JPS6075763A - 自動車のリタ−ダ - 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】 本発明は自動車のリターダに係り、とくにエンジンのフ
ライホイールを回転子とするとともに、フライホイール
ハウジングに固定子をｉＱＧす、こすしらの回転子と固
定子とによって発電機を構成し、この発電機が発電を行
なう際に外部から加えられる仕事によって１−ルクを吸
収し、これによって制動力を得るようにした自動車のリ
ターダに関づる。

自動車を制動するために従来より用いられているリター
ダは渦電流を用いるものであって、固定子コイルによっ
て形成される磁場の中でロータを回転させ、導体から成
るロータに渦電流を発生させることによって、運動エネ
ルギを熱エネルギに変換するようになっていた。このよ
うな従来の渦電流式のリターダは、その大きさＪ３Ｊ：
び重量が大きくなるという欠点があった。さらに上記ロ
ータは冷却用のフィンを備えているために、制動を（ｊ
なわない場合にＪ３いてもその回転によって、−１−記
フインが常に風損を生じ、燃費を悪化させるという欠点
があった。なおリターダ以外にも、制動力を車両に対し
て与えるために−Ｌキゾーストブレーキが用いられる場
合があるが、エキシーストブレーキを使用づると、それ
に特有の騒音を発ｇづるという不都合があった。

このにうな問題点に鑑みζ、５’Ｍ電機から成るリター
ダか提案されＣいる。この発電機は例えば誘導子型ざｔ
電機から構成されており、しかもその回転子がエンジン
のフライホイールと兼用されるようになっているために
、リターダをコンパクトに構成することができるように
なる。ところが従来のこのようなリターダは、車両の制
動力を智るためにのみ用いられるようになっており、他
の目的には使われていなかった。づなわち例えばエンジ
ンのクランキングを行なう場合には、リターダとは別に
設ＬＪられているスタータモータを用いるようにしてい
た。従って従来のリターダによれば、。

車両に制動力を与える場合以外は有効に利用づることが
てきないという欠点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、車両に制動力を与えるための発電機から成るリター
ダをモータどして用いることにより、エンジンのクラン
キングを行ない得るようにした自動車のリターダを提供
づることを目的とするものである。

以下本発明を図示の一実施例につき説明する。

第１図は本実施例に係るリターダを１ｆｆｉえｌζエン
ジン１を承りものであつＣ１このエンジン１は例えばデ
ィーゼルエンジンから構成されＣいる。そしてこのエン
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
られており、このハウジング２内にはクランクシャフト
３に固着されＩＣフライホイール４が収納されている（
第２図参照）。さらにフライホイールハウジング２の背
面側には１ヘランスミツシヨン５が配されてｄ５す、コ
ニンジン１の回転数を適当なイ１ムに変速し、プロペラ
シャツ（−〇を介して駆動輪へ伝達づるようになってい
る。

つぎにこのエンジン１に設【プられているリターダの横
這について述べると、第２図に示すようにハウジング２
内に配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【）られてい
る。イしてこの磁極７を備えたフライホイール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づ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Ｂ３Ｊｔプられており
、このケース８内には誘導子型発電機の固定子が収納さ
れ−Ｃいる。この固定子は第３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ボールコア９
を備えている。ボールコア９の下端部は上記誘導子磁極
７に微小なエアキャ・ンブを介し−Ｃ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−Ｃボールコア９には電機子コイノド１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は２つのボールコア９に跨って巻装されているのに
りｉｌ　１．て、界磁コイル１２はそれぞれのボールコ
ア９に１つずつ巻装されている。

上記界磁コイル１２は第４図に示すように、車両に搭載
されたバッテリ１３と接続されている。

なお界磁コイル１２とバッテリ１３との間にはスイッチ
］４とコン１ヘローラ１５との直列回路が接続されてい
る。これに対して電は子コイル１１はリターダスイッチ
１６を介して負荷抵抗１７と接続されている。なおこの
負荷抵抗１７は可変抵抗から構成されており、エンジン
の回転数に応じてその抵抗値が変化するようになってい
る。さらに電機子コイル１１はスイッチ１８を介して全
波整流器１９の入力端子と接続されている。全波整流器
］９の出力端子はレニ（゛コレータ２０と上記バッテリ
１３との並列回路に接続されるようになっている。なお
バッテリ１３には他のＷ１装品２１が接続されている。

