JP2011109747A - Ac generator for vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC generator for vehicle that prevents the degradation of drivability due to frequent switchover of a coil for power generation owing to its ability to keep the entire operation efficiency of a generator high according to a request from a vehicle in the high revolution range of an engine. <P>SOLUTION: The AC generator is controlled by a switching control circuit which switches its operation into entire generating operation W1 for generating electricity by using all coils or partial generating operation W2 for generating electricity by pausing power generation in a group of coils that include coils in two or more poles adjoining each other and using a group of residual coils according to a command received from a controller for the engine. Switchover rotational speed A during acceleration in switching the entire generating operation W1 to partial generating operation W2 when the rotational speed of an outer rotor increases is set to be higher than switchover rotational speed B during deceleration in switching the partial generating operation W2 to the entire generating operation W1 when the rotational speed of the outer rotor drops. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機に関する。   The present invention relates to a vehicle AC generator configured to perform single-phase or multiple-phase AC power generation.

例えば、二輪自動車等に用いる車両用交流発電機は、N極及びS極の永久磁石を周方向に交互に複数配列して構成したアウターロータと、アウターロータの内周側に配置し、交互に逆向きになるようコイルの巻回を行った複数のポールを配列してなるステータとを有している。そして、例えば、エンジン等による回転駆動力を受けてロータが回転する際には、複数のポールに対して、N極の永久磁石による磁界とS極の永久磁石による磁界とが繰り返し交互に対向配置されることによって、複数のポールに巻回したコイルに交流電圧の発電を行っている。   For example, an automotive alternator for use in a two-wheeled vehicle or the like is arranged on the inner peripheral side of an outer rotor, which is configured by alternately arranging a plurality of N-pole and S-pole permanent magnets in the circumferential direction, and alternately. And a stator formed by arranging a plurality of poles on which coils are wound so as to be reversed. For example, when the rotor rotates by receiving a rotational driving force from an engine or the like, a magnetic field generated by an N-pole permanent magnet and a magnetic field generated by an S-pole permanent magnet are alternately and alternately opposed to a plurality of poles. As a result, AC voltage is generated in coils wound around a plurality of poles.

また、例えば、特許文献1の車両用交流発電機の出力制御装置においては、所定の回転速度に達するまでは電機子巻線の巻数が多くなる状態を形成し、所定の回転速度に達した以後は電機子巻線の巻数が少なくなる状態を形成することが開示されている。この出力制御装置によれば、交流発電機の高速回転域において、電機子巻線のインピーダンスの増加による出力電流の減少を抑えることができ、低速回転域のみならず高速回転域において出力電流を増大させることができる。   Further, for example, in the output control device for a vehicle alternator disclosed in Patent Document 1, a state in which the number of turns of the armature winding is increased until a predetermined rotational speed is reached, and after the predetermined rotational speed is reached is reached. Discloses that the number of turns of the armature winding is reduced. According to this output control device, it is possible to suppress a decrease in output current due to an increase in impedance of the armature winding in the high-speed rotation range of the AC generator, and increase the output current not only in the low-speed rotation range but also in the high-speed rotation range. Can be made.

また、例えば、特許文献2の内燃機関用電源装置においては、磁石発電機における発電コイルを、第1のコイル部分と第2のコイル部分とに分け、両コイル部分の接続状態を直列又は並列に切り換えるよう構成することが開示されている。そして、内燃機関の低速領域においては両コイル部分を直列に接続し、高速領域においては両コイル部分を並列に接続することにより、磁石発電機において、低速領域における出力を犠牲にすることなく、高速領域において大きな負荷電流を確保することができる。   Further, for example, in the power supply device for an internal combustion engine of Patent Document 2, the power generation coil in the magnet generator is divided into a first coil portion and a second coil portion, and the connection state of both coil portions is serially or in parallel. A configuration for switching is disclosed. In the low speed region of the internal combustion engine, both coil portions are connected in series, and in the high speed region, both coil portions are connected in parallel, so that the magnet generator can operate at high speed without sacrificing the output in the low speed region. A large load current can be secured in the region.

特開平6−292329号公報JP-A-6-292329 特開平10−108427号公報JP-A-10-108427

しかしながら、特許文献1においては、高速回転域において発電の出力電流を向上させることができるが、この発電電力が車両から要求される要求発電電力を上回り、バッテリーの充電に不要になったときには、レギュレータ回路によってカットする(グラウンド電位に捨てる)必要が生じる。このとき、高い発電電力が得られる分、ロータを回転させるフリクション(回転抵抗等)が増加し、発電機全体の運転効率が低下することになる。
また、特許文献1、2においては、発電を行う電機子巻線又はコイルの数を切り換えるときに生ずる発電機のフリクションの変化により、二輪自動車等の車両のドライバーが受けるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止する工夫はなされていない。
However, in Patent Document 1, the output current of power generation can be improved in a high-speed rotation range, but when this generated power exceeds the required power generation required by the vehicle and becomes unnecessary for charging the battery, the regulator The circuit needs to be cut (discarded to ground potential). At this time, the amount of high generated power that can be obtained increases the friction (rotation resistance, etc.) for rotating the rotor, and the operating efficiency of the entire generator decreases.
In Patent Documents 1 and 2, the drivability (maneuverability) received by a driver of a vehicle such as a two-wheeled vehicle due to a change in the friction of the generator that occurs when the number of armature windings or coils that generate power is switched. No device has been made to prevent the deterioration.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができる車両用交流発電機を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an automotive alternator that can maintain high operating efficiency of the entire generator in response to a request from the vehicle in a high engine speed region. It is something to be offered.

