JP2003521863A - 一体型リターダおよび付属装置 - Google Patents

一体型リターダおよび付属装置

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ラード、バーナード、エイ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、道路走行車両に使用するリターダ・システムを包含する。このリターダ・システムは、電磁リターダを４つの機能まで組合せることができる。すなわち、１）ブラシなしＤＣオルタネータ、２）ブラシなしＤＣスタータ、３）車両のフライホイールに置換わり、かつ残留トルク脈動を平滑化する能動ダンパ、４）変速機と同期する慣性ブレーキ、および、５）ターボ過給器エンジンに関連する遅延を補償する一時的エンジン・ブースタである。この装置は、エンジン内部または変速機内部に一体化することができるが、車両の熱交換器をその冷却システムに使用することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、２０００年２月２日出願の米国仮出願第６０／１７９，９００号に
対して優先権を主張する。
【０００２】 （技術分野） 本発明は路上走行車両のための電気システムに関し、具体的には、トルク、電
力生成およびエンジン始動を制御するための車両の電気システムとパワー・トレ
インの間の関係に関する。
【０００３】 （背景技術） トレーラートラック、ゴミ搬送車、バスなどの商業用車両は、車両を減速する
必要がある度に摩擦ブレーキを利用しないで車両の速度を低減する方法として、
しばしばリターダを組込む。したがって、リターダの使用は、車両ブレーキの耐
用寿命を延ばし、かつ頻繁でコストのかかるブレーキ整備を回避する１つの方法
であろう。
【０００４】 これらのリターダ装置には、いくつかの供給源から動力を供給することができ
る。リターダの中には、エンジンの吸気および排気バルブを制御することによっ
て動作するものや、エンジンの排気を制限することによって動作するものがある
が、他にも油圧動力、磁気または電磁相互作用を利用するように構成されている
ものがある。リターダはすべて、移動している車両に関連する運動エネルギーを
吸収または放散するように機能する。
【０００５】 本明細書で、減速とは、電磁リターダを使用して車両を減速することである。
【０００６】 電磁リターダに関して、その磁界を励磁する２つの方法が従来技術で知られて
いる。
【０００７】 一方の方法は、電力源として車両のバッテリおよびオルタネータを使用する。
図２に例示されているように、リターダ３０は、利用可能な電力に関して、車両
のその他の負荷と競合する。例えば、下り坂の走行時に生じるような減速の間、
エンジンは低い毎分回転数で動作している。このような状況では、オルタネータ
２２は、そのバッテリを完全に充電された状態に維持するには不十分である。ま
た、減速によってバッテリの充電不足も引起こされる。
【０００８】 第２の方法は、界磁巻線の代わりに永久磁石を使用する。このような構成では
、減速に関して、車両のバッテリおよびオルタネータに対する要求は生じない。
しかし、減速によって生成されるトルクは、主として、完全オンまたは完全オフ
の状態に限定される。別法としてコストの高い、電圧の変更可能なロータ変位機
構を組込むことができる。
【０００９】 （発明の開示） 本発明は、エンジン付き車両に使用する電磁リターダ・システムを最も適正に
説明する。追加的機能には、次のうちの１つまたは組合せを含むように構成可能
なリターダ・システムを具備することができる。すなわち、１）ブラシなしＤＣ
オルタネータ、２）ブラシなしＤＣスタータ、３）車両のフライホイールと置換
わる受動／能動ダンパ、４）変速機と同期する慣性ブレーキ、および、５）ター
ボ過給機の使用に関連する遅延を補償するためのブースタである。
【００１０】 リターダ・システムを内蔵するハウジングは、エンジンまたは変速機と一体化
することができる。エンジンは、その動作中、変速機に動力を供給するための駆
動軸に対してトルクを生成する。必要な場合は、リターダが、車両の速度を低減
するように、減速トルク、すなわち負のトルクを生成する。
【００１１】 リターダ・システムは、変速機の入力側または出力側に位置することができる
。位置決めは、それぞれの場所がそれ固有の利点を有するので、所望の用途によ
って決定される。
【００１２】 例えば、変速機の出力側に位置するリターダ・システムは、それに高速軸を配
置することによって、小型かつ軽量にすることができる。しかし、この位置では
、リターダ・システムは、変速機がクラッチまたは他のトルク・リンクによって
係合されているときにのみ回転するので、そのシステムは効果的なスタータまた
は発電機とはなり得ない。
【００１３】 逆に、変速機の入力側に位置するリターダ・システムは、大型であるが、シフ
ト・ダウンによって得られるギヤ比を利用してさらに大きなトルクを生成するこ
とができる。また、リターダ・ロータ・アセンブリは、以下で詳細に論じること
になるが、エンジンと変速機の間に配置されると、エンジンが回転している限り
回転するので、その発電機としての機能が損なわれない。最後に、リターダ・シ
ステムのロータ・アセンブリは、クランクシャフトに直接結合されているので、
この装置をスタータとして使用することができる。上述のこれらの理由によって
、リターダ・システムは、エンジンと変速機の間に配置されることが好ましい。
また、この構成に関して、誘導リングまたはリターダ・ドラムは、減速中に発生
する熱を放散するための車両に既存の冷却システム（すなわち、ラジエータ）に
結合できるように、冷媒が通過するようになされていることが好ましい。
【００１４】 本発明は、駆動軸に沿って励磁器発電機に接続する電磁リターダを具備する。
永久磁石発電機（ＰＭＧ）はまた、同一軸上に位置することができるが、リター
ダおよび励磁器発電機には直接接続されていない。励磁器発電機とＰＭＧのロー
タ、およびリターダの界磁巻線は、主駆動軸に結合する協働軸に結合されている
か、あるいはその協働軸が実際には主駆動軸である。さらに、少なくとも１つの
整流器が、界磁巻線と励磁器ロータの間に位置し、かつそれらに結線されている
。好ましい実施形態では、界磁巻線、整流器、および励磁器とＰＭＧのロータを
一括してリターダ・ロータ・アセンブリと呼ぶ。
【００１５】 ハウジングは、エンジンまたは変速機のハウジングに一体化することができる
し、あるいは別体のハウジングとしてもよく、それはロータ・アセンブリの周り
に配置されている。このハウジングは、誘導リング、および励磁器発電機とＰＭ
Ｇのステータを具備することが好ましい。したがって、リターダ、励磁器発電機
およびＰＭＧはそれぞれ、相対的に回転自在な要素、すなわち、静止リターダ誘
導リング、励磁器発電機ステータおよびＰＭＧステータ、ならびに、それらのそ
れぞれの回転自在な要素、すなわち、パワー・トレインが動作可能なときに回転
する、界磁巻線、励磁器ロータおよびＰＭロータを有する。
【００１６】 励磁器発電機はブラシなしで動作することができ、ＰＭＧは、そのロータが車
両の駆動軸に結合されているので、「自己励磁型」と呼ばれ、駆動軸が回転して
いる限り電流を生成することになる。
【００１７】 電磁リターダは、静止誘導リングと相互作用してトルクを生成するように、ロ
ータ・アセンブリの回転界磁巻線を励磁することによって動作し、駆動軸の回転
と共に動力を生成する。したがって、リターダ要素の両方、すなわち界磁巻線お
よび誘導リングは、主駆動軸に対して包囲関係にある。
【００１８】 磁気引力によって停止していても、トルクはロータ・アセンブリの界磁巻線と