さらにバッテリ１３は、キースイッチ２２を介してＤ／
Ａコンバータ２４と接続されている。そしくこのＤ／△
］ンバータ２４が４二足電機子コイル１１と接続される
ようになっている。

この］〕／Δコンバータ２４は、バッテリ１３からの直
流電流を交流電流に変換して電機子コイル１１に供給す
るものであって、これによってリターダをスタータモー
タとして利用づるようにづるだめのものである。電機子
コイル１１は第５図に示づように、４つのトランジスタ
２５．２Ｇ、２７．２８間に接続されている。づなわち
］コイル１の一端はトランジスタ２５のコニミッタど１
〜ランジスタ２７のコレクタとに接続されており、また
］コイル１の他端は１ヘランジスタ２６の］−ミッタと
１〜ランジスタ２８のコレクタとに接続されている。な
おこれらのトランジスタ２５〜２８のコレクタ、エミッ
タ間にはそれぞれ保護用ダイオード２つが接続されてい
る。またトランジスタ２５．２６のコレクタはバッテリ
１３に接続され、またトランジスタ２７．２８のエミッ
タは接地されて・いる。

上記一対の１〜ランジスタ２５．２８のベースは制御用
１−ランジスタ３０のコレクタと接続されており、同、
様にトランジスタ２６．２７のベースは制御用１〜ラン
ジスタ３１の］レクタと接続されている。これらのトラ
ンジスタ３０．３１のエミッタはバッテリ１３に接続さ
れるとともに、これらのベースはそれぞれ１−ランジス
タ３２．３３のコレクタと抵抗を介して接続されている
。そしてトランジスタ３２のベースは増幅器３４の出力
端子と接続されており、これに対して１〜ランジスタ３
３のベースは位相反転器３５を介して増幅器３４と接続
されている。なｄ３増幅器３４と位相反転器３５とはと
もに演算増幅器から構成されており、抵抗３６とツェナ
ダイオード３７とから成る定電圧回路によって駆動され
るようになっている。

そして増幅器３４の入力端子は回転検出レンリ３８と接
続されでいる。回転検出センサ３８はフライホイール４
の回転位置を検出づるようになっており、これによって
正弦波状のパルスを増幅器３４に供給ηるようになって
いる。さらにこのレン９３８は積分回路３９と接続され
ており、セン９３８の出力がこの積分回路３９に供給さ
れるＪ：うになっている。そして積分回路３９の出力端
は一対のトランジスタ／ＩＯ１／１１のベースにそれそ
゛れ供給されるようになっている。これらの１〜ランシ
スタ４０．４１の］レクタはそれぞれ１〜ランシスタ３
２．３３のベースど接続されるとともに、１−ランジス
タ４０．４１の」−ミッタは接地されている。

つぎに以上の構成に成るこの自動車のリターダの動作に
ついて説明する。まずこの発′ｌｉ機から成るリターダ
によって制動力を得る場合の動作について説明する。例
えば自動車が長い坂を下る場合には、第３図に示づ回路
のスイッチ１４．１６をそれぞれ閉じるようにする。ス
イッチ１４を閉じるとバッテリ１３からコントローラ１
５を介してこの誘導子型発電機の界磁コイル１２に電流
が流れ、コイル１２が励磁されることになる。界磁コイ
ル１２は第３図に示すように、ボールコア９を・２つづ
゛つ互に逆向ぎ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ボールコア９が豆に異極とな
るように磁化づる。従っである瞬間においては第３図に
おいて点線で示すような磁気回路４２が構成され、これ
に対してフライホイール４が回転してＸ　ｌ子磁極７が
ボールコア９・のピッチに相当覆る角度だけ移動すると
、第３図にＪ５いて鎖線で示すような磁気回路４３が形
成される。これらの磁気回路４２．４３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４２．４３を通過する磁束の向ぎは互に反転す
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、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あるいは車両かフライホイール４
を駆動することになり、このとぎに外部からなされる仕
事が制動力として利用されることになる。′７Ｊ−なわ
ら誘導子型発電機の発電によっ（１〜ルクが吸収されて
車両が制動力を受（〕、減速されるようになる。そして
このときの光電出力はｎＪ変低抵抗１７よって消費され
る。

