JP2004519184A - 熱機関を備える自動車のためのリバーシブルな多相回転電気機器を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

発電機として、すなわちオルタネータモードで、または特に熱機関を始動するための電動モータとして作動できる、熱機関を備えた自動車用の、オルタネータ兼ステータと称されるリバーシブルな多相回転電気機器を制御するための方法において、電動モータモードで作動中に異なる速度／トルク特性曲線に対応する２つのモード、すなわち、低速度および大トルクで自動車を始動するよう、自動車の熱機関を駆動することができる、スタータモードと称される第１モードと、前記第１モードよりも速い速度およびより小さいトルクで電気機器だけを、または少なくとも１つのパワー消費ユニット、または熱機関を駆動できる補助モータモードと称される第２モードとに従って前記電気機器を駆動することを特徴とする、リバーシブルな多相回転電気機器を制御する方法を提供する。

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、リバーシブルな回転電気機器、例えば車両用、特に自動車用オルタネータ兼スタータに関する。
【０００２】
かかる電気機器は、例えば欧州特許公開第０２６０１７８６号、フランス国特許公開第２７４５４４４号および同第２７４５４４５号公報に記載されている。より詳細については、これらの文献を参照されたい。
【０００３】
多相タイプのこの電気機器は、一方では電流発生器として作動し、他方では電動モータとして作動する。
【０００４】
従って、この電気機器は、特に自動車のバッテリーを充電したり、パワー（電力）消費ユニットに給電するための、例えば付属品に給電するためのオルタネータとして働き、かつ自動車の熱機関としても知られる内燃機関のスタータリングギアを駆動し、自動車を始動するためのスタータとしても働く。
【０００５】
この目的のために、オルタネータのアーマチュアからの出力端に設けられた整流ブリッジは、オルタネータの位相を制御するためのブリッジとしても働く。このブリッジは、インバータとも称される。
【０００６】
（技術の状態）
一実施例におけるこの回転電気機器は、公知の態様で、自動車のエンジンフライホイールに連動しており、例えばこのフライホイールに固定されているので、自動車の熱機関のクランクシャフトと同じ回転速度で回転し、エンジンのフライホイールを回転駆動する。エンジンのフライホイールは、可能な場合には、２つの部品から構成され、これら２つの部品の間で作用する弾性部材が設けられたダンピングフライホイール、または可撓性フライホイールを形成する。
【０００７】
これらいずれのケースにおいても、電気機器のロータは、これら２つの部品の一方によって支持されている。
【０００８】
変形例では、リバーシブル電気機器は運動伝達装置、例えばプーリーとベルトを備える装置により、クランクシャフトと共に回転するよう、クランクシャフトによって駆動される。この場合、回転電気機器は、クランクシャフトの速度よりも速い速度で回転する。
【０００９】
いずれのケースにおいても、この回転電気機器は、
従来通り、２つの集電リングと、これら集電リングに接触し、励磁電流を流す２つのブラシが関連した、インバータを構成する巻線ロータと、
最も多い三相構造の場合に、星形またはデルタ形に接続され、オルタネータモードで作動する際には変換された電力を整流ブリッジに伝える、アーマチュアを構成するいくつかのコイル、すなわち巻線を支持する多相ステータとを備えている。
【００１０】
このブリッジは、アーマチュアの種々の位相コイルにリンクされており、バッテリーの正の電源ターミナルにリンクされた自動車の車載ネットワークの給電ラインとアースとの間に取り付けられている。
【００１１】
このブリッジは、例えばＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタ、またはより一般的には、フランス国特許公開第２７４５４４５号公報に記載されているようなスイッチが組み込まれた、ダイオードを備えたいくつかのアームを有する。
【００１２】
モータモードでのかかる電気機器の作動は、インバータに直流電流を流し、例えばステータの位相コイルに、１２０度位相のずれた、理想的には、サイン波状（場合によっては台形または矩形波状も使用可能）の信号を、同期した状態で送ることにより行われる。
【００１３】
この整流器および制御ブリッジは、電子制御およびモニタモジュールによって駆動される。このブリッジおよびその制御モジュールは、電子制御兼モニタユニットと称されるユニットに属し、回転電気機器の外部に設置されることが多く、バッテリーの電圧をできるだけ一定に維持するようになっている電圧をレギュレートするためのレギュレータ装置を有する。これらの手段は、電動モータモードでは短絡される。
【００１４】
このユニットは、コンピュータ、例えばマイクロコントローラを含む。
【００１５】
また、電動モータモードにおいて、適正な時間に、電流を適当な位相コイルに注入し、もってステータの対応する巻線に電流を注入するために、ロータの回転角位置をトラッキングするための手段が設けられている。
【００１６】
光学的タイプの変形例では、磁気タイプとなっていることが好ましいこれら手段は、電子制御兼モニタユニットに情報を送るようになっている。これらの手段は、例えば２０００年１１月２０日に出願されたフランス国特許公開第２８０７２３１号および２０００年３月１０日に出願されたフランス国特許公開第２８０６２２３号に記載されている。
【００１７】
従って、これらの手段は、電気機器のロータまたはプーリーに共に回転するよう、これらにロックされたターゲットと、ターゲットの通過を検出するホール効果、すなわち磁気抵抗タイプ、好ましくは、磁気タイプの少なくとも１つのセンサとを有する。
【００１８】
好ましくは、少なくとも３つのセンサが設けられており、これらのセンサは、ステータを固定的に支持し、ロータを回転可能に支持するための、回転電気機器が含む前方または後方ベアリングによって支持されている。
【００１９】
欧州特許公開第０７１５９７９号では、電気機器を補助モータとして作動させるための装置が設けられている。より詳細に説明すれば、自動車が停止している時に、自動車の空調装置を始動するために、プログラムを順に実行できるように、補助バッテリーが設けられている。
【００２０】
このようにするために、リバーシブル電気機器および空調装置のコンプレッサは、熱機関が作動する際には、熱機関によって駆動され、自動車が停止しており、電気機器がモータモードで作動する際には、熱機関を駆動しないように、単一方向変速機を介して熱機関にそれ自身が結合されている回転部材と共に回転するように、一体的となっている。
【００２１】
２０００年１２月１２日に出願された、フランス国特許願第００ １６１３３号明細書には、特に自動車の熱機関が赤信号で停止にされている時に、電気機器を補助モータとして作動させるための装置も設けられている。
【００２２】
いずれのケースにおいても、電子制御兼モニタユニットが設けられている。このモータユニットは、電気機器が発電機として、すなわち、オルタネータモードで作動する時に、インダクタ内を流れる電流強度をモニタする電圧レギュレータ装置に電気機器の巻線ロータを接続できるようにし、かつ、電気機器が電動モータとして、特に始動モータとして作動する時に、電気機器のステータを制御装置、インバータに接続し、ロータの回転角位置のセンサの関与により、アーマチュアの位相コイルを逐次駆動できるようにする切り替えスイッチを備えている。
【００２３】
本発明の目的は、このような回転電気機器の部品を、簡単かつ安価にすることにある。
【００２４】