本発明は、N極の磁界形成部とS極の磁界形成部とを周方向に交互に複数配列してなるアウターロータと、該アウターロータの内周側に配置し、中心コア部の回りに突出するポールコア部に対して交互に逆向きになるようコイルの巻回を行った複数のポールを配列してなるステータとを有し、
上記各ポールに対して、上記N極の磁界形成部と上記S極の磁界形成部とが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機であって、
エンジンの制御装置からの指令を受けて、すべての上記コイルを用いて発電を行う全発電動作と、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルを含むコイル群における発電を休止して残りのコイル群を用いて発電を行う部分発電動作とに切り換えるスイッチング制御回路によって制御するよう構成してあり、
上記アウターロータの回転速度が上昇する際に上記全発電動作から上記部分発電動作に切り換えるときの加速時切換回転速度を、上記アウターロータの回転速度が低下する際に上記部分発電動作から上記全発電動作に切り換えるときの減速時切換回転速度よりも高く設定したことを特徴とする車両用交流発電機にある(請求項1)。
The present invention provides an outer rotor in which a plurality of N-pole magnetic field forming portions and S-pole magnetic field forming portions are alternately arranged in the circumferential direction, and is disposed on the inner peripheral side of the outer rotor, around the central core portion. A stator formed by arranging a plurality of poles wound with coils so as to be alternately opposite to the protruding pole core portion;
AC power generation for a vehicle configured to perform single-phase or multi-phase AC power generation by alternately arranging the N-pole magnetic field forming section and the S-pole magnetic field forming section to each pole. Machine,
In response to a command from the engine control device, all power generation operations for generating power using all the above coils and power generation in a coil group including coils in two or more poles adjacent to each other are suspended and the remaining coil groups It is configured to be controlled by a switching control circuit that switches to partial power generation operation that generates power using
The switching rotational speed at the time of acceleration when switching from the full power generation operation to the partial power generation operation when the rotational speed of the outer rotor increases, and the total power generation from the partial power generation operation when the rotational speed of the outer rotor decreases. The AC generator for vehicles is characterized in that it is set higher than the switching rotational speed during deceleration when switching to operation.

本発明の車両用交流発電機においては、アウターロータの回転速度が高くなったときに、特定のコイル群において発電を休止することにより、発電機全体の運転効率を向上させる工夫を行っている。また、本発明の車両用交流発電機においては、発電を行うコイルの切換の際に生ずる発電機のフリクションの変化により、二輪自動車等の車両のドライバーが受けるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止する工夫を行っている。
具体的には、本発明の車両用交流発電機は、エンジンの制御装置からの指令を受けて、すべてのコイルを用いて発電を行う全発電動作と、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルを含むコイル群における発電を休止して残りのコイル群を用いて発電を行う部分発電動作とに切り換えるスイッチング制御回路によって制御するよう構成してある。
In the vehicle alternator of the present invention, when the rotational speed of the outer rotor becomes high, the power generation is stopped in a specific coil group, thereby improving the overall operation efficiency of the generator. Further, in the vehicle alternator according to the present invention, deterioration of drivability (maneuverability) received by a driver of a vehicle such as a two-wheeled vehicle is prevented by a change in the friction of the generator that occurs when the coil for generating power is switched. We are doing something to do.
Specifically, the vehicle alternator according to the present invention receives all commands from the engine control device and generates power using all coils, and coils in two or more poles adjacent to each other. Is controlled by a switching control circuit that suspends power generation in the coil group including and switches to partial power generation operation in which power generation is performed using the remaining coil group.

そして、本発明においては、アウターロータの回転速度(エンジンの回転速度)が低いとき、すなわちアイドリング状態に近い回転速度であるときには、主に全発電動作を行う。これにより、低回転領域における発電電力値を適切に確保することができる。
一方、アウターロータの回転速度(エンジンの回転速度)が上昇したとき、すなわちアイドリング状態に近い回転速度を超えたときには、主に部分発電動作を行う。このとき、発電を休止するコイル群には、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルが含まれていることより、高回転領域における発電電力値を意図的に低下させることができる。すなわち、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルに対して電流が流れない状態を形成することにより、この2個以上のポールにおいては発電に寄与しない磁路を形成する。これにより、発電に寄与する磁束を低減し、高回転領域において、車両から要求される以上の過剰な発電を行うことを抑制することができ、アウターロータが回転するときのフリクション(回転抵抗等)を低減させることができる。
In the present invention, when the rotational speed of the outer rotor (engine rotational speed) is low, that is, when the rotational speed is close to the idling state, the entire power generation operation is mainly performed. Thereby, the electric power generation value in a low rotation area | region can be ensured appropriately.
On the other hand, when the rotational speed of the outer rotor (engine rotational speed) increases, that is, when the rotational speed close to the idling state is exceeded, the partial power generation operation is mainly performed. At this time, since the coil group that stops power generation includes coils in two or more poles adjacent to each other, the power generation value in the high rotation region can be intentionally reduced. That is, by forming a state in which no current flows to the coils in two or more poles adjacent to each other, a magnetic path that does not contribute to power generation is formed in the two or more poles. As a result, the magnetic flux contributing to power generation can be reduced, and it is possible to suppress excessive power generation beyond that required by the vehicle in a high rotation range, and friction when the outer rotor rotates (rotation resistance, etc.) Can be reduced.

