과하게 되어, 드럼(4)에 와전류(유도전류)가 생긴다. 드럼(4)에 생긴 와전류(渦電流)와 영구자석이 발생하는 자계의 작용에 의해서 전자력(電磁力)이 생긴다. 이 전자력이 드럼(4)의 회전을 방해하는 힘(제동력)이 된다. 이 제동 에너지는 열에너지에 변환되어 공기중에 방출(放出)된다.

또, 회전요크체(10)가 소정의 회전각도만큼 회동하고, 도 5에서와 같이 영구자석(13)이 폴피스(11)에 걸쳐 있는 위치에 유지되면, 영구자석(13)으로부터 발생하는 자계는, 폴피스(11)에 의해 실드(shield)된다. 즉, 이 상태에 있어서 드럼(4)이 회전해도, 드럼(4)에 와전류(유도전류)가 생기지 않으므로, 드럼(4)의 회전을 방해하는 힘(제동력)은 발생하지 않는다.

또, 회전요크체(10)가 소정의 회전각도만큼 회동하고, 도 6에서와 같이 영구자석(13)의 한쪽 끝이 폴피스(11)에 가설되지만, 다른 한쪽의 끝이 폴(11)에 가설되지 않는 위치에 유지되면, 도 4의 예의 경우에 비해, 영구자석(13)이 발생하는 자계는 퍼지지 않는다. 그 결과, 도 4의 예의 경우에 비해, 드럼(4)이 회전하는 것으로써 드럼(4)에 발생하는 와전류(유도전류)가 작아지므로, 드럼(4)의 회전을 방해하는 힘(제동력)이 작아진다. 한편, 도 5의 예의 경우에 비해, 드럼(4)에 와전류(유도전류)가 발생하는 만큼, 드럼(4)의 회전을 방해하는 힘(제동력)이 발생한다.

드럼(4)의 회전을 방해하는 힘(제동력)이 가장 커지는 도 4에 나타내는 상태가 (HIGH) 상태가 되고, (HIGH) 상태에 비해 약한 제동력이 발생하는 도 6에 나타내는 상태가 (LOW) 상태이며, 제동력이 발생하지 않는 도 5에 나타내는 상태가 (OFF) 상태가 된다.

상술한 것처럼, 리타더(2)의 (HIGH), (LOW) 및 (OFF)의 세 가지 상태는 리타더 조작부(9)의 조작 및 제어부(7)의 제어에 의해서 전환된다.

리타더 조작부(9)에 의한 리타더(2)의 전환에 대해 설명한다. 리타더 조작부(9)에 의한 리타더(2)의 전환은, 조작자가 차량에 갖춰져 있는 리타더 조작부(9)를 수동(手動)으로 (HIGH), (LOW) 및 (OFF) 중 어느 한쪽으로 전환하는 것에 의해 이루어진다. 여기서, 조작자에 의해 리타더 조작부(9)의 전환이 이루어지면, 그 신호가 제어부(7)에 송신되고, 이 제어부(7)가 리타더 조작부(9)로부터 수신한 신호에 근거해, 제1의 전자밸브(16) 및 제2의 전자밸브(17)를 개폐(開閉)시킨다. 제1의 전자밸브(16) 혹은 제2의 전자밸브(17)의 개폐에 의해, 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)에 공기가 공급되며, 이 공기의 공급에 근거해 로드(14b,15b)가 전진 혹은 후퇴한다. 또한, 이 로드(14b,15b)의 이동에 따라서, 회전요크체(10)가 원주방향으로 이동해, 리타더(2)의 전환이 이루어진다.