本発明は、発電機として、すなわちオルタネータモードで、または特に熱機関を始動するための電動モータとして作動できる、熱機関を備えた自動車用の、オルタネータ兼ステータと称されるリバーシブルな多相回転電気機器を制御するための方法であって、電動モータモードで作動中に異なる速度／トルク特性曲線に対応する２つのモード、すなわち低速度および大トルクで自動車を始動するよう、自動車の熱機関を駆動することができる、スタータモードと称される第１モードと、前記第１モードよりも速い速度およびより低いトルクで電気機器だけを、または少なくとも１つのパワー消費ユニットまたは熱機関を駆動できる補助モータモードと称される第２モードとに従って、前記電気機器を駆動することを特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、熱機関を始動するのに必要な速度よりも高い速度レンジ内で、リバーシブルな回転電気機器を補助電動モータとして使用する。従って、赤信号で自動車の熱機関を停止し、電気機器を介し、少なくとも１つの付属品、例えば空調装置のコンプレッサを駆動することができる。この場合、熱機関を再始動できる。
【００２６】
変形例では、赤信号で停止する時に、熱機関を車輪を回転できるよう、付属品は、アシストされた流体ステアリングのための補助ポンプとなる。言うまでもなく、補助モータモードでは、いくつかのパワー消費ユニットまたは負荷を駆動することができ、変形例ではオルタネータモードに移る前に電気機器だけを駆動することができる。
【００２７】
一実施例では、第２モードにおいて、前記電気機器は、自動車の熱機関から切り離される。
【００２８】
例えば自動車の熱機関のクランクシャフトのプーリーまたはクランクシャフト自体を駆動できないようにする装置が設けられる。この装置としては、電磁クラッチ、制御式フライホイールなどが挙げられる。従って、特に動力または電力を消費するパワー消費ユニットを構成する、駆動するべき電気機器および付属品を機械装置によって、クランクシャフトから切り離すことができる。
【００２９】
変形例としては、運動伝達装置の変速比を変えることができる。
【００３０】
従って、選択する作動モードに応じて、異なる変速比を使用できることが望ましい。このことは、公知の装置、例えばエピサイクルギアトレイン、リバースフライホイール方向を有するフライホイール式ダブルプーリーを用いて行うことができる。
【００３１】
二重変速比の場合、ゆるいストランドの各々にそれぞれ取り付けられた固定張力システム、または自動張力システムが各ベルトに設けられる。クランクシャフトプーリーと一体化されたエピサイクルギアトレイン、または固定変速比を使用する場合、固定張力装置、またはダイナミックリバーシブル張力装置、またはこれら２つの張力装置を使用することによって、ベルトの張力を加えることができ、各張力装置は、１つの作動モードでしか作動しないようになっている。
【００３２】
ある特徴によれば、オルタネータ兼スタータの始動トルクを最大にするように、ロータの巻線を、スタータモード（第１モード）でオーバー励磁する。このオーバー励磁は、第２の補助モータモードでも実行することが好ましい。
【００３３】
従って、強力なバッテリーを使用しなくても、電気機器からのパワーを増すことができる。
【００３４】
よって、オルタネータ兼スタータは、より強力な自動車の内燃機関を始動したり、または低温度で、このエンジンを始動したりすることができる。
【００３５】
従来のオルタネータと比較して、励磁巻線のターミナルにおけるオーバー電圧または励磁巻線を流れるオーバー電流によって、このオーバー励磁を行うことができる。
【００３６】
このことは、同じ電源電圧で、より大きいアンペアターン数を得るように、励磁巻線の巻き回数、およびその抵抗を変えるか、または電子電圧ブースターを使用することによって達成できる。
【００３７】
一実施例では、励磁コイルの電動ワイヤーの横断面は大きくなっている。これによって、励磁コイルの巻き回数を変えることができる。
【００３８】
一実施例では、スタータモード、および同じように好ましくは補助モータモードでしか、ロータの巻線をオーバー励磁しない。
【００３９】
別の実施例では、オルタネータモードでも、ロータの巻線をオーバー励磁する。
【００４０】
これらの特徴により、始動トルクを急速に送り、これを増加し、熱散逸を最小にし、かつ始動時だけでなく、第２モード中でも、動力を最大にするようにする、スタータモードでの励磁巻線（すなわちロータの巻線）の給電制御方法が提案される。この場合、電気機器は補助モータとして作動する。
【００４１】
補助モータモードを制御する方法は、次のように説明できる。自動車が始動される前に、付属品を使用できるようにしなければならない場合（乗員コンパートメントのプログラムされた温度の予備コンディショニングを行う場合）、この方法では、電気機器により、自動車をその回転速度にし、スタータ段階（熱機関を駆動しないロータのオーバー励磁）を通過させて、速度ｎ０とし、補助モータモードに切り換えることから成っている。
【００４２】
一旦速度ｎ１に達した場合、システムに負荷をかけると、この結果生じる速度ｎｘは、負荷のパワーおよび補助モータモードによって生じるパワーに応じて決まり、補助モータのロータの磁束を、多かれ少なかれ小さくすることによって、この速度の値を調節できる。
【００４３】
始動すべき自動車が、補助モータモードを使用している場合、慣性始動できる可能性がある。これを（クランクシャフトは切り離されている）行うために、第２モータモードを使用し、電気機器を達成可能な最大スピードまで駆動し、次にクランクシャフトを係合する。
【００４４】
エンジン停止段階が予測される一方で、この補助モータモードを起動しなければならない時は、駆動されている負荷（動力消費ユニット）を切り捨てし、クランクシャフトを切り離し、補助モータモードを起動し、次に速度をｎ０よりも速くし、スタータモードに再び入らず、次に装置に再び負荷をかけると、その結果生じる速度ｎｘは、負荷のパワーおよび補助モータモードによって生じるパワーに応じて決まる（この速度ｎｘの値は、補助モータのロータ内の磁束を多かれ少なかれ減少させることによって調節可能である）。
【００４５】
再始動の瞬間に被動負荷を切り捨てる。この結果、回転速度は増加し、クランクシャフトを係合することによる慣性始動と同じように始動が行われる。
【００４６】
電子制御およびモニタユニットによって、この予備コンディショニングの管理を可能にできるだけでなく、人に関連する安全性の問題を保証できる。すなわち、ボンネットが空いていたり、ドアが開いているときの始動、ブレーキシステムにおける危険な圧力低下が生じた場合の再始動を防止したり、停止段階後に設定される接点、トランスポンダコードの識別による盗難が試みられた場合の始動を防止するだけでなく、故障、ベルトの滑り、ベルトの切断、バッテリー充電状態を表示させることができる。
【００４７】
一実施例では、ロータの回転をトラッキングするための手段の一部をオフにし、より正確には、これら手段の固定されたセンサの一部をオフにする。
【００４８】
より詳細には、本発明に係わる第１モードでは、電子制御およびモニタ（従って管理）ユニットにリンクされたセンサからの信号は、直接的な順序で使用される。第２モードでは、制御およびモニタユニットによって、スタータの位相コイルに送られる制御信号を位相シフトできるように、センサからの信号を組み合わせ、反転することによって、センサからの信号の使用順序を変える。
【００４９】
言うまでもなく、補助モータモードでは、ロータの励磁巻線の励磁電流は、オルタネータモードおよびスタータモードと異なる方法で設定される。
【００５０】
添付図面を参照し、単に説明のために示されており、本発明を制限するものではない次の詳細な説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が明らかとなると思う。
【００５１】
（発明の好ましい実施例の説明）
図面において、多相タイプのリバーシブルな回転電気機器は、上記タイプのオルタネータ兼スタータであり、例えば上記フランス国特許公開第２８０７２３１号および同第２８０６２２３号に記載されている。
【００５２】
ここで、この電気機器は、欧州特許公開第５１５２５９号に記載されているタイプと同じタイプのオルタネータの構造となっている。詳細については、この欧州公開特許出願を参照されたい。
【００５３】
従って、図１に示されるこの回転電気機器は、内部換気装置（空冷）を有し、そのクロータイプのロータ４は、軸方向端部の少なくとも一方に、ブレード４９を有する内側ファン４３、４４を支持している。