また、本発明においては、発電を行うコイルの切換を行う回転速度にヒステリシスを持たせている。具体的には、アウターロータの回転速度が上昇する際に全発電動作から部分発電動作に切り換えるときの加速時切換回転速度を、アウターロータの回転速度が低下する際に部分発電動作から全発電動作に切り換えるときの減速時切換回転速度よりも高く設定している。
これにより、全発電動作と部分発電動作との切換を行う回転速度付近において、切換が頻繁に行われることによるエンジンの制御装置又はスイッチング制御回路の誤動作が生じることを防止することができる。
また、頻繁な切換を受けて車両用交流発電機におけるフリクションの変化が頻繁になることによるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止することができる。
In the present invention, hysteresis is given to the rotational speed at which the coil for generating power is switched. Specifically, the acceleration switching speed when switching from full power generation operation to partial power generation operation when the outer rotor rotation speed increases, and partial power generation operation to full power generation operation when the outer rotor rotation speed decreases. It is set higher than the switching rotational speed during deceleration when switching to.
Thus, it is possible to prevent malfunction of the engine control device or the switching control circuit due to frequent switching near the rotational speed at which switching between the full power generation operation and the partial power generation operation is performed.
Further, it is possible to prevent deterioration of drivability (maneuverability) due to frequent changes in friction in the vehicle alternator in response to frequent switching.

それ故、本発明の車両用交流発電機によれば、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができ、発電を行うコイルの切換が頻繁に行われることによるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止することができる。   Therefore, according to the vehicle alternator of the present invention, the operating efficiency of the entire generator can be maintained high in response to a request from the vehicle in the high engine speed range, and the coil for generating power can be switched. It is possible to prevent the drivability (maneuverability) from being deteriorated frequently.

実施例1における、車両用交流発電機におけるステータを示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 実施例1における、車両用交流発電機を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view showing an automotive alternator in Embodiment 1; 実施例1における、車両用交流発電機を示す断面説明図。Sectional explanatory drawing which shows the alternating current generator for vehicles in Example 1. FIG. 実施例1における、車両用交流発電機を含めたエンジンの駆動系統を概略的に示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows schematically the drive system of the engine including the alternating current generator for vehicles in Example 1. FIG. 実施例1における、遠心クラッチの構造を概略的に示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a structure of a centrifugal clutch in the first embodiment. 実施例1における、スイッチング制御回路及びレギュレータ回路の構成を概略的に示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a switching control circuit and a regulator circuit in the first embodiment. 実施例1における、車両用交流発電機の切換動作を行うときの発電出力の状態を概略的に示すグラフ。The graph which shows schematically the state of the electric power generation output when switching operation | movement of the alternating current generator for vehicles in Example 1 is performed. 実施例1における、車両用交流発電機の切換動作を行うときの遠心クラッチの状態を概略的に示すグラフ。The graph which shows schematically the state of the centrifugal clutch when performing the switching operation of the alternating current generator for vehicles in Example 1. FIG. 実施例1における、車両用交流発電機の他のパターンの切換動作を行うときの発電出力の状態を概略的に示すグラフ。The graph which shows schematically the state of the electric power generation output when performing the switching operation | movement of the other pattern of the alternating current generator for vehicles in Example 1. FIG. 実施例1における、他のステータを示す説明図。Explanatory drawing which shows the other stator in Example 1. FIG. 実施例1における、他のステータを示す説明図。Explanatory drawing which shows the other stator in Example 1. FIG. 実施例1における、他のステータを示す説明図。Explanatory drawing which shows the other stator in Example 1. FIG. 実施例1における、他のステータを示す説明図。Explanatory drawing which shows the other stator in Example 1. FIG. 実施例2における、車両用交流発電機の切換動作を行うときの発電出力の状態を概略的に示すグラフ。The graph which shows roughly the state of the electric power generation output when performing the switching operation of the alternating current generator for vehicles in Example 2. FIG. 実施例2における、車両用交流発電機の他のパターンの切換動作を行うときの発電出力の状態を概略的に示すグラフ。The graph which shows schematically the state of the electric power generation output when performing the switching operation | movement of the other pattern of the alternating current generator for vehicles in Example 2. FIG. 実施例2における、他のスイッチング制御回路の構成を概略的に示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram schematically showing a configuration of another switching control circuit in the second embodiment.

