(57)【要約】【課題】誘導モーターを備えたリターダにおいて、誘導モーターの回転速度を検出するための回転速度センサーを不要とする。【解決手段】トランスミッション４２の出力軸４３と結合した誘導モーター１１と、この誘導モーター１１を制御するための制御部１２から構成されたリターダ１０において、制御部１２は、自動車１側（リターダ１０外部）から自動車１が備える車速センサーが検出した情報を受信し、この情報に基づいて誘導モーター１１を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により車軸が駆動される自動車に用いられるリターダであって、
前記内燃機関の主軸と連結される誘導モーターと、
前記自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて前記誘導モーターを制御する制御手段とを備えてなることを特徴とするリターダ。
【請求項２】
前記制御手段が、前記自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて前記誘導モーターの回転速度を導出し、導出した回転速度に基づいて前記誘導モーターを制御するものであることを特徴とする請求項１記載のリターダ。
【請求項３】
内燃機関により車軸が駆動される自動車に用いられるリターダにおける、前記内燃機関の主軸と連結される誘導モーターの制御方法であって、
前記自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて前記誘導モーターを制御することを特徴とする制御方法。
【請求項４】
前記自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて前記誘導モーターの回転速度を導出し、
導出した回転速度に基づいて前記誘導モーターを制御することを特徴とする請求項３記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に用いられるリターダに関し、特に制動、発電、トルクの発生が可能な誘導モーターを備えたリターダに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の低燃費化の要求を受けて、自動車に搭載されるエンジンが小型化される傾向にある。エンジンが小型化されると、排気ブレーキまたはエンジンブレーキの効力が小さくなるため、自動車の制動能力を補助するリターダの併用が必要となる。
【０００３】
このリターダとしては、一般的に渦電流方式もしくは流体方式が知られているが、このうち渦電流方式リターダについて、従来の渦電流方式リターダは、自身で発電することはできず、また制動時に発生するエネルギーを回生させることもできなかったため、昨今の低燃費化の要求を満たすことはできなかった。さらに、リターダ自体でエンジンの出力を加勢する駆動トルクを発生させることもできなかったため、車両の補助動力として用いることもできなかった。
【０００４】
そのため、近年では渦電流方式リターダにおいて、制動、発電、トルクの発生が可能な誘導モーターを備えたリターダが提案されている。（例えば特許文献１、２）
【０００５】
誘導モーターのトルク制御では、同期速度と実際の回転速度との差である相対速度と、同期速度との比である「すべり」の量を調整することが重要となるため、一般的に上記のような誘導モーター方式のリターダでは、誘導モーターの制御を行うために誘導モーターの実際の回転速度を取得する必要がある。
【０００６】
従って、誘導モーターにレゾルバ等の回転速度センサーを搭載する必要があるが、誘導モーターに回転速度センサーを搭載する場合、回転速度センサー自体のコストに加えて、高温となるローターに対して熱の影響を受けないように回転速度センサーを取り付ける必要があり、モーター全体の構造が複雑化するため、コストの増加につながってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１２６１１８号公報
【特許文献２】特開平１０−２２５０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
誘導モーターのコストを低減させるために、回転速度センサーを不要とするセンサーレス制御が提案されている。
【０００９】
従来提案されているセンサーレス制御の原理は、ローターに対して所定の回転速度で回転させるように制御した場合にステーターで発生する誘起起電力の理論値と実際値との乖離を検出し、この乖離の量に基づいて回転速度の指令値を制御することで、ローターの回転速度の推定およびローターの回転速度制御を行うものである。
【００１０】
ただし、この方法では、ローターが停止している状態から回転速度制御を行う場合には原理通りの制御を行うことができるが、ローターが回転している状態から回転速度制御を行う場合には、制御時のローターの動作状態により上記乖離量が過大となり安定した制御が困難となるため、原理通りの制御を行うことができない。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、誘導モーターを備えたリターダにおいて、モーターの動作状態に関わらず正確なセンサーレス制御が可能なリターダを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のリターダは、内燃機関により車軸が駆動される自動車に用いられるリターダであって、内燃機関の主軸と連結される誘導モーターと、自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターを制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明のリターダにおいて、「自動車が備える車速センサーが検出した情報」とは、車速センサーの出力信号そのもの（例えば、いわゆる車速パルス信号と呼ばれる信号）や、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内デジタル通信システムにおいて流される車速に対応したデジタル信号等、車速に対応した信号であればどのようなものでもよい。