구체적으로는, 예를 들어, 리타더가 (OFF) 상태에 있을 때 조작자가 리타더 조작부(9)를 (LOW)로 설정하면, 제어부(7)는 리타더 조작부(9)로부터 신호를 수신해, 제1의 전자밸브(16)를 닫힌 상태로 동작시킴과 동시에, 제2의 전자밸브(17)를 열린 상태로 동작시킨다. 그러면, 에어 탱크(18)로부터의 공기가 삼방밸브(20)을 통해서 제2의 전자밸브(17)에 공급된다. 그리고, 제2의 전자밸브(17)에 공급된 공기는 이 제 2의 전자밸브(17)로부터 밸브(21)를 향해 송출된다. 밸브(21)에 송입된 공기는, 저부(14a) 측으로부터 제1의 실린더(14)의 내부에 공급됨과 동시에, 밸브(21)를 통해서 제2의 실린더(15)의 접속부(15c)로 공급된다. 접속부(15c)에 공급된 공기는 저부(15a) 측으로부터 제2의 실린더(15)의 내부에 공급된다. 저부(14a,15a) 측으로부터 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)의 내부에 공기가 공급되면, 피스톤(14e,15e)이 로드(14b,15b)를 밀어 올리는 방향으로 이동해 로드(14b,15b)가 전진한다. 그러면, 회전요크체(10)가 시계방향으로 이동해, 리타더(2)는 도 5에 나타내는 (OFF) 상태로부터 도 6에 나타내는 (LOW) 상태가 된다. 조작자가 리타더 조작부를 (HIGH)로 설정했을 경우도, 상술과 같은 동작에 의해, 저부(14a,15a) 측으로부터 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)의 내부에 공기가 공급된다. 그 결과, 회전요크체(10)가 시계방향으로 이동해, 리타더(2)는 도 4에 나타내는 (HIGH) 상태가 된다.

이것에 대해, 예를 들어, 리타더(2)가 (HIGH) 상태에 있을 때 조작자가 리타더조작부(9)를 (LOW)로 설정하면, 제어부(7)은 리타더 조작부(9)로부터 신호를 수신해, 제1의 전자밸브(16)를 열린 상태로 동작시킴과 동시에, 제2의 전자밸브(17)를 닫힌 상태로 동작시킨다. 그러면, 에어 탱크(18)로부터의 공기가 삼방밸브(20)를 통해서 제1의 전자 밸브(16)에 공급된다. 그리고, 제1의 전자밸브(16)에 공급된 공기는, 이 제 1의 전자밸브 (16)으로부터 밸브(22)로 향해 송출된다. 밸브(22)에 송입된 공기는, 로드(14b)측으로부터 제1의 실린더(14)의 내부에 공급됨과 동시에, 밸브(22)를 통해서 제2의 실린더(15)의 접속부(15d)에 공급된다. 접속부(15d)에 공급된 공기는, 로드(15b)측으로부터 제2의 실린더(15)의 내부에 공급된다. 로드(14b,15b)측으로부터 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)의 내부에 공기가 공급되면, 피스톤(14e,15e)이 로드(14b,15b)를 눌러 내리는 방향으로 이동해, 로드(14b,15b)가 후퇴한다. 그러면, 회전요크체(10)가 반시계방향으로 이동해, 리타더(2)는 도 4에 나타내는 (HIGH) 상태로부터 도 6에 나타내는 (LOW) 상태가 된다. 리타더(2)가 (LOW) 상태에 있을 때 조작자가 리타더 조작부를 (OFF)로 설정했을 경우도, 상술과 같은 동작에 의해, 로드(14b,15b)측으로부터 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)의 내부에 공기가 공급된다. 그 결과, 회전요크체(10)가 반시계방향으로 이동해, 리타더(2)는 도 5에 나타내는 (OFF) 상태가 된다.

제어부(7)의 제어에 근거하는 리타더(2)의 전환에 대해 설명한다.

제어부(7)의 제어에 근거하는 리타더(2)의 전환은, 온도센서(5)에 의해서 검출되는 드럼(4)의 온도, 및 회전속도검출수단(6)에 의해서 검출되는 드럼(4)의 회전 속도에 근거해 실시된다. 구체적으로는, 검출된 드럼(4)의 온도가, 검출된 회전 속도에 대해서 설정되는 소정(所定)의 온도(역치)를 넘으면, 리타더(2)를 (HIGH)로부터 (LOW) 혹은 (LOW)로부터 (OFF)로 전환한다. 즉, 온도센서(5)에 의해서 검출된 드럼(4)의 온도가 회전속도검출수단(6)에 의해서 검출된 드럼(4)의 회전 속도에 대응하는 소정의 역치를 넘었을 경우에, 이 드럼(4)에 발생하는 제동력을 1 단 내리는 전환이 이루어진다.

도 7은 리타더(2)를 (HIGH)로부터 (LOW) 혹은 (LOW)로부터 (OFF)에 전환할 때에 이용되는 드럼 온도의 역치(L1) 및 드럼(4)의 회전 속도에 관계없이 일정한 값을 가지는 역치(L2)를 나타내는 도면이다.