【００５４】
変形例では、この電気機器は例えばドイツ国特許公開第１００１９９１４号に記載されているように水冷式であり、電気機器のステータのための支持体は、流体循環チャンネルを備えている。
【００５５】
より詳細には、図１において、ロータ４は、ランデル（Ｌｕｎｄｅｌｌ）クロータイプのロータであり、このロータは軸方向に配向され、台形をした歯１４３を外周部に支持する極ホイール４１、４２を有する。１つの極ホイールの歯１４３は、他の極ホイールの歯に向いており、全体に台形をしたこれらの歯は、一方の極ホイールから他方の極ホイールに重ね合わされている。
【００５６】
言うまでもなく、例えばフランス国特許公開第２７９３０８５号に記載されているように、磁界を増加させ、よって電気機器の電力を増すように、極ホイールの歯の間に永久磁石を挟持できる。これらの歯は、各極ホイール４１、４２が含む横断フランジの外周部から延びている。
【００５７】
ロータ４は、中心において、極ホイールのフランジの間に励磁巻線を支持している。この巻線は、例えばフランス国特許公開第２８０６２２３号から判るように、ホイール４１、４２のフランジから延びるコアにより、または前記フランジの間の支柱を構成するコアを介して支持されている。
【００５８】
励磁巻線は、導電要素を有し、この導電要素は、巻線部が形成されるように巻かれている。この励磁巻線は、附勢されると、ロータ４を磁化し、歯１４３の助けにより、Ｎ磁極とＳ磁極のペアを形成する。ロータの巻線の各端部は、集電リング６、７にリンクされており、この集電リングの各々に、ブラシ（番号なし）が接触するようになっている。
【００５９】
これらのブラシは、電気機器の後方ベアリング１４と一体的なブラシホルダー１６によって支持されており、後方ベアリング１４はローレットにより、ロータ４を一体的に支持するシャフト３の後端部を回転自在に支持するボールベアリング（番号なし）を中心に支持している。これらのブラシは、電気機器の外部に配置された電圧レギュレータ装置にリンクされている。
【００６０】
シャフト３の前端部は、電気機器の前方ベアリング１３によって支持されているボールベアリング１１によって、共に回転するように支持されている。このシャフトの前端部は、プーリー１の形態をした運動伝達部材を電気機器の外部に支持しており、プーリー１は、このプーリーに係合する少なくとも１本のベルトを含む運動伝達装置に属している。
【００６１】
運動伝達装置は、プーリーと自動車の内燃機関によって共に回転するように駆動される部材、例えば別のプーリーとの間のリンクを確立する。シャフト３は、図１から判るように、ナット２を使用することにより、内部が中空となっているプーリー１を固定するように、前端部がネジ切りされている。軸方向の対称軸線Ｘ−Ｘは、本例では、三相タイプの回転電気機器の回転軸線を構成している。
【００６２】
電気機器、本例ではオルタネータ兼スタータが、オルタネータモードで、すなわち発電機として作動する際に、プーリーは、少なくとも上記ベルトを介して、自動車の内燃機関により共に回転するように駆動される。電気機器が、スタータモードで、すなわち電動モータとして作動する際は、プーリーは、ベルトを介して自動車のエンジンを共に回転するよう駆動できる。
【００６３】
変形例では、運動伝達装置は、この運動伝達装置の部材を構成する歯付きホイール、ギアトレイン、ピニオンまたは他の部材にプーリー１を置き換えることがができるように、少なくとも１本のチェーン、少なくとも１つのギアまたは少なくとも１つのピニオンを有する。
【００６４】
前方ベアリング１３および後方ベアリング１４には、公知の態様で、電気機器の内部を換気するように孔が開けられており、例えば図１から判るように、タイロッドを使用することによって合体状態にリンクされている。これらのベアリングは、自動車の固定部品に固定されるようになっている電気機器の支持体Ｓに属している。
【００６５】
変形例では、支持体は、リークが生じないよう、密閉された状態で互いに接触しており、それらの外周部は、内部が中空であり、軸方向に配置され、自動車の熱機関の冷却流体のような冷却流体のための循環チャンネルを形成し、電気機器が冷却されるようになっている。このタイプの冷却は、水冷と称されており、これについては、例えば上記ドイツ国特許公開第１００１９９１４号に記載されている。
【００６６】
支持体Ｓは、その内周部に固定された電気機器のステータ８を、ベアリング１３、１４により内部に支持している。ステータは、コイルまたは巻線、より一般的には、巻線部品を支持する金属プレートのパックから通常構成された本体を有し、巻線部品の出力端は、上記整流器兼制御ブリッジにリンクされている。
【００６７】
ステータのコイルまたは巻線は、例えば国際公開第ＷＯ９２／０６５２７号、２００１年１０月１９日に出願されたフランス国特許願第０１ １３５５３号および２０００年１２月２１日に出願されたフランス国特許願第００ １６７３８号に記載されているように、導電バーから製造されたワイヤー、または巻線部品から形成されている。これらバーの断面は、長方形とすることができる。
【００６８】
ワイヤーまたはバーは、ステータ８の本体を電気的に絶縁された状態で貫通し、共にリンクされ、ステータ８の本体の両側で延びるグリッドを形成し、第１バンおよび第２バンを形成している。
【００６９】
より詳細には、この電気機器は、公知の態様で、多数の位相コイルを有する。各位相コイルは、入力端と出力端とを有し、これらのワイヤーまたはバーは、相互にリンクされ、前記グリッドを形成すると共に、位相コイルの入力端を位相コイルの出力端に接続し、１つの位相ごとに、少なくとも１つの巻線を形成している。こうして、電気機器は、フランス国特許願第００ １６７３８号の図６〜図９に示されるような六相タイプとすることができるし、またこのフランス国特許願第００ １６７３８号の図２〜図６に示されているような三相タイプとすることができる。
【００７０】
一実施例では、これらのワイヤーまたはバーは、ステータの本体の各金属プレートに形成されたスロットを絶縁された状態で軸方向に貫通している。変形例では、ワイヤーまたはバーは、ステータの本体の中心を電気的に絶縁された状態で貫通し、例えば米国特許第５０９７１６７号に記載されているように、樹脂によって、ステータの本体に固定されている。
【００７１】
オルタネータモードで電気機器のアーマチュアを形成するステータ８は、オルタネータモードでの電気機器のインダクタを形成するロータ４を囲んでいる。ブラシは、ブラシホルダー１６を介して、オルタネータの電圧をレギュレートするための装置にリンクされており、レギュレータ装置は、オルタネータの電圧を所望する電圧、本例では、１２Ｖのバッテリーに対しては１４Ｖ、または変形例では、３６Ｖのバッテリーに対しては４２Ｖを維持するようになっている。
【００７２】
整流ブリッジ、アーマチュアタイプの整流ブリッジを制御し、モニタするための電子ユニットは、本例では、電気機器の外側に取り付けられた電子ハウジングに取り付けられている。このことは、電圧レギュレータ装置の実施例にも当てはまる。
【００７３】
変形例では、電気機器、例えばその電気機器の後方または外周部に、ハウジングが取り付けられている。
【００７４】
変形例では、ハウジングの外側に、電圧レギュレータ装置が取り付けられ、一方、この装置は、ハウジングに電気的にリンクされている。任意の置換が可能である。
【００７５】
このハウジングは、スイッチング手段を支持しており、このスイッチング手段はモスフェット（ＭＯＳＦＥＴ）タイプのトランジスタ状のパワースイッチ、電子制御兼モニタユニット、およびオーバー励磁回路を有している。
【００７６】
電子ユニットは、下記のセンサ５２からの情報を受けるコンピュータ、例えばマイクロコントローラを備えている。
【００７７】
本例でオルタネータ兼スタータを形成する電気機器は、自動車のバッテリーＢに並列に取り付けられた整流ブリッジと、ロータによって固定された状態に支持され、オーバー励磁回路を介して給電される励磁巻線とを含んでいる。
【００７８】