上述した本発明の車両用交流発電機における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記車両用交流発電機は、二輪自動車等の車両におけるバッテリーを充電するよう構成することができる。そして、本発明においては、エンジンの制御装置等によってバッテリーの電圧を測定し、この電圧値が所定の電圧値以上である場合に、上記スイッチング制御回路を用いた全発電動作と部分発電動作との切換制御を行うよう構成することができる。
A preferred embodiment of the above-described vehicle alternator of the present invention will be described.
In the present invention, the vehicle alternator can be configured to charge a battery in a vehicle such as a two-wheeled vehicle. In the present invention, when the voltage of the battery is measured by an engine control device or the like and the voltage value is equal to or higher than a predetermined voltage value, the total power generation operation and the partial power generation operation using the switching control circuit are performed. It can be configured to perform switching control.

また、上記アウターロータは、エンジンの出力軸に連結されており、該出力軸には、所定の遠心力が加わっているときに該出力軸に車輪駆動軸を連結する遠心クラッチが設けてあり、上記加速時切換回転速度は、上記遠心クラッチが上記連結を開始する連結開始回転速度と、上記遠心クラッチが上記連結を完了した連結完了回転速度との間の半クラッチ回転速度範囲内に設定することが好ましい(請求項2)。
この場合には、ドライバーがエンジンの回転速度を上昇する際に、半クラッチ回転速度範囲内において全発電動作から部分発電動作への切換が行われるため、切換時の車両用交流発電機におけるフリクションの変化がドライバビリティに与える影響を少なくすることができる。
The outer rotor is connected to an output shaft of the engine, and the output shaft is provided with a centrifugal clutch for connecting a wheel drive shaft to the output shaft when a predetermined centrifugal force is applied. The acceleration switching rotation speed is set within a half-clutch rotation speed range between a connection start rotation speed at which the centrifugal clutch starts the connection and a connection completion rotation speed at which the centrifugal clutch completes the connection. (Claim 2).
In this case, when the driver increases the rotational speed of the engine, the full power generation operation is switched to the partial power generation operation within the half-clutch rotational speed range. The impact of changes on drivability can be reduced.

また、上記減速時切換回転速度は、上記遠心クラッチが上記連結を完全に解除した連結解除回転速度と、上記連結開始回転速度との間の連結前回転速度範囲内に設定することができる(請求項3)。
この場合には、部分発電動作から全発電動作に復帰させる回転速度をできるだけ高くし、回転速度の低下に伴い部分発電動作による発電電力値が低下したときに、車両用交流発電機からの電力供給により動作する電子機器の負荷によって、不意にエンジン停止が生じることを防止することができる。
The deceleration switching rotational speed can be set within a pre-connection rotational speed range between a connection release rotational speed at which the centrifugal clutch completely releases the connection and the connection start rotational speed (claim). Item 3).
In this case, when the rotational speed at which the partial power generation operation is restored to the full power generation operation is made as high as possible and the power generation value due to the partial power generation operation decreases as the rotational speed decreases, the power supply from the vehicle AC generator It is possible to prevent the engine from being stopped unexpectedly due to the load of the electronic device that operates.

また、上記減速時切換回転速度は、上記遠心クラッチが上記連結を完全に解除した連結解除回転速度よりも低い回転速度に設定することもできる(請求項4)。
この場合には、遠心クラッチがエンジンの出力軸と車輪駆動軸との連結を解除したときに、部分発電動作から全発電動作への切換を行うため、この切換時の車両用交流発電機におけるフリクションの変化がドライバビリティに影響を与えることがない。
また、この場合は、部分発電動作によって発電する電力値が、連結解除回転速度付近において車両から要求される電力値を満たしている場合に、上記エンジン停止の可能性がなく、ドライバビリティを向上させるのに効果的である。
The deceleration switching rotational speed may be set to a rotational speed lower than a connection release rotational speed at which the centrifugal clutch completely releases the connection (Claim 4).
In this case, when the centrifugal clutch releases the connection between the output shaft of the engine and the wheel drive shaft, the partial power generation operation is switched to the full power generation operation. Change does not affect drivability.
Further, in this case, when the power value generated by the partial power generation operation satisfies the power value required by the vehicle in the vicinity of the disconnection rotation speed, there is no possibility of the engine being stopped and the drivability is improved. It is effective.

また、上記車両用交流発電機によって発電した電力を充電するバッテリーの残量を、エンジンの制御装置等によって検出し、バッテリーに異常が生じていると判定したときには、上記減速時切換回転速度を上記連結前回転速度範囲内に設定し、バッテリーに異常が生じていないと判定したときには、上記減速時切換回転速度を上記連結解除回転速度よりも低い回転速度に設定することができる。
この場合には、バッテリーの状態に応じて、減速時切換回転速度として部分発電動作から全発電動作に切り換える回転速度を変更することができる。
Further, when the remaining amount of the battery for charging the electric power generated by the vehicle alternator is detected by an engine control device or the like, and it is determined that an abnormality has occurred in the battery, the deceleration switching rotational speed is set to When it is set within the pre-connection rotational speed range and it is determined that no abnormality has occurred in the battery, the deceleration switching rotational speed can be set to a lower rotational speed than the connection release rotational speed.
In this case, the rotational speed at which the partial power generation operation is switched to the full power generation operation can be changed as the deceleration switching rotational speed according to the state of the battery.