【００１４】
また、「自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターを制御する」とは、上記の情報に基づいて誘導モーターを制御することを意味し、例えば、車速パルス信号に基づいて誘導モーターを制御する場合、通常車速センサーは誘導モーターと連結されるトランスミッションの出力軸の回転速度を検出するものであるため、リターダの制御回路（制御手段）が、誘導モーターに従来備わっていたレゾルバ等の回転速度センサーの出力信号に基づいて誘導モーターを制御するように構成されているとともに、誘導モーターが従来備える回転速度センサーの出力信号と車速パルス信号が同等の信号である場合には、受信した車速パルス信号を回転速度センサーの出力信号とみなして、従来の誘導モーターの制御回路をそのまま利用することができる。
【００１５】
また、リターダの制御回路（制御手段）が、誘導モーターに従来備わっていた回転速度センサーの出力信号に基づいて誘導モーターを制御するように構成されている場合であっても、誘導モーターが従来備える回転速度センサーの出力信号と車速パルス信号が異なる信号である場合や、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内デジタル通信システムにおいて流される車速に対応したデジタル信号を受信する場合には、受信した信号を誘導モーターの制御回路における誘導モーターの回転速度を示す信号と対応させるように変換する必要がある。
【００１６】
従って、本発明のリターダにおいて制御手段は、自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターの回転速度を導出し、導出した回転速度に基づいて誘導モーターを制御するものとしてもよい。
【００１７】
本発明の制御方法は、内燃機関により車軸が駆動される自動車に用いられるリターダにおける、内燃機関の主軸と連結される誘導モーターの制御方法であって、自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターを制御することを特徴とする。
【００１８】
本発明の制御方法においては、自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターの回転速度を導出し、導出した回転速度に基づいて誘導モーターを制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のリターダおよび制御方法によれば、自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターを制御するようにして、誘導モーターに回転速度センサーを搭載しなくてもモーターの回転速度を取得できるようにしたので、低コストであり、かつモーターの動作状態に関わらず正確なセンサーレス制御を行うことが可能となる。なお、本発明のリターダは、搭載する車種を問わず、どのような車種に対しても適用することが可能である。
【００２０】
また、自動車が備える車速センサーが検出した情報に基づいて誘導モーターの回転速度を導出し、導出した回転速度に基づいて誘導モーターを制御するようにすれば、自動車側から受信した信号の態様と、誘導モーターの制御回路（制御手段）における誘導モーターの回転速度を示す信号の態様とが一致しない場合であっても、正確に誘導モーターを制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態のリターダを搭載した自動車の概略構成図
【図２】上記リターダに搭載された誘導モーターの特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態のリターダを搭載した自動車の概略構成図、図２は上記リターダに搭載された誘導モーターの特性を示すグラフである。
【００２３】
自動車１は、主として車軸を駆動するためのエンジン４０と、エンジン４０の出力回転速度とトルクを歯車の組み合わせにより変換するトランスミッション４２と、エンジン４０とトランスミッション４２との間の接続を結合／分離するためのクラッチ４１と、エンジン４０の主軸（トランスミッション４２の出力軸４３）の回転に対して制動もしくはトルクの印加を行ったり、エンジン４０の主軸の回転により発電を行うためのリターダ１０と、電力を蓄電・供給するためのバッテリー４４等により構成されている。
【００２４】
本実施の形態のリターダ１０は、制動、発電、トルクの発生のいずれも可能なものであって、トランスミッション４２の出力軸４３と連結した誘導モーター１１と、この誘導モーター１１を制御するための制御部（制御手段）１２から構成されている。
【００２５】
制御部１２は、自動車１側（リターダ１０外部）から動作制御指令を受けて誘導モーター１１の速度制御を行う速度制御部２０と、速度制御部２０からの指示に基づいて後述のインバーター回路２２を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部２１と、誘導モーター１１の制御を行ったり誘導モーター１１において発電した電力をバッテリー４４へ送出するためのインバーター回路２２と、誘導モーター１１に対して流入・流出する電流量を検出する電流検出部２３とを備えている。
【００２６】