このオーバー励磁回路は、スタータモードでアクティブとなり（オルタネータ兼スタータは電動モータとして作動する）、冷間始動時、または赤信号で停止した後に再始動する時、例えば燃費節約のためにエンジンを停止し、いわゆるストップアンドゴーと称される動作を実行した時のいずれかにおいて、オルタネータ兼スタータの始動トルクを最大にし、かつ自動車の内燃機関（熱機関とも称される）を、より容易に始動するようになっている。
【００７９】
このオーバー励磁回路は、バッテリーまたはオルタネータによって供給される車載ネットワークの電圧を入力端で受け、車載ネットワークのこの電圧よりも高い電圧を、励磁巻線のターミナルに供給する。
【００８０】
このアセンブリは、上記のように、電子制御ユニットによって制御されるスイッチング手段（例えばパワースイッチ）を更に備えている。
【００８１】
この制御ユニットは、オルタネータの電圧をレギュレートするためのデバイスと連動しており、例えばパルス幅変調によって、スイッチングデバイスを制御するようになっている。
【００８２】
制御兼モニタユニットは、オルタネータ兼スタータがバッテリーから切られた際に、車載ネットワークに放電する場合（当業者が一般に使用する英語の用語で表記した場合の「ロードダンプ」の瞬間の場合）に、オルタネータ、特にそのロータの急速な消磁を行うよう、パワースイッチングデバイスの開放を即座に命令できる手段を、同じように備えることができる。
【００８３】
オーバー（過）励磁回路は、電気機器がオルタネータモードで作動する際に、同じように作動する。
【００８４】
このオーバー励磁回路は、特に電気機器がオルタネータモードで作動する際に、この回路が供給するオーバー（過）励磁電圧または電流が、常にオルタネータ兼スタータ、およびこれに関連する部品の最大許容温度に対応する電圧または電流よりも常に小さくなるように制御される。
【００８５】
第１実施モードでは、最も高い要素の温度に関する正確な情報を与える少なくとも１つの熱センサが、電気機器に設けられている。
【００８６】
制御ループは、特にオルタネータモードにおいて、電気機器およびその部品の最大許容温度よりも低い温度に電気機器を常に維持することを保証できる値に、オーバー励磁回路によって供給されるオーバー励磁電圧または電流を維持できる。
【００８７】
この実施例の１つの特徴によれば、電気機器は、特に自動車を始動するために始動モードで作動しているときは、オーバー励磁回路によって供給されるオーバー励磁電圧または電流がオルタネータモードにおけるオーバー励磁電圧または電流よりも大となり、オルタネータ兼スタータの始動トルク（および、従って始動動力）を最大にする。
【００８８】
１つの特徴によれば、ロータ、すなわち励磁巻線は、オルタネータモードで必要な電流よりも大きい電流によって磁化される。
【００８９】
変形例では、励磁電圧は、オルタネータモードに影響し、このモードで大きくすることができる。
【００９０】
好ましい実施モードである別の実施モードでは、特にオルタネータモードで、ロータの所定の回転角速度において、オーバー励磁回路が供給する電圧または電流が、テスト時または他の手段によって決定された最大電圧に対応する電圧または電流よりも常に小さくなるように、オーバー励磁回路が制御される。
【００９１】
一実施例では、オーバー励磁回路が供給するオーバー励磁電圧または電流が、この回転角速度に対応する最大電圧または電流よりも常に小さくなるように、ロータの回転角速度に応じて、オーバー励磁回路が制御される。
【００９２】
従って、オルタネータモードでは、この電気機器は最大潜在能力まで使用される。
【００９３】
別の変形例では、電気機器の最高温度の部品の温度が、常に最大許容温度よりも低くなるように、ロータの温度または回転角速度のいずれかに応じて制御されるスイッチングデバイスを制御するよう、パルス幅変調信号のデューティ比のための手段を設けることができる。
【００９４】
スタータモードでは、オルタネータモードよりも大きいデューティ比が使用される。例えばスタータモードでは、デューティ比は１００％であり、オルタネータモードでは７５％となる。
【００９５】
この温度に依存した制御の実行は、最高温度の部品の温度を測定し、この温度と基準温度とを比較することによって行うことができる。
【００９６】
測定が容易な（一般にはレギュレータ内の）温度から、最高温度の部品の温度を推定し、この推定温度から、最高温度の部品の前記温度を推定することによって、制御を行うこともできる。
【００９７】
この励磁回路は、例えば電圧ステップアップチョッパー回路であり、このチョッパー回路は、ネットワークの正の電圧にある供給ラインと更にアースに接続されているスイッチとの間に取り付けられたインダクタを備えている。
【００９８】
従って、励磁回路は、１つの特徴に従った電子電圧ブースターである。
【００９９】
スタータモードでのオーバー電圧のほうが、オルタネータモードでのオーバー電圧よりも高くなっていることが好ましい。
【０１００】
オルタネータとバッテリーとの間の電気リンクが、事故によって破断（ロードダンプ）した場合、例えばスイッチによって急速消磁が開始される。
【０１０１】
一実施例では、回路のブレーカが閉じられると、ロータ４の励磁巻線には大きな電圧または電流、公称電圧が通常１４Ｖである限り、例えば２０Ｖの大きさ電圧および１０Ａの電流が供給される。
【０１０２】
このように発生された大きな電圧または電流によって、大きい始動トルクを迅速に加えることができる。
【０１０３】
次に、第２の位相において、ロータ巻線の供給電圧が減少され、例えば所定時間終了時に、１２Ｖまたは６Ａとされる。これによって、オルタネータ兼スタータの励磁巻線の過熱が防止される。
【０１０４】
次に電圧がゼロまで低下するか、または始動が検出されると、負となり、始動段階での熱機関の過熱を防止するか、またはオルタネータモードに移る際に熱機関が停止するような状況が防止される。
【０１０５】
この電圧の反転は、例えば高速消磁スイッチによって行われる。
【０１０６】
より詳細については、２０００年１２月１２日に出願されたフランス国特許願第００ １６１３３号、特にこの明細書の図５および図６を参照されたい。
【０１０７】
この明細書の図７〜図１１に示されている実施例も、同じように実行可能である。
【０１０８】
このように、この高速消磁スイッチによって、励磁巻線内の電流を停止することにより、励磁巻線を短時間で除勢することができる。
【０１０９】
このような構造によって、オルタネータ兼スタータのトルク、従って始動動力が最大まで増加できる。従って、ロータは、オルタネータモードで必要な電流よりも大きい電流が、励磁巻線内を流れることによって磁化される。
【０１１０】
当然ながら、この励磁巻線のオーバー励磁は、別の方法でも行うことができる。例えばロータの励磁コイルの巻き回数に作用したり、その抵抗に作用したりして、同じ電源電圧に対して、より大きい数のアンペア−ターンを得ることができる。
【０１１１】
例えば、抵抗Ｒに対応する断面ＡのＮ回巻を含む従来のオルタネータモードのロータの励磁巻線を検討すると、本発明の一実施例は抵抗Ｒ／４に対応する断面２ＡのＮ／２回巻の励磁巻線を設けることから成っている。
【０１１２】
従って、電流は、同じ電圧に対して、従来のオルタネータの電流よりも４倍大きくなる。アンペア−ターンの数は、従来のオルタネータの２倍となる。
【０１１３】
変形例では、上記のように電圧ブースターの助けにより、オルタネータモードで電圧を上げることができる。例えば電子電圧ブースターの助けにより、オルタネータモードで、公称電圧の１．５倍に近い電圧、または公称電流の１．５倍の電流を加えることができる。
【０１１４】
このようなオーバー（過）電圧は、励磁コイルを通過する電流の増加を伴う。
【０１１５】
オルタネータモードにおける作動段階において、励磁電圧は、電荷をバランスさせるのに満足できる作動を可能にする値まで戻される。
【０１１６】
例えばオーバー励磁回路が、パルス幅変調信号による上記のような制御を行う場合、オルタネータモードで励磁デューティ比を小さくするように作用し、従来のコイルの電力と同じように、励磁コイルにおける電力を散逸させることができる。
【０１１７】
オーバー励磁は、スタータモードでしか行われない。
【０１１８】