また、上記アウターロータの回転速度範囲の全体において、上記全発電動作による発電電力値は、車両から要求される要求発電電力値よりも高くなっており、上記アウターロータの回転速度範囲の全体において、上記部分発電動作による発電電力値は、上記全発電動作による発電電力値よりも低くなっており、上記加速時切換回転速度は、上記部分発電動作による発電電力値が上記要求発電電力値よりも高い回転速度範囲内に設定することが好ましい(請求項5)。
この場合には、部分発電動作における発電を行うコイル群の配列が適切であり、スイッチング制御回路は、部分発電動作によって車両から要求される要求発電電力値が確保できるときには、全発電動作から部分発電動作に切り換えて、バッテリーへの充電の制御を行うレギュレータ回路によってカットする(グラウンド電位に捨てる)電力を低減させることができる。これにより、アウターロータを回転させるフリクションの低減をより効果的に図ることができ、発電機全体の運転効率を効果的に向上させることができる。
なお、上記スイッチング制御回路が切換を行う上記加速時切換回転速度は、部分発電動作における発電電力値が上記要求発電電力値よりも大きくなる回転速度に対して若干の余裕をみた回転速度とすることができる。
Further, in the entire rotational speed range of the outer rotor, the generated power value by the total power generation operation is higher than the required generated power value required from the vehicle, and in the entire rotational speed range of the outer rotor, The generated power value due to the partial power generation operation is lower than the generated power value due to the total power generation operation, and the acceleration switching speed is higher than the required generated power value due to the partial power generation operation. It is preferable to set within the rotational speed range.
In this case, when the arrangement of the coil groups that perform power generation in the partial power generation operation is appropriate and the switching control circuit can secure the required power generation value required from the vehicle by the partial power generation operation, the partial power generation is performed from the total power generation operation. By switching to the operation, the power cut (discarded to the ground potential) by the regulator circuit that controls the charging of the battery can be reduced. Thereby, the reduction of the friction which rotates an outer rotor can be aimed at more effectively, and the operating efficiency of the whole generator can be improved effectively.
The acceleration switching rotational speed at which the switching control circuit performs switching is a rotational speed with a slight margin with respect to the rotational speed at which the generated power value in the partial power generation operation is larger than the required generated power value. Can do.

また、上記コイルの全体は、1本のマグネットワイヤの巻回によって渡り線を介して上記コイル同士が連続して繋がった連続コイル群の複数個を結線してなり、該複数個の連続コイル群におけるいずれかによって、上記発電を休止することが可能な発電休止可能コイル群を構成することが好ましい(請求項6)。
この場合には、連続コイル群の形成により、コイルの全体の形成が容易であり、上記発電休止可能コイル群を容易に形成することができる。
また、発電休止可能コイル群は、1個とする以外にも、複数個形成することもできる。この場合には、上記アウターロータの回転速度の上昇に対応して、発電を休止させる発電休止可能コイル群を段階的に増加させることができる。
Further, the whole of the coil is formed by connecting a plurality of continuous coil groups in which the coils are continuously connected via a jumper wire by winding a single magnet wire, and the plurality of continuous coil groups. It is preferable to constitute a power generation stoppable coil group capable of stopping the power generation by any of the above (Claim 6).
In this case, the formation of the continuous coil group makes it easy to form the entire coil, and the above-described power generation stoptable coil group can be easily formed.
Also, the number of coil groups capable of stopping power generation can be formed in addition to one. In this case, in response to an increase in the rotational speed of the outer rotor, it is possible to increase the number of coil groups capable of halting power generation for halting power generation in a stepwise manner.

上記車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接して周方向の一部に集まって配置された3個以上のポールにおけるコイルが上記渡り線を介して連続して繋がったものから構成することができる(請求項7)。
また、上記車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接する2個のポールにおけるコイルと、該2個のポールに対して1個又は2個のポールを周方向に飛ばして配置したポールにおけるコイルとを含み、交互に逆向きの巻回を行った隣接するコイルが上記渡り線を介して連続して繋がった部分と、一方の向きに巻回を行ったコイルが上記渡り線を介して連続して繋がった部分とを有していることもできる(請求項8)。
さらに、上記車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、上記ステータにおいては、上記発電休止可能コイル群を構成する複数のポールと、残りの上記連続コイル群を構成する複数のポールとを、交互に繰り返し配列することもできる(請求項9)。
これらの場合には、単相の発電を行う車両用交流発電機において、エンジンの高回転領域において、アウターロータが回転するときのフリクションを効果的に低減させることができる。
The vehicle alternator performs single-phase power generation, and the coil group capable of stopping power generation includes coils in three or more poles arranged adjacent to each other in a circumferential direction. It can comprise from what was continuously connected via the crossover (Claim 7).
The vehicle alternator performs single-phase power generation, and the coil group capable of stopping power generation includes coils in two adjacent poles and one or two of the two poles. Including a coil in a pole arranged by skipping two poles in the circumferential direction, and a portion in which adjacent coils alternately wound in opposite directions are continuously connected via the crossover, and one direction The coil that has been wound around can also have a portion that is continuously connected via the crossover wire (claim 8).
Further, the vehicle alternator performs single-phase power generation, and in the stator, a plurality of poles constituting the power generation stoppable coil group and a plurality of remaining continuous coil groups are configured. The poles can be alternately and repeatedly arranged (claim 9).
In these cases, in the vehicular AC generator that performs single-phase power generation, it is possible to effectively reduce the friction when the outer rotor rotates in the high rotation region of the engine.