誘導リングの間に存在し得るが、本発明に従ってトルクを生成するためには、Ｐ
ＭＧのロータとステータの間に相対的な運動がなければならないことに留意する
ことが重要である。換言すれば、界磁巻線は、ＰＭＧによって生成された出力の
結果として生じる電流によって励磁される必要がある。
【００１９】 それによってＰＭＧは、機械的な力を、励磁器発電機を励磁し最終的にはロー
タ・アセンブリの界磁巻線を励磁するために必要な電気エネルギーに変換するこ
とができる。ＰＭＧは、駆動軸が回転しているときは常に電気を生成することに
なるので、レギュレータを使用して、励磁器ステータに達する電流のレベルを調
整する必要がある。このレギュレータの動作は、受信される外部信号のタイプに
依存する。さらに、ＰＭＧによって生成された交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に調
整するために、電力調整ユニット（ＰＣＵ）が必要である。
【００２０】 本発明は、誘導リングが回転するようになされ、磁界が静止状態に保持されて
いても同様に動作することになる。
【００２１】 励磁器発電機に動力を与えるために電気エネルギーを供給することに加え、Ｐ
ＭＧはまた、車両のバッテリを充電するために使用することができ、したがって
オルタネータの必要がなくなる。
【００２２】 さらに、ＰＣＵを通る電力の流れは部分的に可逆的なので、バッテリを使用し
てＰＭＧに電力を供給することができ、したがってスタータの必要がなくなる。
【００２３】 また、ロータ・アセンブリが生成する慣性によって、エンジンのフライホイー
ルと効果的に置換えることが可能になる。エンジンの正のトルク脈動に対抗して
、リターダのパルス発生を制御することによって、能動的なトルク減衰を実現す
ることができる。同様な結果が得られるように、しかもより大きな正味の正のト
ルクが生じるように、ＰＭＧをモータとして使用し、かつエンジンの負のトルク
脈動に対抗して、制御可能にＰＭＧにパルスを発生させることもできる。
【００２４】 最後に、動力を増強させる必要があるときに、ＰＭＧをモータとして使用して
パワー・トレインに正のトルクを与えることも可能になる。このような動力増強
は、ターボ過給機システムに通常生じる遅延を補償する利点があろう。このよう
な増強の持続時間および程度は、バッテリの容量および充電状態によって限定さ
れることになろう。
【００２５】 本発明は、標準的な電磁原理、すなわち、アーマチュアと相互作用する磁界を
用いるが、それは自己励磁という利点をさらに提供すると共に、界磁巻線に関連
する制御可能性を保持する。それは、同一軸上に、好ましくは同一ハウジング内
で、ＰＭＧと組合せて励磁器発電機を使用することによって実現される。
【００２６】 本発明はこれまで、単独でおよび他の４つの機能のうちの１つまたは複数と組
合せて、電磁リターダを開示してきた。しかしながら、ここで論じた原理は、組
合せてリターダを使用しなくても同様に適用することができる。
【００２７】 例えば、ＰＭＧは、そのロータを駆動軸に結合し、かつそのステータをその周
りに結合した構成で、オルタネータの代用として機能するのに十分な電流を生成
することができる。また、角回転位置指示器が備わり、さらにインバータを使用
して車両のバッテリから電流を取出すようにすると、ＰＭＧをブラシなしスター
タとして利用することによって、車両のスタータと置換えることができる。
【００２８】 追加的な構成は、上に述べた様々な機能を組合せることによって実現すること
ができる。
【００２９】 本発明は、従来技術に優る以下の利点を提供する。
【００３０】 このリターダ・システムは自己励磁型であり、それは車両のバッテリまたはオ
ルタネータからのエネルギーを必要としない。したがって、減速サイクル中に、
バッテリを消耗することがない。リターダを励磁するために必要な電力は、回転
する駆動軸からの機械的なエネルギーを使用可能な電気に変換するＰＭＧによっ
て生成される。
【００３１】 このリターダ・システムは、ＰＭＧを使用して、車両のバッテリを充電するた
めに電気を供給し、さらにリターダが動作するための電気を供給するように構成
することができ、したがってオルタネータに対する必要がなくなる。
【００３２】 このリターダ・システムはまた、バッテリが、始動インバータによって「始動
モード」にあるＰＭＧに電力を供給することができるように構成することができ
、したがって、スタータに対する必要がなくなる。また、エンジンが回転してい
れば、ＰＭＧに、モータ動力でシステムを増強することによって、ターボ過給「
遅延」を補償させることができる。
【００３３】 このリターダ・システムはまた、能動／受動ダンパとして使用するように構成
することができる。ロータによって生じた慣性が、フライホイールと置換えるこ
とができる受動ダンパとして作用する。このリターダ・システムはまた、能動的
な減衰を用いることもできる。能動的な減衰の利点は、機械的な応力を低減でき
、それによって変速機、差動機および他のパワー・トレインの構成要素の寿命を
延ばす。
【００３４】 このリターダ・システムはまた、シフト・ダウン中にギヤを同期する助けとな
るように、変速機に一般的に使用されている慣性ブレーキと置換えるように構成
することができる。慣性ブレーキはしばしば、高価であり、さらに、少なくとも
１対のギヤからなる余分な動力取出装置（ＰＴＯ）を変速機に追加する必要があ
る。
【００３５】 全体的な車両重量の削減によって、燃料効率の改善が得られる。エンジンが始
動すると寄生負荷となる、従来技術のスタータが排除される。寄生負荷として消
費されていたエネルギーが、今や他の負荷目的のために利用可能となる。
【００３６】 次の理由により、このリターダ・システムによって信頼性の向上が得られる。
すなわち、ａ）構成要素の部品点数が削減されること、ｂ）能動ダンパによって
トルク脈動を平滑化するので、変速機および他のドライブラインの構成要素の寿
命が延びること、および、ｃ）始動を制御することによって、通常のブラシ型ス
タータに生じる電流サージを最小にするので、バッテリ寿命を延ばすことができ
ることである。電力を管理することによって、バッテリの電力消耗度が低減し、
かつバッテリの寿命が延びる。
【００３７】 本発明の詳細が、添付図面に関連して説明される。
【００３８】 （発明を実施する最良の態様） 従来技術の実施形態の２例が図１および図２に示されている。図１は、リター
ダを備えていない通常のパワー・トレイン１０、およびねじれ振動がフライホイ
ール１４によって平滑化されているエンジン１２が、どのように駆動軸１５を使
用して変速機１６、駆動車軸１８および駆動輪２０を駆動するのかを例示する図
である。図１の構成では、車両を減速するために摩擦ブレーキに依存し、さらに
ある程度、変速機の低速ギヤを使用して減速を助けることができる。
【００３９】 エンジン１２はまた、オルタネータ２２に機械的エネルギーを与えるが、レギ
ュレータ２４によって一定にされたそのオルタネータの出力は、車両の種々の電
気的負荷２７に並列の車両バッテリ２６を充電する。専用のエンジン・スタータ
２８はまた、機械的にフライホイール１４に結合され、スイッチ２９によって電
気的にバッテリ２６に接続されている。
【００４０】 図２は、駆動軸１５と直列に、空冷の単一ステージの電磁リターダ３０を組込
んでいる従来技術のパワー・トレイン１１を例示する図である。この構成では、
減速中に電気系に重い負担がかかる恐れがあり、しばしばオルタネータ２２の出
力容量を大幅に超過する。例えば、下り坂の走行中など減速が最も必要なときに
、エンジン１２はアイドリング状態にあり、オルタネータ２２の電気出力は最大
