JPS6022499A - 内燃機関付車輛の発電装置 - 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、自動車の如き内燃機関付車輌の発電装置に係
り、特に内燃機関ににり駆動される発電機の駆動制御装
置に係る。

自動車等の車輌は電気装置へ電力を供給するオルタネー
タ（交流発電機）の如き発電機を有しており、該発電機
は、ベルト式伝動装置により車輌の原動機に内燃機関に
駆動連結され、内燃機関によって駆動されるようになっ
ている。車輌に搭載された発電機は内燃機関ににり駆動
されることにより発電機の出力電流が飽和値に達するま
では発電機の出力電圧は機関回転数に比例して変化する
。

従来一般に、通常の車輌運転中に於て機関回転数が最も
低くなるアイドル運転時に於ても発電機が所定の出力電
流を生じるよう、換言すればアイドル運転時に於ても発
電機が最少必要値の回転数にて回転駆動されるよう、前
記ベルト式電動装置のプーリ比が定められており、この
プーリ比は燃料経済性の改善のために推進されているア
イドル回転数の低下に伴い大きくなる傾向にある。しか
し、前記プーリ比が大きくなるに従って内燃機関の補機
損失が増大し、特に内燃機関が高速運転されているとき
には発電機が過剰な回転数にて回転駆動され、無駄な補
機損失が増大し、これが内燃機関の加速性能、高速運転
性能を悪化し、また燃料経済性を悪化する原因になって
いる。

本発明は、−Ｌ述の如き内燃機関付車輌に於ける発電装
置の不具合に鑑み、発電機の回転数と内燃機関の回転数
との比を可変制御でき、これによりアイドル運転時も高
速運転時も適切な回転数にて回転駆動され、内燃機関の
補機損失を無駄に増大することがない改良された発電装
置を提供することを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、オルタネータの如き発
電機と、入力部材を内燃機関に駆動連結され出力部材を
前記発電機の入力部材に駆動連結された遊星歯車装置の
如き変速装置と、前記変速装置の変速比を制御づるり°
−ボ装置どを有している如き内燃機関刊車輌の発電装置
にＪ：って達成される。

かかる構成によれば、アイドル運転時の如く、内燃機関
の回転数が低いときには前記変速装置の変速比（出力部
材の回転数／入力部材の回転数）が増大されることによ
り発電機の回転数が最小必要値以」ニに維持され、また
高速運転時の如く内燃一機関の回転数が高いときには前
記変速装置の変速比が減少されることにより発電機の回
転数が過剰に高騰することが回避され、内燃機関の無駄
な補機損失が減少する。

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による発電装置の一つの実施例を示して
いる。図に於て、１はオルタネータを示しており、該オ
ルタネータは、ハウジング２内に固定配置された円環状
のステータコア３及びステータコイル４と、前部軸受５
と後部軸受６とによりハウジング２に回転可能に支持さ
れたロータ軸７と、フィールドコイル８ａとロータコア
８１）とからなりロータ軸７に固定担持されたロータ８
と、フィールドコイル８ａへ通電を行うブラシ９及びス
リップリング１０とを有しており、フィールドコイル８
ａが励磁された状態にてロータ８が回転することにより
ステータコイル４に電流を生じるようになっている。

ロータ軸７の先端部には軸受１１によりプーリ１２が回
転可能に設けられている。プーリ１２は図示されていな
い無端伝動ベルトによって図示されていない内燃機関の
クランク軸に取付けられたプーリに駆動連結され、内燃
機関によって回転駆動されるようになっており、プーリ
１２とロータ軸７とは遊星歯車装置１３によって駆動連
結されている。

遊星歯車装置１３は、キー１４によってロータ軸７に固
定されたサンギヤ１５と、一方向クラッチ１６によって
［１−９軸７に接続されたリングギヤ１７ど、プーリ１
２に回転可能に担持されサンギヤ１５とリングギヤ１７
とに同時に噛合する複数個のプラネタリビニオン１８と
を有している。