より多くのエネルギーを必要とする機器の自動車への取り付けが増加していることを承知していれば、より強力なバッテリーを必要とすることなく、１２Ｖのバッテリーにより、１４Ｖの公称電圧において、パワー消費ユニットまたは負荷に、より多くの電力を与えるよう、オルタネータモードでも、オーバー励磁を行うことが好ましい。
【０１１９】
スタータモード（電動モータとしての作動）では、特に自動車の熱機関が赤信号で停止され、オルタネータ兼スタータが補助モータとして作動する時に、オーバー励磁されたオルタネータ兼スタータは、より多くのパワー消費ユニット、または負荷を駆動できる。
【０１２０】
オーバー励磁により、より短時間で始動トルクを発生し、特に急速消磁により、より容易にトルクを増減することができる。
【０１２１】
このようなオーバー励磁は、従来のオルタネータよりも低抵抗の励磁巻線によって行うことができる。
【０１２２】
いずれのケースにおいても、急速消磁は、オルタネータモードでの始動時における熱機関からのトルクの取り出しを、必ずしも防止するものではない。
【０１２３】
最初に熱機関がアイドルモードにされた時には、この瞬間には、励磁コイルは附勢されていないので、熱機関（エンジン）は停止しない。いったんエンジンが始動されると、オルタネータモードで励磁コイルの磁化が行われる。「ロードダンプ」の場合に上記消磁が行われる。
【０１２４】
いったん、短時間で始動トルクが得られると、当然ながら、例えば徐々にトルクを低下させることができる曲線を、他の形状にすることができる。
【０１２５】
このような高速消磁により、不要なトルクが消費されることはない。
【０１２６】
始動後、自動車の熱機関の停止を防止するように、徐々に負荷または速度を制御することによって、公知の態様で、オルタネータモードへの移行を行うことができる。
【０１２７】
変形例では、当然ながら、オープンループによりオルタネータモードによる制御を行うことができる。
従って、オルタネータモードでは、温度に依存した制御を行うことはできない。
【０１２８】
一実施例では、オルタネータの出力曲線（毎分当たりの回転数の関数としての電流強度）は、自動車のニーズに対応する、予め固定されたパルス幅変調信号のデューティ比に対するスレッショルドによりプログラムされている。
【０１２９】
このプログラムは、例えば特にロータシャフトを支持するための過度に高価なボールベアリングの使用を避けるために、例えば９０〜１２０アンペアの大きさを使用することにより、高回転速度および大出力で、例えば電流強度を小さくするようになっている。従って、経済的な理由から、高回転速度を身から禁止することがある。低速度では、オーバー励磁が実行される。
【０１３０】
実行される３０００ｒｐｍのオーバー励磁の周辺、電流出力が６０〜９０アンペアとされる中速度レンジでも、同じことが当てはまる。
特に、テストに従って予めすべてのことをプログラムできる。
前記巻線のアンペアーターン数を変えることによって、励磁巻線のオーバー励磁を行うことができる。
【０１３１】
当然ながら、オルタネータモードでは、上記パラメータの制御により、ロータの高回転速度でオーバー励磁を行うことができる。
【０１３２】
変形例では、例えば２０００年５月２９日に出願されたフランス国特許願第００ ０６８５３号に記載されているように、巻線がクロータイプのロータの軸方向の歯にできるだけ接近するように、成形工具により、励磁巻線の外周部をとがった形状または樽状の形状に励磁巻線を成形できる。このことは、オーバー励磁にとって有利である。
【０１３３】
当然ながら、例えば１９９９年７月２８日に出願されたフランス国特許公開第２７８２３５６号に記載されているように、自動車のクラッチの高さに、オルタネータ兼スタータを設置できる。
【０１３４】
従って、自動車の内燃機関と摩擦クラッチの反作用プレートとの間に、オルタネータ兼スタータのロータを設置できる。
【０１３５】
変形例では、摩擦クラッチの下流側に、ロータを設置できる。
【０１３６】
これら２つのケースでは、ロータは自動車のエンジンのフライホイールにより、共に回転するように駆動され、フライホイールは、自動車の熱エンジンのクランクシャフトに対してリンクされる。
摩擦クラッチを共に回転するように駆動するエンジンのフライホイールによってロータを支持できる。この場合、反作用プレートが、エンジンのフライホイールの後端部を形成する。
【０１３７】
上記のように、本例において、クランクシャフトに対して共に回転するように固定された第１部分、またはクラッチの摩擦ディスクの摩擦面と協働するようになっているクラッチの反作用プレートに固定された第２部分によりロータが支持されるよう、このフライホイールの２つの部品から構成できる。
【０１３８】
振動を良好に除去し、二重ダンピングフライホイールを形成するために、これら２つの部品の間に、弾性部材だけでなく、可能な場合には、トルク制限器も挟持される。変形例では、これら２つの部品を一体にし、部品の一方を軸方向に可撓性にし、可撓性フライホイールを形成することができる。
【０１３９】
このオルタネータ兼スタータは、ブラシレスとすることができる。変形例ではオルタネータ兼スタータは、各極に励磁巻線が関連する突出した極ロータを有する。この種の突出した極ロータは、例えば国際出願第ＰＣＴ／ＦＲ０２／０００３７号に記載されており、より詳細については、これを参照されたい。いずれのケースにおいても、電気機器のロータは、少なくとも１つの励磁巻線を有する
【０１４０】
電動モータモードにおいて、適当な位相コイルにステータの対応する巻線に、適当な時に電流を注入できるよう、ロータの回転角位置を、トラッキングするための手段も設けられている。
【０１４１】
これらトラッキング手段は、磁気タイプであることが好ましい。変形例では、光学的タイプとなっているこれら手段は、電子制御ユニットに情報を送るようになっている。これらの手段は、例えば２０００年１１月２０日に出願されたフランス国特許公開第２８０７２３１号、２０００年３月１０日に出願されたフランス国特許公開第２８０６２２３号およびフランス国特許公開第２８０６２２４号に記載されている。
【０１４２】
従って、図１において、ロータ４に共に回転するようにロックされたターゲットホルダーには、ターゲット５０が固定されている。ターゲットホルダーは、ファン４４のブレード４５の径方向内側において、ロータ４と後方ベアリング１４との間に軸方向に設置されている。
【０１４３】
このターゲットホルダーは、ロータ４と後方ベアリング１４のボールベアリングの内側レースとの間のスペーサを形成し、上記フランス国特許公開第２８０６２２３号および同第２８０６２２４号の図から判るように、このボールベアリングの外側レースを部分的に囲んでいる。後方ベアリングの横方向壁には、センサホルダー５３が固定されており、このセンサホルダー５３は、ホール効果タイプ、または変形例では、磁気抵抗タイプの３つのセンサ５２を支持している。この磁気抵抗タイプのセンサの抵抗は、磁束に応じて変化する。
【０１４４】
ここで、ターゲット３０は磁気を帯び、Ｎ極とＳ極とを交互に支持している。スレッショルドセンサ５２による検出は、ラジアルタイプである。このようにするために、例えばプラスチック材料製のターゲットホルダー５３は、ベアリング１４内の大きい孔５４を貫通する、軸方向に向いた部分５５を有する。各部分５５は、ターゲットホルダーの外周部に支持された軸方向を向くターゲット５０の径方向外側に設置されたセンサ５２を支持している。
【０１４５】
変形例では、ターゲットにはノッチが設けられ、センサは、磁気抵抗タイプのものとなっている。
【０１４６】
このセンサホルダー５３は、細長い孔を有するラグ５６を有し、この孔を、ベアリング１４の底部にある固定ボルト５７が貫通している。部分５５は、ブレード４５の径方向内側に設置されている。従って、センサホルダー５３の位置を、ベアリング１４に対して円周方向に調節できる。
【０１４７】
開口部を有する、従来通りプラスチック材料から製造された保護キャップ１７が、電気機器の後方部分、特にブラシホルダー１６およびセンサホルダー５３をカバーしている。このキャップ１７は、後方フランジ１４に固定されており、前方ベアリング１３と共に同期タイプである電気機器のステータ８の固定支持体Ｓを形成している。ベアリングは金属製であり、例えばアルミニウムをベースとし、自動車のアースに電気的に接続されている。