이와 같이, 드럼 온도의 역치(L1)는 드럼(4)의 회전 속도에 대응한 것으로 되어 있다. 도 7의 예에서는, 회전 속도가 비교적 저속(低速)인 범위에서는, 역치는 높은 온도로 설정되고, 그리고, 회전 속도가 커지는 것에 따라 역치가 감소하도록 설정되어 있다. 또, 회전 속도가 비교적 고속(高速)인 범위에서는,역치는 낮은 온도로 설정되어 있다. 또, 드럼(4)의 회전 속도가 클 때에는 드럼(4)의 온도가 급격하게 상승하기 때문에, 전환이 된 후에도 온도가 계속 상승한다. 이 때문에, 회전 속도가 큰 범위에서는 드럼(4)이 고온이 되는 것을 방지하기 위해서, 비교적 낮은 온도로 설정되어 있다.

예를 들어, 리타더(2)의 상태가 (HIGH)상태가 되어 있는 경우에 있어서, 드럼(4)의 회전 속도가 비교적 저속일 때의 역치는 높은 온도가 된다. 즉, 드럼(4)의 회전 속도가 비교적 저속인 경우에 있어서, 드럼(4)의 온도가 역치인 높은 온도에 도달했을 때, 제어부(7)의 제어에 의해 리타더(2)의 상태를 (HIGH)로부터 (LOW)로 전환시킨다.

이러한 제어는 온도센서(5) 및 회전속도검출수단(6)으로부터 각각의 검출치 (檢出値)를 수신한 제어부(7)가, 수신한 온도 및 회전 속도의 검출치와, 도 7에 나타내는 회전 속도에 대한 온도의 역치를 비교함으로써 이루어진다. 구체적으로는 제어부(7)가 온도센서(5)로부터 수신한 검출치와, 회전속도 검출수단(6)에 의해 검출된 회전 속도에 대응하는 역치를 비교한 결과, 검출된 온도가 검출된 회전 속도에 대응하는 역치를 넘는 경우에, 제어부(7)로부터 리타더(2)(제1의 전자밸브(16) 및 제2의 전자밸브(17))를 향해, 리타더(2)에 발생하는 제동력을 1 단 내리도록 전환하는 제어 신호가 송신된다. 즉, 리타더(2)를 (HIGH)로부터 (LOW) 혹은 (LOW)로부터 (OFF)에 전환하는 제어 신호가 송신된다.

구체적으로는, 제어부(7)로부터 제1의 전자밸브(16)에 대해서 이 제 1의 전자 밸브(16)를 열림 상태로 하는 제어 신호가 송신된다. 그러면, 제1의 전자밸브(16)가 열려, 상술한 것처럼, 에어 탱크(18)의 공기가 삼방밸브(20) 및 제1의 전자밸브(16)을 통과해서 밸브(22)로 공급된다. 또, 밸브(22)에 공급된 공기는 로드(14b) 측으로부터 제1의 실린더(14)의 내부에 공급됨과 동시에, 접속부(15d)를 개입시켜 로드(15b)측으로부터 제2의 실린더(15)의 내부로 공급된다. 그리고, 피스톤(14e,15e)이 로드(14b,15b)를 눌러 내리는 방향으로 이동해, 로드(14b,15b)가 후퇴한다. 그 후, 회전요크체(10)가 반시계방향으로 이동하고, 리타더(2)는 예를 들어, (HIGH)상태에 있을 때는 도 4에 나타내는 (HIGH)상태로부터 도 6에 나타내는 (LOW)상태가 되도록, 즉, 리타더(2)에 발생하는 제동력을 1 단 내리는 전환이 이루어진다.

이상과 같이 구성된 리타더 제어장치(1)에서는, 리타더(2)를 전환하는 온도 (역치)를 회전 속도에 대해서 가변(可變)하도록 했기 때문에, 각 주행조건(走行條件)에 대해서 리타더(2)를 적절히 제어하는 것이 가능해진다.

드럼(4)의 회전 속도가 저속인 경우에는, 드럼(4)의 온도의 상승 속도가 늦기 때문에, 그 상승속도를 고려해 역치를 높은 온도로 설정 하고 드럼(4)의 온도가 그 역치에 도달했을 때에 리타더(2) 상태를 (LOW) 혹은 (OFF)로 내리도록 하더라도 드럼(4)이 한계온도(限界溫度)에 도달하지 않는다. 따라서, 도 7에 나타내는 역치(L1)와 같이 드럼(4)의 회전 속도가 비교적 저속인 경우에는 역치를 높은 온도로 설정함으로써 강한 제동력을 안전하게 긴 시간 가할 수 있다. 그 결과, 리타더(2)의 감속 성능을 향상시킬 수 있다. 또, 이러한 온도의 역치에 따른 제어는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되고 있는 리타더와 같이 온도센서의 출력에 의해 전원 회로를 닫는(closing) 간단한 제어 수단에도 적용할 수 있다.