ではない。特に減速が、長い下り勾配の走行時に長時間生じる場合、このような
状態によってバッテリ２６が消耗する恐れがある。
【００４１】 本発明の電力制御ユニットは、以下の実施形態において様々な容量で機能する
ように利用され、さらに特許請求の範囲に記載された回路手段のうちの１つまた
は複数を構成する。電力制御ユニットは、以下の第一実施形態におけるように、
レギュレータおよび整流器としてのみ機能するだけでもよいし、あるいは、例え
ば、第三実施形態のインバータの二方向性能力を備えることもできる。
【００４２】 以下に本発明の４つの実施形態を説明する。
【００４３】 Ａ．第一実施形態 電磁リターダ 従来技術とは異なり、本発明１１０では、図３または図３ａにそれぞれ示すよ
うに、リターダ１３０または１３０ａが、変速機の入力側または出力側において
変速機と一体化されている。別法として図８に例示するように、リターダをエン
ジン２１２と一体化することもできる。
【００４４】 図４および５は、どのようにして内部および外部装置の構成要素が配置および
接続されているかを例示する図である。図５は、界磁巻線１４２、整流器１４４
、励磁器ロータ１４６およびＰＭロータ１４８を備え、液冷の二重誘導ドラム１
５２、励磁器ステータ１５４およびＰＭステータ１５６を備えるリターダ・ステ
ータ・アセンブリと磁気的に相互作用するロータ・アセンブリ１４０を示す図で
ある。この実施形態では、リターダ・ステータ・アセンブリは、エンジン、変速
機のハウジングと一体となり得るハウジングの一部であるか、またはそれ自体が
別体のハウジングである。
【００４５】 したがって、リターダ・ロータ・アセンブリ１４０が、変速機の入力側に位置
するかまたはエンジンのフライホイール・ハウジング内に一体化されている場合
は、エンジンの回転中は常時、ＰＭＧ１４７と励磁器発電機１４５のロータと、
ステータとの間で相対的な運動が生じている。
【００４６】 ＰＣＵ１６０は、ＰＭＧ１４７から三相ＡＣ電力を受取るレギュレータであり
、その電力を調整し、さらに外部刺激の減速信号１７０に従って、パルス幅変調
（ＰＷＭ）ＤＣとして励磁器ステータ１５４へ流れる電流を調整する。
【００４７】 以下は、自己励磁型電磁リターダの特徴である。
【００４８】 １．誘導リング１５２は、静止しており、エンジンの液冷システム（図示せず
）に結合することができる入力１８２および出力１８４流路を備えて設計されて
いる。冷媒は、エンジン１２と共用であり、エンジンと直列または並列の構成と
なり得る。冷却システム内に存在する冷媒によって、熱がリターダ誘導リング１
５２から放散されるように処理可能でなければならない。外部からの減速信号１
７０に応じて、減速が必要なときは、通常エンジン負荷は最小であり、それを冷
却する必要性は大幅に減少する。したがって、車両の冷却システムは、本発明の
想定通り、リターダから熱が放散されるように処理するために大型にする必要が
ない。誘導リング１５２は、別の方法では無駄になっていたはずの内部スペース
を利用するように、同じ巻線磁界１４２によって励磁されている図４に示した二
重の円筒形ドラムとして構成することができる。空冷ではない車両冷却システム
によって熱を放散するように設計すると、誘導要素１５２のサイズおよび重さを
最小にすることができる。
【００４９】 ２．３つの固定配線された構成要素のすべてが、つまり界磁巻線１４２、整流
器１４４および励磁器ロータ１４６が、駆動軸１５上にあるので、それらは同じ
速度で回転する。典型的には、ＰＭロータ１４８も駆動軸１５の周りに取付けら
れるが、それはその他のロータ・アセンブリ構成要素に固定配線されていないの
で、例えば、特定の設計基準のために別軸がより望ましい場合は、どこか他の場
所に配置することができよう。
【００５０】 ３．ＰＭＧ１４７は、駆動軸１５の回転速度を利用するようにサイズが決めら
れ、励磁器発電機１４５が必要とするすべての励磁電力を供給する。
【００５１】 ４．ＰＣＵ／レギュレータ１６０は、ＰＭステータ１５６からＡＣ電力を受取
り、それをＤＣに整流し、次いで車両の減速要件に従って、そのＤＣを励磁器ス
テータ１５４に供給する固体デバイスである。線形レギュレータも満足な態様で
機能させることができるが、ＤＣを調整する好ましい方法はＰＷＭである。用途
および設計上の推奨に応じて、ＰＣＵ／レギュレータ１６０は、リターダ・ハウ
ジング内に一体化されてもよいし、あるいは隔離して取付けられてもよい。
【００５２】 ５．ＰＣＵ／レギュレータ１６０は、受信された外部信号１７０に基づいて車
両の減速要件を決定する。これらの要件は、アクセル・ペダル位置、速度に対す
るブレーキ・ペダル位置、または減速トルクの開始特徴で重要となり得る反作用
的なねじり応力のような他のパラメータなどの多様な信号によって決定すること
ができる。また、車両に関する具体的な信号システムは、信号を受信すると、Ｐ
ＣＵ／レギュレータ１６０のみが動作するように、あるいはそれが信号を常に受
信するが、受信信号の変化に従ってその機能を調節するように動作可能な設計に
することができる。
【００５３】 ６．加えられる減速トルクは完全に制御可能であり、パワー・トレインに対す
る応力を最小にするように調整することができ、また最も効率的な減速グラフを
実現する。受信された具体的な減速信号１７０は、ＰＭＧによって生成される使
用可能な電流の特定の比率に相関する。このように、励磁器の磁界によって使用
されるＰＭＧ電流の量は、０から１００％まで変動し得る。
【００５４】 この実施形態は、シフト・ダウン中にギヤを同期する助けとなるように、変速
機で一般的に使用される慣性ブレーキと置換えることができる。減速制御信号１
７０と同様に、入力信号（図示せず）を使用して、変速機のギヤを小さく動かし
て変速を補助することができる。
【００５５】 以上に説明した電磁リターダ・システムに関して、ＰＭＧ１４７は、車両のバ
ッテリまたはオルタネータから電流を導入せずに、リターダを励磁するために使
用される。しかし、少し変更するだけで、以上に説明した電磁リターダ・システ
ムは、今から説明するように、車両の他の機能を実行するように構成することが
できる。
【００５６】 Ｂ．第二実施形態 電磁リターダ／オルタネータの組合せ この組合せは、図６および図７に最も適正に例示されている。エンジンの回転
中は常に、同じエンジンによって典型的にベルト駆動されるオルタネータの機能
的な代用として、大型ＰＭＧを利用することができる。
【００５７】 ＰＭＧ１４７は、充電するためにＰＣＵ／レギュレータ１６０ａを介してバッ
テリ２６に接続することができるので、オルタネータの必要がなくなる。しかし
、ＰＭＧ１４７は、その出力が減速のために必要なときは、バッテリ２６を充電
するほどには大きくない。したがって、所望の減速トルクを生成するために必要
な電流を供給しながら、バッテリ２６を充電するための余剰容量を備えるように
設計することができる。これは回生ブレーキの形態として説明することができる
。
【００５８】 ＰＣＵ／レギュレータ１６０ａは２つの機能を果たす。
【００５９】 第１の機能は、バッテリ２６を充電するために一定の電圧を与え、さらにヘッ
ドライト、燃料ポンプなどの車両の他の電気的負荷のために電力を供給すること
である。その機能は、２４ボルトおよび新たに開発中の４２ボルト系などの運輸
産業でも使用される多様なレベルに容易に適合することができるが、これらの負
荷は、典型的には１２ボルト系に関して１３．５ボルトである。オルタネータを
従来通り使用する必要はなく、それはこの実施形態の一部ではない。
【００６０】 ＰＣＵ／レギュレータ１６０ａの第２の機能は、減速制御器１７０から適正な