【０１４８】
変形例では、軸方向に検出を実行し、ターゲットに軸方向に対向してセンサが設けられている。
【０１４９】
変形例では、ボールベアリング１１の内側レースに支持されたスペーサ７０の代わりに、前方ベアリング１３の底部とロータとの間に、ターゲットホルダーが設置されている。この場合、センサホルダー５３は、前方ベアリング１３上に回転角方向に調節できるように固定されている。
【０１５０】
変形例では、上記フランス国特許公開第２８０７２３１号に記載されているように、角度を調節できるよう、前方ベアリング１３に支持されているセンサホルダーに向かって、プーリー１にターゲットが固定されている。この場合、検出を軸方向タイプ、またはラジアルタイプとすることができる。
【０１５１】
変形例では、電気機器のステータを外周部に支持し、ロータとの正確なギャップを定めることができる保持部品にセンサが取り付けられている。エンジンのフライホイールは、電気機器のロータおよびクラッチの反作用プレートを支持している。
【０１５２】
ロータを部分的に囲み、コードホイールを支持するＵ字形をした部品を含む保持部品の内周部とエンジンのフライホイールとの間に、ベアリング手段、例えば、少なくとも１つのボールベアリングが挟持されている。２０００年１２月２０日に出願されたフランス国特許願第００ １６７１０号の図２３〜図２５に記載されているように、このコードホイールに向くように、センサが設置されている。この場合、電気機器は同期タイプである。
【０１５３】
ターゲットは、ロータの磁極と同じ多数のペアのＮ−Ｓ磁極を含んでいることが好ましい。このターゲットホルダーは、非磁性であるが、変形例では、磁性のものである。ターゲットは、フェライトまたは希土類を含むことができるし、またロータの磁界による磁束を受けるインサートセクターしか含まなくてよい。
【０１５４】
従って、ロータの回転角位置をトラッキングするための手段は、ホール効果を有する磁気タイプのものでもよいし、また磁気抵抗センサでもよい。
【０１５５】
変形例では、これらトラッキング手段は、光学的タイプであるので、光学的センサ、例えば光電気センサを使用する。
【０１５６】
いずれのケースにおいても、センサは、電子制御およびモニタユニットへ情報を送る。ここで、１つの位相につき、１つのセンサ、すなわち３つのセンサが設けられている。センサからの信号は、ステータ８の位相コイルに逐次送ることができるよう、１２０度の電気角度だけ公知の態様でシフトされており、よって回転する磁界を形成できる。
【０１５７】
特に本発明の目的は、補助モータモードにおける同期タイプのこの電気機器の作動を改善することにある。
【０１５８】
発電機として、すなわちオルタネータモードで、または特に熱機関を始動するための電動モータとして作動できる、熱機関を備えた自動車用の、オルタネータ兼ステータと称されるリバーシブルな多相回転電気機器を制御するための本発明の方法は、電動モータモードで作動中に、異なる速度／トルク特性曲線に対応する２つのモード、すなわち低速度および大トルクで自動車を始動するよう、自動車の熱機関を駆動することができる、スタータモードと称される第１モードと、前記第１モードよりも速い速度およびより小さいトルクで電気機器だけを、または少なくとも１つのパワー消費ユニットまたは熱機関を駆動できる補助モータモードと称される第２モードとに従って、前記電気機器を駆動することを特徴とする。
【０１５９】
一実施例では、これらのセンサは、２つのモードに従って作動される。
より詳細に説明すれば、本発明によれば、図２から判るように、電気機器のロータ４の毎分当たりの回転数に応じ、電動モードで作動する間、動力の特性曲線Ａ、Ｂおよびトルクの特性曲線Ｃ、Ｄが得られる。このロータの回転速度は、自動車の熱機関のクランクシャフトの回転速度に比例する。この図２において、熱機関の毎分当たりの回転数は、横軸に示されている。
【０１６０】
動力曲線Ａ、Ｂは、すぐに最大点を通過し、次に低下する（部分Ａ：装置Ｗを用いた場合の動力）。スレッショルドｎから第２モード、すなわち補助モータとしての動作に変化するモードの変化があり、曲線Ａ、Ｂの部分Ｂ（装置Ｗを用いない場合の動作）を示している。
【０１６１】
このケースにおいて、１５００ｒｐｍにて動作がゼロに低下する前に、このモードの変化が行われる。ゼロへの動作の低下は、当然ながら応用例によって決まる。破線で示された曲線Ａ’は、本発明に係わる装置を用いない場合、従って動作が、１５００ｒｐｍで徐々に低下しない場合の特性曲線Ａの連続部に対応する。
【０１６２】
トルク曲線Ｃ、Ｄを検討すると、この曲線は、２つの部分、すなわち部分Ｃ（装置Ｎ．ｍを用いた場合のトルク）および部分Ｄ（装置Ｎ．ｍを用いない場合のトルク）を含むことが、理解できると思う。これらの部分は、本発明に係わる第１モード、および第２モードにそれぞれ対応し、ポイントｎで曲線が変化し、曲線Ｃ’は、曲線Ｃから延び、この場合、１５００ｒｐｍでゼロまで低下する。本例におけるポイントｎは、曲線Ａの最大点に近い最大トルクに対応している。
【０１６３】
この場合には、本ケースでは１５００ｒｐｍの速度スレッショルド後に、トルクが発生する。
【０１６４】
第２ケース、すなわち補助モータとしての作動−ロータの励磁巻線の励磁電流は、当然ながら、スタータモードおよびオルタネータモードと異なる方法で、レギュレートされる。
【０１６５】
上記のように、トルクは、最初に急に増加するので、最大トルクは、ゼロスピードまで近づくことが理解できると思う。
１つの特徴によれば、ロータ４の回転角位置をトラッキングするためのセンサ５２の設定が最適にされている。
【０１６６】
補助モータ機能が起動されるか、または図２のポイントｎに対応する起動速度に達するまで、電子モニタ兼制御ユニットへセンサ５２から送られる信号は、直接的な順序で使用される。これらの点は、曲線ＡおよびＣに対応する。
【０１６７】
欧州特許公開第０２６０１７８６号、フランス国特許公開第２７４５４４４号、および同第２７４５４４５号（詳細についてはこれら文献を参照できる）から判るようなダイオードを備えたアームを含む、同じようにインバータと称される整流ブリッジおよび制御モジュールを電子モニタおよび制御ユニットが駆動するようになっており、インバータ（ブリッジ）のアームは、ステータ８の位相巻線に逐次給電するように直接駆動される。各位相巻線は、導電要素の少なくとも１つの層を有する。
【０１６８】
作動速度が、一旦ポイントｎ（図２）に達すると、センサからの信号の置換および反転が、簡単かつ安価に実行される。
【０１６９】
本例では、これによって、インバータのアーム（各アームは１つの位相巻線に関連している）を制御するよう、ステータの位相コイルの直接駆動に対し、−６０度の電気角度だけ、信号を位相シフトすることが可能となる。高速を達成するのに、−６０度の電気角度のステップの他の置換も可能である。所望の速度（ポイントｎ）のまわりでのオフセットは、この機能を起動したり、除勢したりする。あたかも第２モードで、新しい位相センサが設けられているかのように、すべてのことが行われる。
【０１７０】
整流ブリッジのアームを逐次制御するよう、制御兼モニタユニットによるセンサからの信号の直接検出に対応する位置０に対し、例えばスレッショルド速度で、センサからの信号の順列、すなわち−１２０度の位相シフトを実行し、その次に位置０に対する−６０°の位相シフトから成る反転を行い、位置１に到達する。
【０１７１】
従って、第２モードではセンサからの信号の−６０°の電気角の別の位相シフトを行うことにより、ｎよりも速い速度ｎ２に対し、異なる変更を行うことができる。このことは、位置０に対して−２０°の、および位置１に対して−６０°のシフトされた位置２に到達するよう、位置０に対して、センサからの信号の置換によって達成される。
【０１７２】
上記説明から明らかなように、位置２に対するセンサからの信号の置換および反転を実行することにより、ｎ２よりも速い速度ｎ３に対する別の変更、すなわち位置３を得ることができる。この位相シフトは、次に位置０に対して−１８０°となる。