以下に、本発明の車両用交流発電機に係る実施例につき、図面を参照して説明する。
(実施例1)
本例の車両用交流発電機1(以下、単に交流発電機1という。)は、図2に示すごとく、N極の磁界形成部22NとS極の磁界形成部22Sとを周方向Cに交互に複数配列してなるアウターロータ2と、アウターロータ2の内周側に配置し、中心コア部31の回りに突出するポールコア部32に対して交互に逆向きになるようコイル4の巻回を行った複数のポール30を配列してなるステータ3とを有している。交流発電機1は、各ポール30に対して、N極の磁界形成部22NとS極の磁界形成部22Sとが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成してある。
Hereinafter, embodiments of an AC generator for a vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 2, the vehicle alternator 1 of this example (hereinafter simply referred to as “alternator 1”) has N pole magnetic field forming portions 22N and S pole magnetic field forming portions 22S alternately in the circumferential direction C. Are arranged on the inner peripheral side of the outer rotor 2, and the coil 4 is wound so as to be alternately opposite to the pole core portion 32 protruding around the central core portion 31. And a stator 3 in which a plurality of poles 30 are arranged. The AC generator 1 performs single-phase or multiple-phase AC power generation by alternately arranging N-pole magnetic field forming portions 22N and S-pole magnetic field forming portions 22S so as to face each pole 30. It is configured.

交流発電機1は、図6、図7に示すごとく、エンジン8の制御装置80からの指令を受けて、すべてのコイル4を用いて発電を行う全発電動作W1(図2参照)と、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4を含むコイル群5Bにおける発電を休止して残りのコイル群5Aを用いて発電を行う部分発電動作W2(図1参照)とに切り換えるスイッチング制御回路6によって制御するよう構成してある。そして、アウターロータ2の回転速度が上昇する際に全発電動作W1から部分発電動作W2に切り換えるときの加速時切換回転速度Aを、アウターロータ2の回転速度が低下する際に部分発電動作W2から全発電動作W1に切り換えるときの減速時切換回転速度Bよりも高く設定してある。   As shown in FIGS. 6 and 7, the AC generator 1 receives a command from the control device 80 of the engine 8, and generates power using all the coils 4. By a switching control circuit 6 that switches to partial power generation operation W2 (see FIG. 1) that stops power generation in the coil group 5B including the coils 4 in two or more adjacent poles 30 and generates power using the remaining coil group 5A. It is configured to control. Then, when the rotational speed of the outer rotor 2 is increased, the acceleration switching speed A when switching from the total power generation operation W1 to the partial power generation operation W2 is changed from the partial power generation operation W2 when the rotation speed of the outer rotor 2 is reduced. It is set to be higher than the switching speed B at the time of deceleration when switching to the full power generation operation W1.

以下に、本例の交流発電機1につき、図1〜図13を参照して詳説する。
本例の交流発電機1は、二輪自動車に用いる単相磁石式交流発電機1であり、エンジン8の回転を受けて発電を行い、発電を行った電力をバッテリー73の充電、ランプ類74の点灯等を行うために用いる。
図3に示すごとく、アウターロータ2は、エンジン8の出力軸(クランクシャフト)81に連結されており、エンジン8の回転を受けて回転するよう構成されている。アウターロータ2は、円筒状ヨーク21の内周側に、N極の磁界形成部22Nを構成する永久磁石及びS極の磁界形成部22Sを構成する永久磁石を交互に配置して構成されている。また、ステータ3は、エンジン8等に取り付けるハウジング10に固定されている。中心コア部31及び複数のポールコア部32は、軟磁性の鉄材料等を用いて形成してある。また、各ポール30の径方向周りの外周には、絶縁性樹脂からなるボビンが設けてあり、各コイル4は、ボビンの回りに巻回されている。同図において、交流発電機1の軸方向をLで示す。
Below, it demonstrates in full detail with reference to FIGS. 1-13 about the alternating current generator 1 of this example.
The alternator 1 of this example is a single-phase magnet-type alternator 1 used for a two-wheeled motor vehicle. The alternator 1 generates electric power by receiving rotation of the engine 8. Used for lighting.
As shown in FIG. 3, the outer rotor 2 is connected to an output shaft (crankshaft) 81 of the engine 8 and is configured to rotate in response to the rotation of the engine 8. The outer rotor 2 is configured by alternately arranging permanent magnets constituting the N-pole magnetic field forming portion 22N and permanent magnets constituting the S-pole magnetic field forming portion 22S on the inner peripheral side of the cylindrical yoke 21. . The stator 3 is fixed to a housing 10 attached to the engine 8 or the like. The central core portion 31 and the plurality of pole core portions 32 are formed using a soft magnetic iron material or the like. A bobbin made of an insulating resin is provided on the outer periphery of each pole 30 in the radial direction, and each coil 4 is wound around the bobbin. In the figure, the axial direction of the AC generator 1 is indicated by L.