信号を受信すると、ロータ１４６で磁界を生成するために、電流を誘起しかつそ
の電流を励磁器ステータ１５４に供給するパルス幅変調（ＰＷＭ）から得られる
ような可変出力電圧を供給することである。受信された具体的な信号は、ＰＭＧ
によって生成される使用可能な特定の比率の電流に相関する。このように、励磁
器の磁界によって使用されるＰＭＧ電流の量は、０から１００％まで変動し得る
。
【００６１】 第一実施形態のＰＣＵ／レギュレータ１６０は、単に励磁器ステータ１５４に
対する出力電圧供給を変動させるだけであるが、ＰＣＵ／レギュレータ１６０ａ
は、二重の出力機能を果たす。
【００６２】 この実施形態は、リターダ・ハウジングを変速機１１６と一体化し、それを変
速機のその入力側または出力側、好ましくはその入力側に配置することができる
。このリターダ・ハウジングは、ＰＭＧ１４７、励磁器発電機１４５、ＰＣＵ／
レギュレータ１６０ａ、整流器１４４、界磁巻線１４２および液冷の静止二重誘
導リング１５２を具備する。それは、装置全体が、変速機１１６におよび駆動軸
１５の周りに取付けられている単一ユニット内に収容されている好ましい実施形
態である。
【００６３】 しかし、必ずしも全構成要素が同一のハウジング内にある必要も、あるいはそ
のハウジングが変速機に取付けられている必要もない。この実施形態は、それが
エンジンのフライホイール・ハウジング内に一体化されていても、同様に機能す
ることができよう。
【００６４】 本発明の目的のために、上に説明した構成要素の一部または全部を収容するこ
とができる様々な構成を数多く設計することもできる。本発明は、全構成要素が
単一のハウジング内にあってもあるいはなくても、それにかかわらず実施するこ
とができる。必要なことは、上に説明した構成要素が、物理的に車両上に位置し
、かつここで説明した機能を果たすように動作可能に接続されていることだけで
ある。
【００６５】 Ｃ．第三実施形態 電磁リターダ／スタータの組合せ 図８は、リターダをエンジン２１２と一体化できることを例示する図である。
図９および図１０は、リターダとしておよびスタータとして機能するように、こ
のシステムを利用する第三実施形態を最も適正に例示する図である。ＰＣＵ２６
０の回路は、レギュレータ１６２と、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）または電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの制御可能な半導体スイッチの入力ステージを
有するインバータ／駆動装置２６４とを備える。これらの装置は通常、ＰＭＧ１
４７の出力電圧を整流および調整するように三相構成で配置されている。これら
の同じ装置を使用して、バッテリから得られるような平坦なＤＣレベルをＡＣに
切換えることもできる。
【００６６】 したがって、ＰＣＵ２６０を通じて、具体的にはバッテリ２６からＰＭＧ１４
７へ、電流を逆行させることが可能になり、そのＰＣＵをインバータとして利用
することができる。インバータ２６４の二方向性能力によって、目的の二重化が
可能になり、今やエンジン１２を始動するためのブラシなしスタータ・モータと
してＰＭＧ１４７を使用することが可能になる。
【００６７】 従来の独立型スタータは、フライホイールの歯付き外径をそれ自体のピニオン
・ギヤに噛合わせることによって動作して、エンジンを起動または始動する手段
となる。
【００６８】 この設計によって、別体の独立型スタータに対する必要がなくなる。それによ
って、コスト削減が得られるばかりでなく、頻繁に使用する構成要素をなくする
こと、すなわち、寄生的な役割に使用されるだけで、全体的な車両の電力効率を
低下させる時間をほとんどなくすることができる。
【００６９】 回転位置指示器（ＲＰＩ）２６２が備えられており、それは、ＰＭロータ１４
８の角位置を特定して、その情報を信号としてＰＣＵ２６０へ、具体的にはイン
バータ２６４へ提供することができる、レゾルバ、誘電または磁気ピックアップ
、あるいは光学的に符号化されたデバイスなどの適切な手段を表す。これらのデ
バイスは、普通に入手可能であり、この装置に容易に適合させることができる。
ＲＰＩ２６２は、静的であっても動的であってもよい。ＲＰＩ２６２は、エンジ
ンを始動すべきときに、駆動軸の具体的な静止位置を指示する。それによって、
ＰＭＧ１４７が最小進入電流でエンジンをすばやく始動することが可能になり、
バッテリ寿命を延ばす助けになる。
【００７０】 Ｄ．第四実施形態 電磁リターダ／スタータ減衰の組合せ 図１１および図１２は、第三実施形態で説明したシステムを利用して、トルク
減衰機能も含む第四実施形態を最も適正に例示する図である。電磁リターダ・シ
ステムは、減衰効果を備えるように変更することができ、したがって従来技術の
図１に示したフライホイール１４に対する必要をなくする。このリターダ・シス
テムは、能動ダンパとして使用されて、内燃機関、具体的にはディーゼル・エン
ジン内で生じるトルク脈動を減少させ、それによって変速機、差動機および他の
パワー・トレインの構成要素の寿命を延ばすことになる。
【００７１】 従来技術は、クランクシャフトの端部に機械的に結合されているフライホイー
ルを利用するのが一般である。このフライホイールは、それ自体の慣性をシステ
ムに対して及ぼすことによって、受動ダンパとして機能する。慣性は、エンジン
のトルク脈動および振動によって誘起されがちな速度変化に対する抵抗となる。
【００７２】 フライホイールによって与えられる減衰効果にほぼ匹敵するような慣性を生成
することができるので、フライホイールによって与えられる減衰機能をロータ・
アセンブリ１４０によって置換えることができる。
【００７３】 この能動ダンパは次のように機能することになる。すなわち、エンジンでの正
味トルクが、ひずみ計、トルク・トランスデューサなどによって検出される。リ
アルタイムの測定値２６６は、レギュレータ１６２にまたはインバータ２６４に
送信することができる。レギュレータ１６２が信号２６６を受取ると、第一実施
形態で説明したように、減速トルクが送出されるのと同じ方法で、補償トルクが
、リターダ１４１によってシステムに最終的に送出される。レギュレータ１６２
は、リアルタイムのトルク測定値２６６に応じて、振動を最小にする逆パルスを
生成するように、励磁器発電機１４５に供給される電流レベルを変化させる。こ
のような効果が図１５の波形線として例示されている。
【００７４】 別法としてインバータ２６４が信号２６６を受取ると、ＰＭＧ１４７を使用し
てエンジン２１２を始動するのと同じ方式で、補償トルクが、ＰＭＧ１４７によ
ってシステムに送出されることになる。
【００７５】 図１５を参照すると、トルクが縦座標上に表されており、一方、時間が横座標
上に表されている。ディーゼル・エンジンの場合、それは高圧縮比で動作するの
で、ディーゼル・エンジンは、重なり合う実質的な脈動構成要素と共に、正のト
ルクを特徴的に生成する。この脈動構成要素は、ねじり振動を生じる傾向にあり
、それらの振動が基本速度付近の不安定さとなる。典型的なエンジンの非減衰挙
動が、このグラフの左側に示されている。
【００７６】 そのため、ほとんどのエンジンは、ねじり振動に対抗してトルク脈動の激しさ
を低減するように、そのクランクシャフトに装着されたフライホイールを特徴と
して備えている。フライホイールは、その大きな慣性によってこの目的を果たす
。このグラフの中央部分は、どのようにしてエンジン・トルクが受動減衰される
かを示す。本発明によれば、フライホイールおよびその関連する慣性は、リター
ダおよびその生成される慣性と置換えることができる。