さらにこのリターダを構成覆る発電機の出力は、上述の
如（ｒｉＪ変抵抗抵抗１７って消費されるばかりでなく
、バッテリ１３の充電を行なうことかできるようになっ
ている。リターダを構成覆る発電機からの出力によって
バッテリ１３を充電覆る場合には、第４図に示す回路の
スイッチ１７′ｌとスイッチ１８とをともに閉じる。づ
るど界磁コイル１２が励磁されるとともに、電機子コイ
ル１１に起電力が誘起される。この誘起された交流の出
力は全波整流器１９によっ゛Ｃ全波整流されるとともに
、レギュレータ２０によって電圧調整されＣバッラリ１
３に供給され、このバッテリ１３を充電することになる
。なｄ５このとき同時に他の電装品２１の駆動をも行な
うことができる。ざらにこのバッテリ１３の充電を行な
う際にスイッチ１６を閉じておけば、発電出力の一部が
抵抗１７によって消費されるとともに、他の起電力によ
ってバッテリ１３が充電されることになる。そして抵抗
１７によって消費される電力とバッテリ１３を充Ｎ？ｌ
る電力どの割合は、抵抗１７の値を調整することによっ
て制御することが可能である。

さらにこのリターダを構成する誘導子型発電機は、その
電機子：Ｊイル１１に電流を流すことによってこれをス
タータモータとして利用し、エンジンのクランキングを
行なうことができるようになっている。この動作につい
て説明すると、エンジンを始動させる場合にはキースイ
ッチ２２を閉じるとともに、スイッチ１４を閉じる。ス
イッチ１４を閉じることによってバッテリ１３から界磁
コイル１２に電流が流れ、第３図に示づような磁気回路
４２が形成される。これに対してスイッチ２２を閉じる
と、第５図に示Ｊ回路によつ−（電機子コイル１１に電
流が流れる。そしてこのコイル１１に流れる電流の方向
は、センサ１８の検出に基づいてその方向が交互に反転
づるようになっている。センサ３Ｂはフライホイール４
の回転位置を検出するようになっており、正弦波状の出
力を増幅器３４に供給１−る。増幅器３４はセンサ３８
の出力を増幅１−るとともに波形整形し、１−ランジス
タ３２のベースに供給するばかりでなく、位相反転器３
５を介して１ヘランジスタ３３のベースに供給するよう
になっている。

いま増幅器３４の出力が高レベルにあるとり゛ると、ト
ランジスタ３２およびトランジスタ３０が導通する。従
つ−Ｃトランジスタ３０のコレクタ電流が１〜ランジス
タ２５．２８のベースに供給され、これら一対のトラン
ジスタ２５．２８が導通される。従ってバッテリ１３か
らの電流は、トランジスタ２５、電機子コイル１１、お
よびｌ−ランジスク２８を通って接地側に流れる。従っ
てこのとぎには電機子コイル１１には矢印４４で示づ方
向の電流が流れる。

これに対してフライホイール４がそのｍｌ子磁極７のピ
ッチの１／２に相当する角度だけ回転してセン＋１３８
および増幅器３４の出力が低レベルになると、トランジ
スタ３２．３０が非導通に切換えられるとともに、この
増幅器３４の出力が位相反転器３５を介してトランジス
タ３３０ベースに加えられるために、ｉ−ランジスタ３
３．３１が・導通する。そして１−ランジスタ３１の］
レクタ電流がトランジスタ２６．２７のベースに供給さ
れるために、これらの１−ランジスタ２６．２７が導通
される。従ってバッテリ１３からトランジスタ２６、電
機子コイル１１、およびトランジスタ２７を介して接地
側へ電流が流れることになる。すなわちこのときには電
機子コイル１１に流れる電流は矢印４５で示−＋７ｊ向
となる。

このようにバッテリ１３によって界磁コイル１２が励磁
されて第３図に示す磁気回路４２．４３が交互に形成さ
れるとともに、これらの磁気回路４２．４３と鎖交する
ように配された電機子コイル１１には、フライホイール
４あるいは誘導子（磁極７の回転に伴なって、交互にそ
の方向が反転づるような電流が流れるために、電機子コ
イル１１が回転方向の力を受けることになる。しかるに
この電機子コイル１１は固定子を構成しているために回
転することができず、その反力として誘導子磁極７が回
転力を受けることになる。従って誘導子磁極７を取（＝
ｔ　ｉＪだフライホイール４が回転し、エンジン１のク
ランキングを行４ｆうことになる。