図1に示すごとく、本例のコイル4の全体は、マグネットワイヤの巻回によって渡り線41を介してコイル4同士が連続して繋がった連続コイル群5の複数個(本例では2個)を結線してなる。図1、図2等においては、わかり易くするため、コイル4を巻回した状態を省略して示し、渡り線41を模式的なラインで示す。
ステータ3におけるコイル4の全体は、ポールコア部32に対して鎖交する状態で右巻き方向Rに巻回した右巻きコイル4Aと、ポールコア部32に対して鎖交する状態で左巻き方向Lに巻回した左巻きコイル4Bとを交互に繰り返し配列してなる。また、コイル4を構成するマグネットワイヤは、絶縁被膜を設けた銅線等の導体からなる。
連続コイル群5は、1本のマグネットワイヤによって複数個のコイル4を連続して形成したものである。渡り線41は、各ポール30間においてコイル4同士を繋ぐ部分であり、中心コア部31及びポールコア部32の軸方向におけるいずれかの端面において、各ポール30間を渡っている。連続コイル群5同士は、中心コア部31等に設けた接続金具等を介して互いに接続されている(図示略)。
As shown in FIG. 1, the entire coil 4 of this example includes a plurality of continuous coil groups 5 (two in this example) in which the coils 4 are continuously connected to each other via a crossover wire 41 by winding a magnet wire. Is connected. In FIG. 1, FIG. 2, etc., in order to make it easy to understand, the state which wound the coil 4 is abbreviate | omitted and shown, and the crossover 41 is shown with a typical line.
The entire coil 4 in the stator 3 is wound in the right-handed coil 4 </ b> A wound in the right-handed direction R in a state of being linked to the pole core part 32, and in the left-handed direction L in a state of being linked to the pole core part 32. The rotated left-handed coil 4B is alternately and repeatedly arranged. Moreover, the magnet wire which comprises the coil 4 consists of conductors, such as a copper wire which provided the insulating film.
The continuous coil group 5 is formed by continuously forming a plurality of coils 4 with one magnet wire. The connecting wire 41 is a portion that connects the coils 4 between the poles 30, and crosses between the poles 30 on either end face in the axial direction of the central core portion 31 and the pole core portion 32. The continuous coil groups 5 are connected to each other via a connection fitting provided on the central core portion 31 or the like (not shown).

本例のコイル4の全体は、2個の連続コイル群5によって構成されており、一方の連続コイル群5によって発電休止可能コイル群5Bを形成している。
図1においては、一部のコイル4における発電を休止した部分発電動作W2において、発電を行うコイル4(ポール30)を、ハッチングした丸印によって示す。
本例の発電休止可能コイル群5Bは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4と、この2個のポール30に対して1個又は2個のポール30を周方向Cに飛ばして配置したポール30におけるコイル4とを含み、右巻きコイル4A及び左巻きコイル4Bが渡り線41を介して連続して繋がった部分と、右巻きコイル4A同士が渡り線41を介して連続して繋がった部分とを有している。
The entire coil 4 of this example is constituted by two continuous coil groups 5, and one continuous coil group 5 forms a power generation stoppable coil group 5 </ b> B.
In FIG. 1, in the partial power generation operation W <b> 2 in which the power generation in some of the coils 4 is suspended, the coil 4 (pole 30) that generates power is indicated by a hatched circle.
In the coil group 5B capable of stopping power generation in this example, the coil 4 in the two adjacent poles 30 and the one or two poles 30 are disposed in the circumferential direction C with respect to the two poles 30. The portion including the coil 4 in the pole 30, the portion where the right-handed coil 4 </ b> A and the left-handed coil 4 </ b> B are continuously connected via the crossover wire 41, and the portion where the right-handed coil 4 </ b> A is continuously connected via the crossover wire 41. And have.

また、他の連続コイル群5Aは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4と、この2個のポール30に対して1個又は2個のポール30を周方向Cに飛ばして配置したポール30におけるコイル4とを含み、右巻きコイル4A及び左巻きコイル4Bが渡り線41を介して連続して繋がった部分と、左巻きコイル4B同士が渡り線41を介して連続して繋がった部分とを有している。
ここで、右巻きコイル4Aと左巻きコイル4Bとは、巻き方向が互いに逆方向になることを示し、いずれを時計回り又は反時計回りに巻回してもよい。図1においては、右巻きコイル4Aにおける右巻き方向をRで示し、左巻きコイル4Bにおける左巻き方向をLで示す。
The other continuous coil group 5A includes a coil 4 in two adjacent poles 30 and a pole in which one or two poles 30 are disposed in the circumferential direction C with respect to the two poles 30. 30, a portion where the right-handed coil 4 </ b> A and the left-handed coil 4 </ b> B are continuously connected via the crossover wire 41, and a portion where the left-handed coil 4 </ b> B is continuously connected via the crossover wire 41. Have.
Here, the right-handed coil 4A and the left-handed coil 4B indicate that the winding directions are opposite to each other, and any of them may be wound clockwise or counterclockwise. In FIG. 1, the right-handed direction in the right-handed coil 4A is indicated by R, and the left-handed direction in the left-handed coil 4B is indicated by L.