リングギヤ１７は電磁ブレーキ１９によってハウジング
２に選択的に固定されるようになっている。電磁ブレー
キ１９は、ハウジング２に固定されたコイル２０及びコ
ア２１と、リングギヤ１７のハブ部にスプライン係合し
たブレーキディスク２２どを含んでおり、コイル２ｏに
通電が行われてこれが励磁し、］コア１が磁化すること
によりブレーキディスク２２を磁気的に吸着し、リンク
ギヤ１７をハウジング２に固定するようになっている。

遊星歯車装置１３は、電磁ブレーキ１９によってリング
ギヤ１７を固定されている時にはプーリ１２の回転に伴
いプラネタリビニオン１８がシン５− ギヤ１５の周りを公転しつつ自転し、サンギヤ１５の回
転速度を増速する。即ち、この時には遊星歯車装置１３
が増速装置として作用し、ロータ軸７がプーリ１２より
高速麿にて回転するようになる。

これに対し電磁ブレーキ１９が解放状態にあってリング
ギヤ１７が固定されていない時には、プーリ１２の回転
に伴いプラネタリビニオン１８がサンギヤ１５の周りを
公転しつつ自転することによりリングギヤ１７が回転し
、ロック状態となってロータ軸７がリングギヤ１７と一
体的に回転するようになる。即ち、この時にはプーリ１
２とロータ軸７とが直結され、ロータ軸７はプーリ１２
と同速度にて回転するようになる。

ハウジング２には第２図に示されている如きボルテージ
レギュレータ２４を収納した電気装置ケース２３が取付
けられている。

電磁ブレーキ１９のコイル２０に対する通電制御は、オ
ルタネータ１の要求出力特性に応じて適宜に行われてよ
（、例えば、アイドルスイッチに６− よって内燃機関がアイドル運転されているか否かを検出
し、アイドル運転時二のみ′ｉＭ星歯車装置１３が増速
装置と（）て作用してロータ軸７が増速回転駆動される
にう、或いはオルタネータ１の出力電流或いは出力電圧
を電流セン１す或い（よ電圧センサにより検出し、電流
値或いは電圧値が所定の定格値以下である時にのみ遊星
歯車装置１３が増速装置として作用して［１−９軸７が
増速回転駆動されるようになっていてＪ：い。

電磁ブレーキ１９の二１−「ル２０に対する通電制御は
マイク［１コンピユータを用い、内燃機関の回転数、と
オルタネータ１のフィールドコイル８ａの電圧値とに応
じて以下に説明する如く制御されてもＪ：い。

第３図はマイクロコンピュータを用いた通電制御装置の
一つの実施例を示している。第３図に於て、２５はマイ
ク［ｌ二１ンピ１−タを、２６はオルタネータを駆動す
る内燃機関の回転数を検出する回転数セン→）−を、２
７はオルタネータ１のフィールドコイル８ａの電圧値を
検出する電圧センサを各々示している。電圧センサ２７
は、第２図に示されている如く、フィールドコイル８ａ
の通電回路の途中に設けられたシャット抵抗素子Ｒと並
列に設けられていてよい。

第４図はマイクロコンピュータ２４による電磁１１ノー
キ１９の制御ルーチンを示している。このルーチンは所
定時間毎或いは所定クランク角毎に実行され、ステップ
１に於ては、回転数センサ′２６により検出された内燃
機関の回転数ＮＯが所定値、例えば８　’Ｏ’Ｏｒｐｍ
より小さいか否かの判別が行われる。Ｎｅ≦８　’０　
’Ｏｒｐｍである時には、即ちアイドル運転時にはステ
ップ２へ進み、これに対しＮＯ≦８　’Ｏ’Ｏｒｐｍで
ない時にはステップ３へ進む。

ステップ２に於ては、電圧センサ２７により検出された
フィールドコイル８ａの電圧値Ｆｖが所定値、例えば０
．７Ｖより大きいか否かの判別が行われる。Ｆｖ≧０．
７ｖである時はステップ４へ進み、これに対しＦｖ≧０
．７’Ｖでない時にはステップ５へ進む。