【０１７３】
位置２に対し、センサからの信号の置換（−１２０°）を実行することによって、より速い速度に対して別の位置４が得られ、位置０に対し、−３６０°の位相シフト、すなわち位置０への復帰に対応する位置６到達するよう、位置５に対しても、同じこと（ｎ４よりも高速のｎ５および位置４に対する置換および反転）が続く。
【０１７４】
これらすべての変化によって、各位置で新しいセンサが形成される。このことは、センサからの信号の置換と反転、または反転のいずれかにより、同じセンサによって達成される。
【０１７５】
この機能は、電子制御およびモニタユニットのコンピュータ、および予め記録されたテーブルの助けによるデータ処理、または図３に示されるようなディスクリート部品の助けによるデータ処理のいずれかによって実行できる。
【０１７６】
当然ながら、熱機関のクランクシャフトの回転速度は、例えばロータ４の回転速度を測定することによって、直接に、または乗算比を掛けて測定される。
【０１７７】
ここで、各センサは、本例では三相タイプの電気機器のステータの位相巻線の１つに専用的に割り当てられている。これらのセンサは、ターゲットに関連し、ロータ４の回転角位置を検出し、電子制御およびモニタユニットへ情報を送り、このユニットが、整流ブリッジのアームを介して、関係する位相巻線への電流の注入を制御できるようにする。関連するセンサが、スレッショルドから前記ユニットへ、それぞれのアクティーブ信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を送る時にこのことが行われる。
【０１７８】
このような附勢とは別に、センサは、前記ユニットに非アクティーブ信号（−）Ｃ１、（−）Ｃ２、（−）Ｃ３を送る。
【０１７９】
図３において、各位相センサ１、２、３は、附勢されると、速度ｎに達したこと、および補助モータの作動が起動されたことを表示するようになっているブロックからの情報を受信する第１論理ゲートに信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を送る。
【０１８０】
より詳細に説明すれば、スレッショルド速度ｎに対応するクランクシャフトの回転速度が得られなかった時は、このブロックは、このケースにおいて、各位相センサ１、２、３に関連する第１論理ゲートに情報を送る。
【０１８１】
位相センサのうちの１つが起動され、速度ｎに達しなかったとき（情報（−ｎ））、第１論理ゲートが信号（図３における基準≦１）を送るように、これら第１論理ゲートはＡＮＤ型となっている。従って、速度ｎに達するまで、位相センサは通常第１モードに従って作動する。
【０１８２】
速度ｎに達し、モータ機能が起動されるとすぐに、上記ブロックは、第２論理ゲートに情報ｎを送る。各第２ゲートは、位相センサの１つに関連している。
【０１８３】
こうして、位相センサの第２論理ゲートは、位相センサ３およびブロックにリンクされており、位相センサ２の第２論理ゲートは、位相センサ１およびブロックにリンクされており、最後に、位相センサ３の第２論理ゲートは、位相センサ２およびブロックにリンクされている。
【０１８４】
より詳細には、これら第２論理ゲートは、センサが非アクティーブであることを表示するこれらセンサの出力端にリンクされている。
【０１８５】
速度ｎに達し、補助モータ機能が起動されると、ＡＮＤタイプの第２論理ゲートは置換され、反転された信号を送る。
【０１８６】
より詳細には、位相センサ１の第２論理ゲートは、位相センサ３が非アクティブであるときに、この信号を送り、ｎよりも遅い速度条件がもう満足されないので、第１論理ゲートは信号を送らない。あたかも電子制御およびモニタユニットに情報を送る新しい位相センサＣ’１が存在するかのように、このようなすべてのことが起きる。
【０１８７】
この新しいセンサの方程式は、
Ｃ’＝Ｃ１×（−１）ｎ＋ｎ×（−）Ｃ３である。
ここでＣ’１はこの新しいセンサによって送られるアクティブ信号であり、ＡＮＤ条件に対応し、（−）Ｃ３または（−）（ｎ）は、センサＣ３およびブロックの非アクティブ条件に対応し、＋はＯＲ条件に対応する。
【０１８８】
速度ｎよりも遅い速度では、新しい位相センサ１は、位相センサ１に対応し、位相センサ１がアクティブのときにしか、アクティブ（信号を送る）にならない。一旦速度ｎに達し、補助モータ機能が起動されると、新しい位相センサは、位相センサ３が非アクティブになったときにしか、アクティーブにならない。
【０１８９】
同じことが、位相２および３にも当てはまる。新しい位相センサ２および３のための方程式は、
Ｃ’３＝Ｃ３×（−）ｎ＋ｎ×（−）Ｃ２および
Ｃ’２＝Ｃ２×（−）ｎ＋ｎ×（−）Ｃ１である。
【０１９０】
従って、第２モータでは、位相制御のための信号は、満足される直接駆動に対し（関係Ｃ×（−）ｎ）に対し−６０°の電気角だけ、位相シフトされる。
【０１９１】
当然ながら、上記のように補助モータ機能では、クランクシャフトから駆動される電気機器および付属品を切るための装置が必要となる。この装置は、例えばフランス国特許公開第２６４８８８６号に記載されているように、電磁クラッチを有することができる。
【０１９２】
この場合、モータは、固定された突起を有し、この突起に、クランクシャフトのプーリーが回転自在に取り付けられており、クランクシャフトの端部は、電磁クラッチのプレートに強固に取り付けられた接続部品に共に回転するように接続されており、電磁クラッチのコイルは、モータの突起に強固に取り付けられるようになっている。
【０１９３】
クラッチの固定プレートは、プーリーのフランジのうちの１つに強固に取り付けられている。
例えば欧州特許公開第０７１５９７９号に記載されているように、制御されているフライホイール装置を使用できる。
【０１９４】
変形例では、上記のように選択された作動モードに応じて異なる変速比使用される。例えば駆動プーリーと、被動プーリーと、これらプーリーの双方のまわりにエンドレスループとして張られたベルトを備える可変速駆動ユニット状をした変速機を使用できる。
【０１９５】
各プーリーは、２つの切頭円錐形フランジを有し、これらフランジの少なくとも１つは、弾性復帰手段の制御により、軸方向に移動できるように取り付けられている。
【０１９６】
従って、被動プーリーの可動フランジが完全に前進した位置にあるときは、上記フランス国特許公開第２６４８８８６号に記載されているように、駆動プーリーの可動フランジは、完全に後退位置にあるか、これとは逆に、被動プーリーの可動フランジが完全に後退位置にあるときは、駆動プーリーの可動フランジは、完全に前進した位置にある。
【０１９７】
当然ながら、本発明は、これまで説明した実施例のみに限定されるものではない。停止段階および始動段階は自動車のＥＣＵ（熱機関の電子制御ユニット）または駆動電子回路の熱機関のマイクロコントローラのいずれかによって管理できる。これら解決案のいずれにおいても、英語の用語を使えば、例えばＣＡＮタイプ、ＶＡＮタイプのリンクを介して、アナログ状またはデジタル状の、またはこれら２つの組み合わせの、自動車から送られる情報を使用する。
【０１９８】
オルタネータモード中に発生される車内の電圧を制御する機能は、マイクロコントローラによってモニタされる。自動車がブレーキ動作する間、再生ブレーキモードは附勢され、モータからより大きいトルクを取り出すように、有効な磁界比が大きくされ、こうして回収されたエネルギーは、この目的のために設計された装置（例えばウルトラコンデンサ）に蓄積される。
【０１９９】
この装置は、ブレーキ動作が自動車を停止させるための場合、再始動のため、または接続されているパワー消費ユニットのためのいずれかのために、車載ネットワークへ電気エネルギーを戻し、発電機から取り出されるトルクを低減し、もってシステムの発生量を大きくすることができる。
【０２００】
このエネルギーは、停止位相中および補助モータモードで使用中でも使用できる。このモータは、エアコンまたはその他の機械装置のいずれかを駆動するのに使用される。
【０２０１】