도 8은, 도 7에 나타내는 역치(L1)를 이용했을 경우의 제동 개시부터의 차량의 감속도의 추이(L11)와, 역치(L2)를 이용했을 경우의 제동 개시부터의 차량의 감속도의 추이(L12)를 나타내는 도면이다.

드럼(4)의 회전 속도가 저속인 경우, 드럼(4)의 온도가 역치에 도달한 시점에서, 리타더(4)의 상태를 (LOW) 혹은 (OFF)로 내려도 한계 온도에 도달하지 않는 것에 대해서, 역치(L2)를 이용했을 경우, 비교적 낮은 온도에 도달한 시점에서 (LOW) 혹은 (OFF) 상태로 전환된다. 즉, 도 8에서와 같이 역치(L2)를 이용했을 경우, 역치(L1)를 이용했을 경우에 비해, 리타더(2)의 감속 성능이 떨어진다. 도 8의 예에서는, 감속추이(減速推移)(L12)에 있어서 제동이 개시되고 나서 비교적 단시간이 경과된 뒤에 리타더(4)의 상태가 (LOW) 혹은 (OFF)로 전환되고 있다. 한편, 감속추이(L11)에 있어서는, 제동이 개시되고 나서 비교적 장시간 경과할 때까지 리타더(4)의 상태가 (HIGH) 혹은 (LOW)로 유지되고 있다.

드럼(4)의 회전 속도가 비교적 고속인 경우에는 드럼(4)의 온도의 상승 속도가 빠르기 때문에, 그 상승속도를 고려해 역치를 낮은 온도로 설정하지 않으면, 드럼(4)이 한계 온도에 도달하는 것을 방지할 수 없다. 따라서, 도 7에 나타내는 역치(L1)와 같이, 드럼(4)의 회전 속도가 비교적 고속인 경우에는 역치를 낮은 온도로 설정함으로써 드럼(4)이 고온이 되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 리타더(2)의 수명을 길게 하는 것이 가능해진다.

역치(L2)를 이용했을 경우, 회전 속도가 비교적 고속일 때, 드럼(4)이 보다 고온이 되므로, 제동력이 감소하거나 리타더(2)가 손상되기 쉬워진다.

또, 드럼(4)의 회전 속도가 비교적 저속인 경우에, 제동 시간을 길게 확보함으로써 효과적으로 제동 에너지를 열에너지로 변환하는 것이 가능해진다. 이 때문에 리타더(2)로부터의 흡수 에너지의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또, 리타더 제어장치(1)에서는, 리타더(2)를 전환하는 온도(역치)는 회전 속도에 대해서 가변되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 전환 온도가 일정치(一定値)인 역치(L2)의 경우와 같이, 차종(車種)등의 사양(사양)마다 전환 온도를 설정할 필요가 없어진다. 따라서, ECU의 공통화를 도모할 수 있고, 그 결과 ECU의 설정품번 (設定品番)을 삭감하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 일 실시의 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상술한 형태에 한정되지 않고 여러 가지 변형된 형태로 실시할 수 있다.

상술한 실시의 형태에서는 회전요크체(10)가 시계방향으로 이동했을 때에 리타더(2)의 제동력을 1단 올리는 전환이 행해지고, 회전요크체(10)가 반시계 방향으로 이동했을 때에 리타더(2)의 제동력을 1단 내리는 전환이 행해지도록 구성되어 있지만, 이러한 구성에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 회전요크체(10)가 반시계 방향으로 이동했을 때에 리타더(2)의 제동력을 1단 올리도록 전환되고, 회전요크체(10)가 시계방향으로 이동했을 때에 리타더(2)의 제동력을 1단 내리도록 전환되는 구성이라도 좋다. 또한, 회전요크체(10)를 시계방향으로 이동시킴에 따라 (HIGH), (LOW) 및 (OFF)의 세 가지 상태 사이에서 전환을 행하도록 해도 좋다.

또, 상술한 실시의 형태에서는 회전 속도에 대한 리타더(2)의 전환 온도(역치)는 도 7에 나타내는 형태로 되어 있지만, 역치는 도 7에 나타내는 것에 한정되는 것이 아니며 도 7과는 다른 형태로 해도 좋다.