【００７７】 本発明は、リターダを使用することによって、車両の駆動軸に負のトルクを加
えることができるので、エンジンの正味トルク・パルスを検出することができ、
さらにリターダを制御して、エンジンによって誘起された振動をさらに低減する
ように、同じような、しかし逆のパルスを生成することができる。
【００７８】 図１５の右上側は、リターダにトルク・パルスを生成させた後に得られる、右
下側に示すようなトルクを示している。能動ダンパ・パルス列は正弦波を示す。
しかし、望ましくない副次効果が平均トルクを低下させるが、非常に低いトルク
脈動にするために、これらのパルスが正味パルスとほとんど正確に対抗するよう
に、Ｌ／Ｒ比によってこれらのパルスを形作ることができる。
【００７９】 既に説明したように、ＰＭＧ１４７をモータとして使用し、脈動によって、図
１５のｂで示す残存トルクの負の部分に対抗させることができる。このような場
合、平均トルクが最大化されるが、それは効率に対して有利な効果となる。ほと
んどの時間、ＰＭＧ１４７が発電機として機能しているので、この技術は、バッ
テリが完全に充電されている場合のみおよびＰＭＧ１４７が車両のオルタネータ
として動作する必要がない場合にのみ適用することができる。
【００８０】 Ｅ．第五実施形態 電磁リターダ／一時ブースタの組合せ 図１３および図１４は、第三実施形態で説明したシステムを利用して、一時的
なエンジン・ブースタとしてもＰＭＧ１４７を利用する第五実施形態を最も適正
に例示する図である。ＰＭＧ１４７が十分に大型化されると、ターボ過給に関連
する一般的な遅延を克服するために、それを使用して、一時的なエンジン・ブー
スタとして機能させることができる。この遅延は、タービンが全速までかなりゆ
っくりと加速されているときに発生する。このようにＰＭＧ１４７を使用するこ
とによって、ターボ過給機を有する車両の遅延を最小化または排除することがで
きる。第三実施形態で説明したスタータとして使用するのと非常に類似した方法
で、ＰＭＧ１４７をモータとして作動させる外部信号２７０の受信に応じて、Ｐ
ＭＧ１４７がパワー・トレインに付加的なトルクを与え、それによってパワー・
トレインの毎分回転数を増加させることになる。
【００８１】 Ｆ．その他の考察 リターダ・ロータ・アセンブリ２４０をエンジンのフライホイール・ハウジン
グ内に配置することが、リターダ・システムに関する好ましい位置となるのは、
それが大型のフライホイールと置換わり、しかも上で説明したように追加的な機
能が提供されるからである。上で説明した追加的な機能を果たすリターダ・シス
テムを有する利点には、コストの削減、全体的な燃料効率および信頼性の向上が
ある。
【００８２】 スタータおよびオルタネータなどの独立装置と比較して、第三から第五実施形
態で説明した一体型リターダ・システムは、その構成要素の幾つかを複数の機能
のために使用するので、コストの削減が実現する。
【００８３】 本発明の能動減衰能力を利用する主要な利点は、機械的な応力を低減すること
にあり、それによって変速機、差動機および他のパワー・トレインの構成要素の
寿命を延ばすことになる。このようにエンジンのねじり振動を能動的に削減する
ことを可能にするには、ひずみ計または他の類似装置などのトルク・センサを追
加するだけでよい。
【００８４】 Ｇ．車両の操作 このようにリターダ・システムに関連する機能のそれぞれを説明してきたが、
以下では、ここに説明したすべての機能を利用する一体型リターダおよび付属装
置（ＩＲＡＡＤ）の操作の簡単な説明である。
【００８５】 Ａ．運転者は、図９の始動信号３００として示されているキー・スイッチを回
すか、あるいはボタンを押下することによってエンジンを始動させる。このよう
な動作によって、インバータ２６４が起動されてバッテリ２６からＤＣ電力が取
出され、三相に変換され、かつＰＭロータ１４８がＰＭステータ１５６に対して
位置する場所にしたがって、それがこのステータ１５６に送出される。レギュレ
ータ１６２の構成によっては、始動信号３００の受信時に、そのレギュレータが
、励磁器ステータ１５４に電流を通さないようにする命令を要求する場合がある
。ＲＰＩ２６２によって、ＰＭＧ１４７は、最小進入電流でエンジンをすばやく
始動することができる。ブラシ型スタータは、その初期の低い抵抗のために、大
きな初期または進入電流を引起こすことができるが、バッテリ寿命には有害であ
ることがよく知られている。大きな進入電流は、ＲＰＩ２６２と組合せたＰＭＧ
１４７でエンジンを始動することによって回避することができる。
【００８６】 Ｂ．このようにしてエンジンが始動され回転すると、今や回転する駆動軸１５
から機械的な動力を導入するＰＭＧ１４７は、発電モードに反転して、ＡＣをＤ
Ｃに整流するＰＣＵ２６０に電力を供給し、その後バッテリ２６を充電する。バ
ッテリを充電するための電力供給には、始動モード中に選択的に使用された電力
装置が利用可能である。その間、減速の必要はなく、レギュレータ１６２は、電
流が励磁器ステータ１５４に送出されるのを阻止する。
【００８７】 Ｃ．シリンダの点火順序によって、実質的な振動または図１５に示したような
トルク・パルスが生成される。ロータ・アセンブリ１４０の慣性によって、ある
いはフライホイールが残置されていれば、そのフライホイールによって、それら
のパルスがある程度低減する。残存振動は、適正な場所に位置する変換器（図示
せず）によって感知される。その信号の振幅および周波数の特徴２６６が、ＰＣ
Ｕ２６０に送出される。信号２６６がレギュレータ１６２に送出されると、リタ
ーダ１４１が、同様なしかし正確に位相をずらしてパルスを生成するように、レ
ギュレータが応答電流を励磁器ステータ１５４に供給する。信号２６６がインバ
ータ２６４に送出されると、そのインバータは、バッテリ２６を使用してＰＭＧ
１４７を励磁し、同様なしかし正確に位相をずらしてパルスを生成する。したが
って、これらの２つの信号が、打消し合って、パワー・トレインの最小振動およ
び最大正味トルクが生成されることになる。
【００８８】 Ｄ．運転者が減速によって減速したいときは、足をアクセル／燃料ペダルから
離し、多様な手段のうちのいずれか１つによって減速を起動する。比例またはデ
ィジタル化減速信号１７０は、このようにＰＣＵ２６０内のレギュレータ１６２
によって受信され、そのＰＣＵが、受信された減速信号１７０に従って、それに
応じたレベルのＤＣ電流で、励磁器制御磁界を励磁する。励磁器ロータ１４６は
駆動軸１５上で回転しているので、励磁器発電機１４５の磁界は、励磁器ロータ
１４６内にＡＣ電圧を生じる。このＡＣ電圧は、励磁器ロータ１４６の出力と主
界磁巻線１４２に対する入力の間で固定配線される１組の整流器１４４によって
ＤＣへ整流される。整流器１４４は、それらが駆動軸１５上に位置しているので
、「回転」ダイオードと呼ばれる。このように、リターダ１４１が、励磁状態に
なり、さらに主界磁巻線１４２が、誘導リング１５２に取付けられた状態になる
と、回転する駆動軸１５に結合されている結果として界磁巻線１４２の回転と結
合された誘導リング１５２は、次式の関係に従って、誘導リング１５２内に熱の
形態をとる力を生成する。 Ｐ＝ＴＮ／５２５２ 上式で、Ｐは馬力で表した力であり、Ｔはフィート・ポンド単位で表したトル
クであり、Ｎは毎分回転数で表した速度である。
【００８９】 Ｅ．誘導リング１５２内で発生した熱は、流入口１８２から流入し、流出口１
８４から流出する冷却液に伝達される。既に説明したように、今やアイドリング
状態のエンジンは、冷却システムにほとんど熱を加えておらず、その冷却システ
ムが、リターダ１４１によって生成された熱を放散することができる。
【００９０】 Ｆ．減速サイクルが終わりに近づくと、効率を低減させる恐れのあるどんな残