大きなエンジン容量で、自動車を冷間始動できるようにするために、１９９９年８月９日に出願されたフランス国特許願第９９ １０３１６号に記載されているように、極めて低温の天候時に関連する補助スタータを使用することができる。このスタータの制御は、システムの電子回路の温度センサが最小値よりも低い温度を検出するまで起動されない。
【０２０２】
この駆動方針は、次のようになっている。ｔ０で、制御およびモニタユニットの助けにより補助スタータのソレノイドを附勢し、ロータの励磁巻線を予備的に励磁する。この順序は、２つの機器の時定数を考慮して変更し、調節できる。次にスタータモードを起動する。
【０２０３】
各電気機器によって供給される電力は付加的であるので、始動を可能にする。システムの電子回路のセンサが、電圧の印加時にｔ０よりも高い温度を検出するとすぐに、スタータを使用しない。
【０２０４】
この方針によって、通常の動作のスタータの速度よりも速い速度で熱機関を駆動し、よって熱機関からの廃出物の点で、始動をよりクリーンにすることができる。
【０２０５】
自動車でのシステムのケーブル配線を容易にするために、２００１年１月２４日のフランス国特許願第０１ ００９３１号および２０００年８月１８日の同第００ １０７３７号に記載されているように、単一固定手段、例えばネジとナットを使用し、この間に２つのサブアセンブリの対応する導電要素をクランプできる手段が設けられた２つのサブアセンブリを有する少なくとも１つのコネクタを備えた接続装置を使用することが好ましい。
【０２０６】
当然ながら、第２モード、すなわち電動モータ作動モードでは、動力が０に低下する回転速度、本例では、１５００ｒｐｍよりも高く熱機関を駆動するのに、電気機器を使用できる。これによって、熱機関は正しく始動する。
【０２０７】
同じように、特に熱機関の始動後であって、オルタネータモードに移る前に、第２モードで、電気機器だけを駆動することも可能である。例えば、プーリー内に取り付けられた電磁クラッチの助けにより、負荷（機械式パワー消費ユニット）を外すことができ、前記プーリーのフランジの１つは、フランス国特許公開第２６４８８８６号に記載されているように、第２プーリーを形成する。赤信号で停止した後に負荷を切り捨てる、すなわち外す。すなわちパワー消費ユニットを再始動動作中に外す。
【図面の簡単な説明】
【図１】
フランス国特許公開第２８０６２２３号に記載のオルタネータ兼スタータのターゲットのロータ、およびターゲットフォルダーを軸方向に分割していない軸方向断面図である。
【図２】
（自動車の熱機関の回転速度に比例した回転速度（ｒｐｍ数）すなわち電気機器のロータの回転速度に応じたトルクおよび動力の）特性曲線を示す。
【図３】
本発明の１つの可能性のある実施例における電源回路を示す。
【符号の説明】
１ プーリー
２ ナット
３ シャフト
４ ロータ
６、７ 集電リング
８ ステータ
１１ ボールベアリング
１３ 前方ベアリング
１４ 後方ベアリング
１６ ブラシホルダー
１７ キャップ
４１、４２ 極ホイール
４３、４４ ファン
４５ ブレード
５０ ターゲット
５２ スレッショルドセンサー
５３ センサーホルダー
５４ 孔
５５ 軸方向配向部分
５６ ラグ
７０ スペーサ
１４３ 歯

Claims (16)

1. 発電機として、すなわちオルタネータモードで、または熱機関を始動するための電動モータとして作動できる、熱機関を備えた自動車用の、オルタネータ兼ステータと称されるリバーシブルな多相回転電気機器を制御する方法において、
   電動モータモードで作動中に、異なる速度／トルク特性曲線に対応する２つのモード、すなわち、低速度および大トルクで自動車を始動するよう、自動車の熱機関を駆動することができる、スタータモードと称される第１モードと、前記第１モードよりも速い速度およびより小さいトルクで電気機器だけを、または少なくとも１つのパワー消費ユニットまたは熱機関を駆動できる補助モータモードと称される第２モードとに従って、前記電気機器を駆動することを特徴とする、リバーシブルな多相回転電気機器を制御する方法。
2. 自動車が始動される前にパワー消費ユニットを使用する時に、前記電気機器を介して、前記パワー消費ユニットを、その回転速度までに回転させ、熱機関を駆動することなく、第１モードを通過させることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記電気機器が、電動モータとして使用される第２作動モードにあり、熱機関のクランクシャフトが外されている状態で、自動車を再始動するために、上記電気機器を達成可能な最大速度まで回転させ、次にクランクシャフトを係合することを特徴とする、請求項２記載の方法。
4. 熱機関を再始動させる間、前記パワー消費ユニットを切ることを特徴とする、請求項３記載の方法。
5. 少なくとも１つの励磁巻線を支持するロータ（４）を含む電気機器からスタートし、スタータモードにおける電気機器の作動中に、ロータの励磁巻線をオーバー（過）励磁し、前記電気機器の始動トルクを最大にすることを特徴とする、請求項１記載の方法。
6. 前記電気機器が電動モータとして作動している時に、スタータモードと補助モータモードとで異なる方法で励磁巻線をオーバー励磁し、電気機器が電動モータとして作動している時と、電気機器がオルタネータモードで作動している時とで、異なる方法で励磁巻線をオーバー励磁することを特徴とする、請求項５記載の方法。
7. 前記励磁巻線のターミナルにおける電圧またはこの励磁巻線における電流の関数であるパラメータをモニタし、前記電気機器およびその部品の許容できる最大温度に対応するスレッショルド値の同じ側に、このパラメータを連続的に維持することを特徴とする、請求項１記載の方法。
8. オルタネータモードに移る前に、オーバー励磁巻線の急速消磁を実行することを特徴とする、請求項５記載の方法。
9. 位相コイルを有するステータ（８）と、ロータ（４）と、前記ロータ（４）の回転をトラッキングし、前記ステータ（８）の位相を制御し、かつモニタするための電子ユニットに信号を送るようになっているセンサ（５２）を含む手段とが設けられた電気機器を用いてスタートし、前記補助モータモード機能を起動するか、またはこの機能の起動速度に達するまで、前記センサ（５２）からの信号を直接的順序で使用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
10. 補助モータモード機能が起動され、この機能の起動速度に達した時に、前記センサからの信号の置換および反転を実行することを特徴とする、請求項９記載の方法。
11. −６０°の電気角度ピッチで位相シフトを行うように、前記置換および反転を実行することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
12. 各センサに関連する２つの論理ゲート、および補助モータ機能のステータスが起動されているか否か、およびこの機能の起動速度に達しているか否かを表示するブロックによって、前記反転および置換を実行することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
13. 各第１論理ゲートのゲートであり、信号を送るために当該センサが起動されている時、および前記機能が起動されていないか、またはその附勢速度に達していない時に開となっていることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
14. 各第２論理ゲートがゲートであり、他のセンサの１つが信号を送るために起動されていない時、および前記機能が起動され、その起動速度に達している時に開となっていることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
15. データ処理動作により、前記反転および置換を実行することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
16. 前記起動速度を越えた場合に、この起動速度よりも速い速度に対して、センサからの信号の反転を実行することを特徴とする、請求項１０記載の方法。

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