このようにしてエンジン１が始動される。

このようなりランニ１ニングを？’ｊ　’、’につでエ
ンジン１を回転さけ、そのフライホイール４の回転数が
上ｌｉｌ？Ｊると、回転検出センυ３ε３の検出出力の
周波数が高＜　’ｉ　’、、ｙ　、従っにのセン１〕３
８の出力が供給されている積分回路３９の出力が次第に
高くなる。そして■＾分回路３９の出力はトランジスタ
１０、／１１のベースにそれぞれ供給されるＪこうに４
工っでいるために、積分回路の出力が所定の値を越えた
場合に、これらのトランジスタ／ｌ０１４１が導通する
。従ってこれらのトランジスタ４０．４１にＪ：って増
幅器３４あるいは位相反転器３５の出力が接地され、１
〜ランジスタ３２．３３の導通を阻止Ｊる。このように
してエンジン１の回転数が所定の値を越えた場合には、
電機子コイル１１への電流の供給をｖ；Ｊｉち、モータ
の＃勅を停止するＪ：うにしている。

以上のように本実施例に係るリターダは、それを本来の
目的に使用することによって、車両に対して制動力を与
えることかできるばかりでなく、リターダを構成する発
電機の出力によってバッテリを充電し、他の電装品を駆
動することができるようになっている。さらにこのリタ
ーダを構成する発電機をモータとして利用覆ることによ
り、エンジンのクランキングを行なうことを可能にして
いる。しかも発Ｎ機とスタータモータとはその機械的な
構成が同一であって互に共通化づることができ、発電機
の電機子コイルに対して電流を供給するための回路のみ
を設けることによって、この発電機をスタータモータと
して利用できるようにしている。従ってこのようなリタ
ーダを備える自動車によれば、スタータモータを省１８
づることが可能になる。しかもこのスタータ七−夕を兼
用づる発ｒＸ機は、誘導子型に構成されているために、
固定子側に電機子コイル１１と界磁コイル１２とがそれ
ぞれ設けられることになり、回転部分への電流の供給あ
るいは回転部分からの電流の取出しを行なうための機構
を必要とせず、構造が簡単になり耐久性に優れたものと
なる。

以上本発明を図示の一実施例につき述べたが、本発明（
よ上記実施例によって限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づい−Ｃ各種の変更が可能である。例えば
Ｌ記実施例においては、スタータモータを兼用するリタ
ーダを誘導子型発電機から構成しているが、本発明はそ
の他各種の発電機を利用することが可能である。また発
電機の変更に応じてバッテリから電機子コイルへ電流を
供給する回路も各種に設語変更可能である。

以上に述べたように本発明は、発電機の電機子コイルに
バッテリから電流を供給づる回路を設（〕、この回路に
よって電機子コイルに電流を流すことによって発電機を
スタータモータとしてエンジンを駆動し、エンジンのク
ランキングを行ない得るようにしたものである。従って
本発明によれば、リターダを構成する発電機をスタータ
モータと兼用づることが可能どなり、これによって自動
車のスタータモータを省略することができるようになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るリターダを備えた自動
車のエンジンの側面図、第２図はこの］−シリンに設け
られているリターダの外観斜視図、第３図はこのリター
ダの要部展開正面図、第４図はこのリターダの回路図、
第５図は電機子コイルヘバッテリから電流を供給する回
路の回路図である。 な３３図面に用いた符）」において、 １・・・エンジン ２・・・フライホイールハウジング ４・・・フライホイール ７・・・誘導子磁極 ９・・・ボールコア １１・・・電機子コイル １２・・・界磁コイル １３・・・バッテリ ２４・・・Ｄ／Ａ：］ンバータ である。 出願人　日野自動車工業株式会社 Ｃく ・−報 ・べ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのフライホイールを回転子とするとともに、フ
   ライホイールハウジングに固定子を設【ｆ、これらの回
   転子と固定子とによって発電機を構成し、この発電機が
   発電を行なう際に外部から加えられる仕事にＪ：つでト
   ルクを吸収し、これにＪ：つて制動力を得るようにした
   リターダに６０で、前記発電機の電機子コイルにバラチ
   リから電流を（Ｊｊ給覆る回路を設け、この回路によっ
   て電機子コイルに電流を流゛す゛ことによって前記発電
   機をスタータモータとしてエンジンを駆動し、エンジン
   のクランキングを行ない得るようにしたことを＋ｌ寺徴
   とする自動車のリターダ。