存磁気も排除するように機能する回転磁界反転スイッチ（図示せず）によって、
磁界が反転される。
【００９１】 Ｇ．いったん減速がもはや必要なくなると、残存振動の周波数および振幅に従
って、レギュレータ１６２を使用してリターダ１４１を脈動させることによって
能動的な振動減衰が開始される。しかし、バッテリ２６が完全充電の状態になる
と、振動周期の負の部分を減衰するために、ＰＭＧ１４７をモータとして使用し
、さらにリターダの代用として使用することができ、したがって、正味トルク信
号２６６を受信したとき、より高い使用可能トルクが得られる。しかしながら、
この技術は電力をバッテリに依存し、それを消耗する傾向にあるので、断続的に
しか使用することができない。したがって、この目的のために、ＰＭＧ１４７を
モータとして使用する場合は、バッテリ２６を充電することができるように、そ
れを定期的に発電モードに反転させなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術に共通の典型的なパワー・トレインのブロック図である。
【図２】 従来技術に共通の電磁ドライブライン・リターダを利用する典型的なパワー・
トレインのブロック図である。
【図３】 パワー・トレインが、変速機と一体化した自己励磁型電磁リターダに組込まれ
ている本発明の第一実施形態のブロック図である。
【図３ａ】 変速機に対するリターダの位置に関する一代替構成を例示する図である。
【図４】 第一実施形態を例示する図３に示した自己励磁型リターダのブロック図である
。
【図５】 第一実施形態を例示する図４に示した自己励磁型リターダの概略ブロック図で
ある。
【図６】 第二実施形態を例示する一代替リターダ・システムのブロック図である。
【図７】 第二実施形態を例示する図６に示した自己励磁型リターダの概略ブロック図で
ある。
【図８】 エンジンに対するリターダの位置に関する一代替構成であり、リターダ・シス
テムの第三実施形態をさらに組込んでいる構成を例示する図である。
【図９】 第三実施形態としてリターダ、スタータおよびオルタネータの組合せを例示す
る一代替リターダ・システムのブロック図である。
【図１０】 第三実施形態を例示する図９に示したリターダ、スタータおよびオルタネータ
の組合せの概略ブロック図である。
【図１１】 第四実施形態としてリターダ、スタータ、オルタネータおよびダンパの組合せ
を例示する一代替リターダ・システムのブロック図である。
【図１２】 第四実施形態を例示する図１１に示したリターダ、スタータ、オルタネータお
よびダンパの組合せの概略ブロック図である。
【図１３】 第五実施形態としてリターダ、スタータ、オルタネータおよびＰＭＧブースタ
の組合せを例示する一代替リターダ・システムのブロック図である。
【図１４】 第五実施形態を例示するリターダ、スタータ、オルタネータおよびＰＭＧブー
スタの組合せの概略ブロック図である。
【図１５】 受動および受動／能動減衰を備える典型的なディーゼル・エンジンのトルク特
徴を例示する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 29/08 Ｈ０２Ｋ 29/08 ５Ｈ６２１ 49/02 49/02 Ｂ ５Ｈ６４９ Ｈ０２Ｐ 9/14 Ｈ０２Ｐ 9/14 Ｚ 9/48 9/48 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5H019 BB01 BB05 CC03 FF01 5H115 PA08 PC06 PI16 PI24 PO06 PU10 PV07 QE10 QI03 TO23 UI40 5H590 AA02 AA10 CA07 CA23 CC01 CC02 CC18 CC19 CC24 CD01 CD03 CE05 CE10 DD14 DD64 EA10 EB02 EB14 FA06 FA08 FB02 FC12 GA02 GA04 GB05 HA02 HA04 HB12 JA02 5H607 AA11 AA12 BB01 BB02 BB07 BB09 BB14 BB26 CC03 CC05 DD03 DD19 EE06 EE10 FF02 HH01 HH09 5H619 BB02 BB06 BB15 PP02 PP32 PP34 PP38 5H621 BB10 HH01 JK15 5H649 BB02 BB07 GG01 GG13 GG16 HH08 HH16 JK03 PP03 PP08

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンと、バッテリと、主駆動軸と、内部で前記主駆動軸
    が回転自在に支持されているハウジング構造とを有する車両の運動を、前記バッ
    テリからエネルギーを消耗せずに、制御可能に減速する方法であって、 ２つの相対的に回転自在な要素を有し、そのうちの一方が電流による励磁を必
    要とする界磁巻線である、電磁リターダ機構を選択する段階、 一方の要素が前記ハウジング構造に固着され、他方が主駆動軸に固着されてい
    る両方のリターダ要素を、前記主駆動軸に対して包囲する関係に配置する段階、 一方が永久磁石を担持し、他方が交流出力電圧を供給する巻線を有する２つの
    相対的に回転自在な要素を有する永久磁石発電機を選択する段階、 一方の要素が前記ハウジング構造に固着され、他方の要素がそれと一緒に回転
    する協働軸に固着されている両方の永久磁石発電機要素を、前記駆動軸と一緒に
    回転する前記協働軸に対して包囲する関係で配置する段階、 前記永久磁石発電機の前記出力電圧を制御ユニットに印加する段階、および 整流された電流を前記リターダの前記界磁巻線に調整して供給するために前記
    制御ユニットを利用する段階、を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記制御ユニットが、外部信号の受信に応答して、前記界磁
    巻線に利用可能な整流された電流を調整する、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 エンジンと、バッテリと、主駆動軸および前記主駆動軸を回
    転自在に支持するハウジング構造とを有する車両の運動を、バッテリからのエネ
    ルギーの消耗を最小にするように減速する方法であって、 ２つの相対的に回転自在な要素を有し、そのうちの一方が電流による励磁を必
    要とする界磁巻線である、電磁リターダ機構を選択する段階、 一方の要素が前記ハウジング構造に固着され、他方が主駆動軸に固着されてい
    る両方のリターダ要素を、前記主駆動軸に対して包囲する関係に配置する段階、 一方が永久磁石を担持し、他方が交流出力電圧を供給する巻線を有する２つの
    相対的に回転自在な要素を有する永久磁石発電機を選択する段階、 一方の部分が前記ハウジング構造に固着され、他方の部分が協働軸に固着され
    ている両方の永久磁石発電機要素を、前記駆動軸と一緒に回転する前記協働軸に
    対して包囲する関係に配置する段階、 励磁巻線を備えるロータとステータとを有する励磁器発電機を選択し、前記主
    駆動軸に前記ロータを固着し、かつ前記ハウジング構造に前記ステータを固着す
    る段階、 前記永久磁石発電機の前記交流出力電圧を制御ユニットに印加し、それによっ
    て前記制御ユニットを使用して、前記励磁器発電機の励磁巻線に、整流された電
    流のレベルを調整する段階、および 次いで、前記励磁器発電機の前記ロータからの前記出力を整流し、かつ前記主
    駆動軸の回転を減速するトルクを生成するために、前記このようにして整流され