ステップ５に於ては、電圧セン４Ｉ２７により検出され
たフィールドコイル８ａの電圧値［Ｖが所定値、例えば
０．４Ｖ以−１−であるか否かの判別が行われる。ＦＶ
≧０．４ｖである時にはスップ４へ進み、これに対しＦ
ｖ≧０．４Ｖでない時にはスフツブ３へ進む。

ステップ３）に於ては、フラグ１：がＯであるか否かの
判別が行われる。フラグＦは電磁ブレーキ１９のコイル
２０に通電が行われているか否かを示すフラグであり、
Ｆ＝’Ｏである時にはコイル２０に通電が行われておら
ず、Ｆ、、＝１である時にはコイル２０に通電が行われ
ている。ステップ３に於てＦ　＝　’Ｏである時にはり
セン１〜され、これに対しＦ−〇でない時にはステップ
６へ進む。

ステップ６に於ては、コイル２０に対する通電が停止さ
れる。これによりこの時にはロータ軸７は増速されるこ
となくプーリ１２と同一速度にて回転する。

ステップ６の次はステップ７へ進み、このステップに於
ては、フラグＦが０とされる。ステップ−〇− ７０次はリセットされる。

ステップ４に於ては、フラグＦが１であるか否かの判別
が行われる。Ｆ＝１である時にはリセットされ、これに
対しＦ＝１でない時にはステップ８へ進む。

ステップ８に於ては、電磁ブレーキ１９のコイル２０に
通電が行われる。これによりこの時には遊星歯車装置１
３のリングギヤ１７が固定され、遊星歯車装置１３が増
速装置として作用することによりロータ軸７がプーリ１
２より高速度にて回転するようになる。

ステップ８の次はステップ９へ進み、このステップに於
ては、フラグＦが１にされる。ステップ９の次はリセッ
トされる。

上述の如き制御ルーチンが実行されることにより、機関
回転数が８　’Ｏ’Ｏｒｐｍ以下で且フィールドコイル
８ａの電圧値が０．４Ｖ以上である時にはオルタネータ
１のロータ軸７が増速回転され、これに対し機関回転数
が８　’０　’Ｏｒｐｍ以上である時にはオルタネータ
１のロータ軸７が直結駆動される。

１０− 以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
泉省にどって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関付車輌の発電装置の一つ
の実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示された発
電装置の電気回路図、第３図は本発明による発電装置の
制御装置の一つの実施例を示Ｊ゛ブロック線図、第４図
は第３図に示された制御装置の制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。 １・・・Ａルタネータ、２・・・ハウジング、３・・・
ステータコア、４・・・ステーター１イル、５．６・・
・軸受。 ７・・・ロータ軸、８・・・［！−タ、８ａ・・・フィ
ールドコイル、８１）・・・ロータコア、９・・・ブラ
シ、１０・・・スリップリング、１１・・・軸受、１２
・・・プーリ、１３・・・遊星歯車装置、１４・・・キ
ー、１５・・・サンギヤ。 １６・・・一方向クラッチ、１７・・・リングギヤ、１
８・・・プラネタリビニオン、１９・・・電磁ブレーキ
、２０・・・コイル、２１・・・コア、２２・・・ブレ
ーキディスク、２３・・・電気装置ケース、２４・・・
ボルテージレギュレータ、２５・・・マイクロコンピュ
ータ、２６・・・回転数センサ、２７・・・電圧センサ
特６り出願人　トヨタ自動車株式会社 代　埋　人　弁理士　明石　昌毅 ５３１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電機と、入力部材を内燃機関に駆動連結され出力部材
   を前記￥ｅ重電機入力部材に駆動連結された変速装置と
   、前記変速装置の変速比を制御するサーボ装置とを有し
   ている内燃機関付車輌の発電＠置。