また、制御部１２は、自動車１側（リターダ１０外部）から自動車１が備える車速センサーが検出した情報を受信する車速検出部２４と、車速センサーが検出した情報（信号）に基づいて速度制御部２０が誘導モーター１１の回転速度を正しく認識できる形態に信号の変換を行うモーター回転速度算出部２５と、速度制御部２０に対してモーター回転速度算出部２５により取得された回転速度信号を送出するか否かを切り替える回転速度検出切換部２６とを備えている。
【００２７】
誘導モーター１１のローターはトランスミッション４２の出力軸４３と結合しており、自動車１が備える車速センサーはトランスミッション４２の出力軸４３の回転速度を検出するものであるため、車速センサーが検出した情報に基づいて、誘導モーター１１の回転速度を取得することが可能である。
【００２８】
本実施の形態において、速度制御部２０は、モーター回転速度に比例した周波数のパルス信号によりモーター回転速度を認識するものであり、車速検出部２４において受信する情報は、自動車１が備える車速センサーの出力信号そのもの（いわゆる車速パルス信号）である。
【００２９】
同じ速度であっても車速センサーが出力する車速パルス信号の周波数は車種毎に異なる可能性があり、所定のパルス信号周波数に対して、車速センサーにおける出力軸４３の回転速度認識と、速度制御部２０における誘導モーター１１の回転速度認識とが一致する場合には、車速検出部２４において受信した車速パルス信号をそのまま速度制御部２０に入力して、誘導モーター１１の制御を行わせることが可能であり、この場合にはモーター回転速度算出部２５における信号変換処理は不要である。
【００３０】
しかしながら、所定のパルス信号周波数に対して、車速センサーにおける出力軸４３の回転速度認識と、速度制御部２０における誘導モーター１１の回転速度認識とが一致しない場合には、速度制御部２０が誘導モーター１１の回転速度を正しく認識できるように、モーター回転速度算出部２５において、車速パルス信号の周波数を変換する処理を行う必要がある。
【００３１】
モーター回転速度算出部２５における処理については、車速センサーから受信した車速パルス信号から実際の出力軸４３（誘導モーター１１と同じ）の回転速度の数値を算出し、その数値に基づいて速度制御部２０が正しく誘導モーター１１の回転速度を認識できるように、速度制御部２０に対応した周波数のパルス信号を出力するようにしてもよいし、車速センサーから受信した車速パルス信号の周波数を、速度制御部２０に対応した周波数に直接変換して出力する等、どのような態様としてもよい。
【００３２】
速度制御部２０は、自動車１側（リターダ１０外部）からの動作制御指令に基づいて、図２に示すような誘導モーターの特性に従い、モーター回転速度算出部２５から送出された回転速度信号に基づいて誘導モーター１１のすべり量を調整し、誘導モーター１１の適切な制御を行う。
【００３３】
ここで「すべり」とは、同期速度ＮＳ（rpm）と実際の回転速度Ｎ（rpm）との差である相対速度と、同期速度ＮＳとの比であり、下記（１）式で表される。
ｓ＝（ＮＳ−Ｎ）／ＮＳ  ・・（１）
【００３４】
本実施の形態のリターダ１０は、制動、発電、トルクの発生のいずれも可能なものであり、制動時はすべりが１よりも大きい値となるように誘導モーター１１の制御を行う。また、電動アシスト（トルク発生）時はすべりが０よりも大きく、かつ１よりも小さい値となるように誘導モーター１１の制御を行う。
【００３５】
また、回生（発電）動作時は、すべりが０よりも小さい値となるように誘導モーター１１の制御を行う。なお、回生動作中のすべりは０に近い発電量の大きい領域（図２中で一点鎖線で示す回生電力の値が縦軸方向で小さい領域）に設定されるのが一般的であるが、回生動作中においてバッテリー４４の蓄電容量が一杯になると回生動作を継続させることができなくなってしまう。そのため、回生動作中にバッテリー４４の蓄電容量が一杯になった場合には、すべりをマイナス方向に大きくして、回生電力より消費電力が上回る領域（図２中で一点鎖線で示す回生電力の値が縦軸方向でプラスとなる領域）まで移行させることにより、回生動作を中断させることなく、回生動作を継続させることができる。
【００３６】
このような態様とすることで、誘導モーター１１自体に回転速度センサーを搭載しなくてもモーターの回転速度を取得できるため、低コストであり、かつモーターの動作状態に関わらず正確なセンサーレス制御を行うことが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、車速センサーが検出した情報として自動車１側（リターダ１０外部）から受信する情報は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内デジタル通信システムにおいて流される車速に対応したデジタル信号であってもよく、その場合には、モーター回転速度算出部２５において、車速に対応したデジタル信号を、速度制御部２０において誘導モーター１１の回転速度を正しく認識可能な信号に変換して出力すればよい。
【００３９】
また、上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１      自動車
１０    リターダ
１１    誘導モーター
１２    制御部
２０    速度制御部
２１    駆動信号生成部
２２    インバーター回路
２３    電流検出部
２４    車速検出部
２５    モーター回転速度算出部
２６    回転速度検出切換部
４０    エンジン
４１    クラッチ
４２    トランスミッション
４３    トランスミッション出力軸
４４    バッテリー
【図１】
2013223398.tif 000003
【図２】
2013223398.tif 000004