    た出力を前記リターダの前記界磁巻線に印加する段階、を含む方法。
  4. 【請求項４】 前記リターダの前記界磁巻線要素が前記主駆動軸に固着され
    、 前記永久磁石を担持する前記永久磁石発電機の前記部分が前記主駆動軸に固着
    され、 前記電磁リターダ機構の前記巻線が、前記主駆動軸に固着され、 前記励磁器発電機の前記出力を整流するために、一緒に回転する前記主駆動軸
    に固着された整流器が使用される、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 車両の運動を制御可能に減速する装置であって、 エンジンおよび主駆動軸と、 前記主駆動軸が回転自在に支持されているハウジング構造と、 前記主駆動軸に対して包囲する関係に、前記ハウジング構造に固着された誘導
    リングと前記主駆動軸に固着された界磁巻線とを有する電磁リターダ機構と、 前記主駆動軸に固着された永久磁石を担持するロータ、および交流出力電圧を
    供給するために前記ハウジング構造に固着された出力巻線を有するステータを有
    する永久磁石発電機と、 前記リターダの前記界磁巻線に整流された電流を供給し、それによって前記主
    駆動軸の回転を減速するトルクを生成するために、軸の回転中、前記永久磁石発
    電機からの出力電圧に応答する電気回路手段とを備える装置。
  6. 【請求項６】 前記電気回路手段が、前記主駆動軸によって担持されたロー
    タを有する励磁器発電機と、前記ハウジング構造に固着された励磁器巻線と、前
    記永久磁石発電機の前記出力電圧を前記励磁器発電機の前記励磁器巻線に供給す
    る制御回路手段と、前記励磁器発電機の前記出力を整流し、かつこのように整流
    された電流を前記リターダの前記界磁巻線に供給する整流器回路とを具備する、
    請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 主駆動軸およびそれを回転自在に支持するハウジング構造と
    、 前記主駆動軸に対して包囲する関係に、それに固着された界磁巻線および前記
    ハウジング構造に固着された誘導リングを有する電磁リターダ機構と、 前記主駆動軸に固着された永久磁石ロータ、および軸回転に応じて交流出力電
    圧を供給するために前記ハウジング構造に固着された出力巻線を有する永久磁石
    発電機と、 交流出力電圧を生成するために、前記主駆動軸に固着されたロータと、前記ハ
    ウジング構造に固着された励磁巻線を備えたステータとを有する励磁器発電機と
    、 前記励磁器発電機の前記励磁巻線に電力を供給するために、前記永久磁石発電
    機の前記交流出力電圧を受取る電力制御ユニットと、 前記永久磁石発電機の前記出力巻線から前記励磁発電機の前記ステータを選択
    的に励磁するために、前記電力制御ユニットを選択的に制御する制御器と、 前記主駆動軸の回転を減速するトルクを生成するように、前記励磁器発電機の
    前記ロータからの前記交流出力を整流し、かつ前記このように整流された出力を
    前記リターダの界磁巻線に印加するために、主駆動軸によって担持され、それと
    一緒に回転する整流器とを備える車両リターダ・システム。
  8. 【請求項８】 エンジンと、バッテリと、駆動軸と、前記駆動軸に協働可能
    に関連する電磁リターダとを有する車両において、 前記駆動軸に協働可能に関連する永久磁石モータ／発電機、 前記エンジンを始動するために前記駆動軸に駆動トルクを加えるように、前記
    バッテリから前記永久磁石モータ／発電機へエネルギーを伝達するために、エン
    ジンを始動することが望まれるときに、選択的に動作可能な第１の電子回路手段
    、および 前記エンジンが回転しているときに、かつその時に、前記駆動軸の回転に応じ
    て、前記永久磁石モータ／発電機によって電気エネルギーが生成されているとき
    に、前記軸回転を減速するために前記駆動軸にトルクを加えるように、前記永久
    磁石モータ／発電機によってその時に生成されている電気エネルギーを前記電磁
    リターダに加えるために、選択的に動作可能な第２の電子回路手段、を含む改良
    された車両。
  9. 【請求項９】 前記電磁リターダが、前記駆動軸上に担持された界磁巻線と
    、誘導ドラムとを含み、前記車両が、前記誘導ドラムに動作可能に結合されてい
    る液冷システムをさらに含む、請求項８に記載の車両。
  10. 【請求項１０】 前記電磁リターダが、前記駆動軸上に担持された界磁巻線
    と、誘導ドラムとを含み、前記駆動軸上に担持されたロータを有する励磁器発電
    機と、界磁巻線とをさらに含み、前記永久磁石発電機が、前記第２の電子回路手
    段を介して前記励磁器発電機の前記界磁巻線に接続され、かつ前記励磁器発電機
    の前記ロータからの前記出力が、同様に前記駆動軸上に担持された整流器回路を
    介して前記リターダの前記界磁巻線に接続されている、請求項８に記載の車両。
  11. 【請求項１１】 前記軸の回転位置を感知し、かつ始動動作の間、エンジン
    ・トルクを変更する前記第１の電子回路手段に、前記回転位置を提供する感知手
    段をさらに含む、請求項８に記載の車両。
  12. 【請求項１２】 前記軸のトルク出力を感知する感知手段をさらに含み、該
    感知手段がトルク・ダンパとして機能するように、前記軸に加えられたトルクを
    変更する前記第２の電子回路手段によって使用される、請求項８に記載の車両。
  13. 【請求項１３】 エンジンと、バッテリと、駆動軸と、前記駆動軸に駆動可
    能に結合された電磁リターダとを有する車両において、 前記駆動軸に駆動可能に結合された永久磁石モータ／発電機、 前記エンジンが回転しているときに、かつその時、前記駆動軸の回転に応じて
    、前記モータ／発電機によって電気エネルギーが生成されているときに、前記駆
    動軸の回転を減速するために、出力電圧を生成しかつそれからの電気エネルギー
    を電磁リターダに印加する、選択的に動作可能なリターダ電子回路手段、および 前記バッテリを充電するために、前記モータ／発電機出力を選択的に前記バッ
    テリに接続するバッテリ充電電子回路手段、を含む改良された車両。
  14. 【請求項１４】 前記電磁リターダが、駆動軸上に担持された界磁巻線と、
    誘導ドラムとを具備し、前記車両が、前記誘導ドラムに動作可能に結合されてい
    る冷却システムをさらに具備する、請求項１３に記載の車両。
  15. 【請求項１５】前記電磁リターダが、前記駆動軸上に担持された界磁巻線と
    、誘導ドラムとを含み、そして、前記駆動軸上に担持されたロータを有する励磁
    器発電機と、界磁巻線とをさらに含み、前記永久磁石発電機が、前記リターダ電
    子回路手段を介して前記励磁器発電機の前記界磁巻線に接続され、かつ前記励磁
    器発電機の前記ロータからの前記出力が、同様に前記駆動軸上に担持された整流
    器回路を介して前記リターダの前記界磁巻線に接続されている、請求項１３に記
    載の車両。
  16. 【請求項１６】 前記軸の回転位置を感知する感知手段と、前記感知手段に
    接続されたスタータ電子回路手段とをさらに含み、前記スタータ電子回路手段が
    、前記感知手段から前記軸の回転位置を受信すると、前記バッテリ内に蓄えられ
    た電気エネルギーを使用して、前記永久磁石モータ／発電機を励磁し、前記駆動
    軸を回転させて前記エンジンを始動させる、請求項１３に記載の車両。