또, 상술한 실시의 형태에서는 제1의 전자밸브(16) 및 제2의 전자밸브(17)는 모두 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)를 향해 공기를 압송(壓送)만 하는 구성으로 되어 있지만, 제1의 전자밸브(16) 및 제2의 전자밸브(17)가 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)로 공기를 압송함과 동시에 제1의 실린더(14) 및 제2의 실린더(15)로부터 공기를 흡인하고 그 공기를 에어 탱크(18)에 되돌리는 구성으로 해도 좋다.

또, 리타더 제어장치(1)에서는 제어부(7)의 처리는 하드웨어(hardware)에 의해서 실행되고 있지만, 제어부(7)의 처리를 소프트웨어(software)에 의해서 실행하도록 해도 좋다. 구체적으로는 리타더(2)의 제어를 프로그램(program)의 기능에 의해 수행하는 구성으로 하는 것을 들 수 있다.

또, 도 7에 나타내는 역치(L1)는 (HIGH)에서 (LOW) 및 (LOW)에서 (OFF)의 쌍방의 전환에 이용되고 있지만, 도 7에 나타내는 역치(L1)를 (HIGH)에서 (LOW) 및 (LOW)에서 (OFF) 중 한쪽의 전환에만 이용하고, 나머지 다른 쪽의 전환에 관해서 다른 역치를 이용하도록 해도 좋다.

또, 상술한 실시의 형태에서는, 리타더(2)로서 영구자석식의 리타더가 채용되고 있지만, 리타더(2)로서 전자식(電磁式) 리타더 혹은 유체식(流體式) 리타더등, 다른 구동 형식의 리타더를 채용해도 좋다.

1; 리타더의 제어장치
2; 리타더
3; 에너지변환수단
4; 드럼(방열수단)
5; 온도센서(온도검출수단)
6; 회전속도검출수단
7; 제어부

Claims

회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환수단과 이 전기 에너지를 열에너지로 변환해서 방열하는 방열수단을 가지는 리타더와,
상기 방열수단의 온도를 검출하는 온도검출수단과,
상기 방열수단의 회전 속도를 검출하는 회전속도검출수단과,
상기 온도검출수단에 의해서 검출된 온도가 소정의 역치를 넘는 온도를 나타낼 때에, 상기 전기 에너지의 발생을 저감시키도록 제어하는 제어부를 가지는 리타더의 제어장치에 있어서,
상기 제어부는 상기 소정의 역치를 상기 방열수단의 회전 속도에 대응시켜 가변하도록 설정하고, 상기 온도검출수단에 의해서 검출된 상기 방열수단의 온도가, 상기 회전속도검출수단에 의해서 검출된 상기 방열수단의 회전 속도에 대응하는 상기 소정의 역치를 넘는 온도일 때에, 상기 전기 에너지의 발생을 저감시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 리타더의 제어장치.
제 1항에 기재한 리타더의 제어장치에 있어서,
상기 온도검출수단에 의해서 검출된 상기 방열수단의 온도가 상기 소정의 역치를 넘는 온도일 때, 상기 전기 에너지의 발생이 저감되어, 제동력이 가장 커지는 제 1 상태, 상기 제 1 상태에 비해 제동력이 약한 제 2 상태 및 제동력이 발생하지 않는 제 3 상태의 세 가지 상태의 사이에서 전환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 리타더의 제어장치.
제 2항에 기재한 리타더의 제어장치에 있어서,
상기 온도검출수단에 의해서 검출된 상기 방열수단의 온도가 상기 소정의 역치를 넘는 온도일 때, 상기 전기 에너지의 발생이 저감되어, 상기 리타더에 의한 제동력을 1단 내리는 전환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 리타더의 제어장치.
회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지변환수단과, 이 전기 에너지를 열에너지로 변환해서 방열하는 방열수단을 가지는 리타더의 제어 방법에 있어서,
온도검출수단에 의해 상기 방열수단의 온도를 검출하고,
회전속도검출수단에 의해 상기 방열수단의 회전 속도를 검출하고,
상기 회전속도검출수단에 의해 검출된 회전 속도로부터 이 회전 속도에 대응하는 소정의 온도의 역치를 출력해, 상기 온도검출수단에 의해서 검출된 온도가 상기 역치를 넘는 온도일 때에, 상기 전기 에너지의 발생을 저감시키는 것을 특징으로 하는 리타더의 제어 방법.
제1항에서부터 제 3항에 기재된 리타더의 제어장치를 가지는 차량.