  17. 【請求項１７】 前記エンジンによって生成された正味トルクを感知する感
    知手段と、前記電磁リターダをトルク・ダンパとして利用するために、前記感知
    手段を前記リターダ電子回路手段に接続する第１のダンパ回路手段とをさらに含
    む、請求項１３に記載の車両。
  18. 【請求項１８】 前記エンジンによって生成された正味トルクを感知する感
    知手段と、前記永久磁石モータ／発電機をトルク・ダンパとして利用するために
    、前記感知手段を前記リターダ電子回路手段に接続する第２のダンパ回路手段と
    をさらに含む、請求項１３に記載の車両。
  19. 【請求項１９】 前記エンジンがターボ過給され、前記ターボ過給機能が要
    求されるときに、要求と起動との間に遅延が存在し、前記車両が、そのターボ過
    給機能が要求されるときを感知する感知手段と、前記遅延の間、追加的な正のト
    ルクを前記車両のパワー・トレインに供給するために、前記永久磁石モータ／発
    電機を利用するためのエネルギーを前記バッテリから供給する一時ブースタ回路
    手段とをさらに含む、請求項１３に記載の車両。
  20. 【請求項２０】 エンジン、バッテリおよび駆動軸を有する車両において、
    前記エンジンの動作に固有の入力エネルギー脈動にもかかわらず、前記駆動軸に
    加えられた駆動トルクを制御する装置であって、 前記駆動軸に駆動可能に結合された電磁リターダ、 前記駆動軸に駆動可能に結合された永久磁石モータ／発電機、 前記エンジンが回転しているときに、かつその時に、前記駆動軸の回転に応じ
    て、前記モータ／発電機によって電気エネルギーが生成されているときに、前記
    軸回転を減速するために前記駆動軸にトルクを加えるように、前記モータ／発電
    機によってその時に生成されている電気エネルギーを、前記電磁リターダに加え
    るために、選択的に動作可能な電子回路手段、 前記軸の回転位置を連続的に感知する、前記駆動軸に結合された第１の感知手
    段、 前記駆動軸によって担持されているトルク負荷を連続的に感知する、前記駆動
    軸に結合された第２の感知手段、および 前記電磁リターダによって前記駆動軸に加えられたトルクを連続的に変更する
    前記感知手段の両方に応答する手段、を含む装置。
  21. 【請求項２１】 前記電磁リターダが、前記駆動軸上に担持された界磁巻線
    と、誘導ドラムとを含み、前記車両が、前記誘導ドラムに動作可能に結合されて
    いる冷却システムをさらに含む、請求項２０に記載の車両。
  22. 【請求項２２】 前記電磁リターダが、前記駆動軸上に担持された界磁巻線
    と、誘導ドラムとを含み、前記駆動軸上に担持されたロータを有する励磁器発電
    機と、界磁巻線とをさらに含み、前記永久磁石発電機が、前記電子回路手段を介
    して前記励磁器発電機の界磁巻線に接続され、かつ前記励磁器発電機の前記ロー
    タからの出力が、同様に前記駆動軸上に担持された整流器回路を介して、前記リ
    ターダの前記界磁巻線に接続されている、請求項２０に記載の車両。
  23. 【請求項２３】 始動動作の間、前記エンジン・トルクを変更する、前記第
    １の感知手段が接続されている第２の電子回路手段をさらに含む、請求項２０に
    記載の車両。
  24. 【請求項２４】 前記電磁リターダをトルク・ダンパとして利用する、前記
    第２の感知手段が接続されている第３の電子回路手段をさらに含む、請求項２０
    に記載の車両。
  25. 【請求項２５】 回転自在の駆動軸に沿って正のトルクを生成する、車両用
    の駆動システムにおいて、その改良が、界磁巻線と、ロータを有する励磁器発電
    機と、ロータを有する永久磁石発電機とを具備する電磁リターダであって、前記
    界磁巻線と、前記励磁器発電機の前記ロータと、前記永久磁石発電機の前記ロー
    タとが、前記回転自在の駆動軸の周りおよびそれに結合されている電磁リターダ
    と、前記永久磁石発電機によって生成された交流電流を整流し、かつ前記このよ
    うに整流された出力を前記励磁器発電機に印加する第１の手段と、受信された外
    部信号に応答して、前記励磁器発電機を選択的に励磁するために整流する前記第
    １の手段を選択的に制御する制御器と、前記回転自在の駆動軸の回転を減速する
    トルクを生成するために、前記励磁器発電機の前記ロータからの交流出力を整流
    し、かつ前記このように整流された出力を、前記バッテリおよびオルタネータに
    電気的に接続する必要がない前記リターダの前記界磁巻線に印加する第２の手段
    とを追加することを含む車両用の駆動システム。
  26. 【請求項２６】 エンジン、変速機および駆動軸を有する車両のパワー・ト
    レインで使用する電磁リターダであって、 ロータおよびステータを有し、前記ロータが前記駆動軸上に取付けられ、前記
    駆動軸が回転しているときに第１の電流を生成する永久磁石発電機と、 ステータと前記駆動軸上に取付けられているアーマチュアとを有する励磁器発
    電機と、 前記励磁器発電機と前記永久磁石発電機の間に直列に電気的に接続され、外部
    制御信号を受取ってその機能を制御することができるレギュレータと、 前記駆動軸の円周の周りに配置された巻線リターダ磁界と、 前記駆動軸上に取付けられ、前記巻線リターダ磁界と前記励磁器発電機の間に
    位置する少なくとも１つの整流器と、 前記巻線リターダ磁界の周りに位置し、前記車両の冷却システムに結合するた
    めの流入および流出口を有する静止誘導ドラムとを備え、 前記レギュレータが、受信された制御信号に応答して前記第１の電流の一部を
    整流して前記励磁器発電機に供給し、その発電機が第２の電流を生成し、次に前
    記第２の電流が、前記少なくとも１つの整流器によって整流されかつ前記誘導リ
    ングと前記界磁巻線の間に減速トルクを生成するために利用される電磁リターダ
    。
  27. 【請求項２７】 ハウジング構造と、 前記構造内に取付られ、それに対して回転自在な駆動軸、 それぞれが前記軸を包囲し、一方の部分が前記軸と一緒に回転するようにそれ
    に固着され、かつ他方が前記ハウジング構造に固着されている静止部分である２
    つの相対的に回転自在な部分を有するリターダ機構、 前記リターダの電磁作用を創出し、それによって前記軸の回転を減速するため
    に、電流を受取る回路手段、 前記軸によって堅固に担持されているロータと、前記ハウジングから堅固に支
    持されている巻線とを有する、出力電圧を生成するための永久磁石発電機、 前記発電機巻線から前記出力電圧を受取るための、前記ハウジング構造から支
    持されている電力制御ユニット、 前記リターダの前記回路手段への、前記永久磁石発電機巻線の前記出力電圧を
    選択的に制御する制御手段、を備える車両装置。
  28. 【請求項２８】 バッテリをさらに具備し、前記制御手段が、前記バッテリ
    を充電するために前記出力電圧を前記バッテリに供給することも選択することが
    できる、請求項２７に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記車両軸上に取付けられた回転部分を有する別体の励磁
    器発電機をさらに具備し、前記永久磁石発電機の前記出力電圧が前記励磁器発電
    機に印加され、その励磁器発電機が励磁電圧を前記リターダに供給する、請求項
    ２７に記載の装置。
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