図3に示すごとく、本例のアウターロータ2は、エンジン8の出力軸81に連結されており、図4に示すごとく、出力軸81には、所定の遠心力が加わっているときに出力軸81に車輪駆動軸84を連結する遠心クラッチ82が設けてある。車輪駆動軸84は、ギヤミッション83を介して遠心クラッチ82に繋がる。車輪駆動軸84には、駆動車輪841が連結されている。
図5に示すごとく、遠心クラッチ82は、ベース821に対して、遠心力を受けて径方向外周側へ拡大するよう回動可能に配設した遠心ウェイト(クラッチシュー)822と、この遠心ウェイト822を径方向内周側へ付勢するスプリング823とを配設し、遠心ウェイト822が径方向外周側へ拡大したときに、ベース821がその外周を覆うハウジング824と連結して、動力を伝達するよう構成されている。そして、エンジン8及びアウターロータ2の回転速度が上昇し、回転速度に応じて遠心ウェイト822が径方向外周側へ拡大し、回転速度が所定の回転速度になったときには、遠心ウェイト822がベース821とハウジング824とを連結して、エンジン8の出力軸81による動力を車輪駆動軸84に連結して、車両の走行を開始することができる。
As shown in FIG. 3, the outer rotor 2 of this example is connected to the output shaft 81 of the engine 8, and as shown in FIG. 4, the output shaft 81 has an output shaft when a predetermined centrifugal force is applied. A centrifugal clutch 82 for connecting a wheel drive shaft 84 to 81 is provided. The wheel drive shaft 84 is connected to the centrifugal clutch 82 via a gear mission 83. A drive wheel 841 is connected to the wheel drive shaft 84.
As shown in FIG. 5, the centrifugal clutch 82 is provided with a centrifugal weight (clutch shoe) 822 that is rotatably arranged to receive a centrifugal force and expand radially outward with respect to the base 821, and the centrifugal weight 822. And a spring 823 for urging the inner periphery in the radial direction, and when the centrifugal weight 822 expands toward the outer periphery in the radial direction, the base 821 is connected to the housing 824 covering the outer periphery to transmit power. It is configured as follows. Then, when the rotational speed of the engine 8 and the outer rotor 2 increases, the centrifugal weight 822 expands radially outward according to the rotational speed, and when the rotational speed reaches a predetermined rotational speed, the centrifugal weight 822 becomes the base 821. And the housing 824 can be connected, and the power from the output shaft 81 of the engine 8 can be connected to the wheel drive shaft 84 to start running of the vehicle.

図8に示すごとく、遠心クラッチ82には、回転速度の変化に応じ、動力の伝達の連結、連結の解除の途中の過程も含めた次の4つの状態がある。すなわち、この4つの状態は、エンジン8の出力軸81と車輪駆動軸84との連結を完全に解除したクラッチアウト状態K1、クラッチアウト状態K1から上記連結を開始するまでの間のクラッチ繋がり前状態K2、上記連結を開始したときから上記連結を完了するまでの間の半クラッチ状態K3、上記連結を完了した後のクラッチ状態K4である。クラッチアウト状態K1は、エンジン8のアイドリング状態を構成する。
また、遠心クラッチ82の状態が変化する回転速度は、低いときから順に、遠心クラッチ82が連結を完全に解除した状態から遠心ウェイト822が動き始めてフリクション(回転摩擦)が生じ始めるときの連結解除回転速度N1と、遠心クラッチ82が連結を開始する連結開始回転速度(クラッチイン回転速度)N2と、遠心クラッチ82が連結を完了する連結完了回転速度N3とがある。連結開始回転速度N2は、アイドリング状態から走行状態に切り換わる回転速度を示す。
As shown in FIG. 8, the centrifugal clutch 82 has the following four states including processes in the middle of connection and release of transmission of power according to changes in the rotational speed. That is, these four states are a clutch-out state K1 in which the connection between the output shaft 81 of the engine 8 and the wheel drive shaft 84 is completely released, and a state before the clutch is engaged from the clutch-out state K1 to the start of the connection. K2, a half-clutch state K3 from the start of the connection to the completion of the connection, and a clutch state K4 after the connection is completed. The clutch-out state K1 constitutes an idling state of the engine 8.
Further, the rotational speed at which the state of the centrifugal clutch 82 changes is, in order from the lowest, the connection release rotation when the centrifugal weight 822 starts to move from the state where the centrifugal clutch 82 is completely disconnected and friction (rotational friction) starts to occur. There are a speed N1, a connection start rotation speed (clutch-in rotation speed) N2 at which the centrifugal clutch 82 starts to be connected, and a connection completion rotation speed N3 at which the centrifugal clutch 82 completes the connection. The connection start rotational speed N2 indicates a rotational speed at which the idling state is switched to the traveling state.

そして、図7、図8に示すごとく、本例のエンジン8の制御装置80及びスイッチング制御回路6は、全発電動作W1から部分発電動作W2に切り換える加速時切換回転速度Aを、半クラッチ状態K3に設定している。すなわち、加速時切換回転速度Aは、連結開始回転速度N2と連結完了回転速度N3との間の半クラッチ回転速度範囲R2内に設定してある。
また、本例のエンジン8の制御装置80及びスイッチング制御回路6は、部分発電動作W2から全発電動作W1に切り換える減速時切換回転速度Bを、クラッチアウト状態K1又はクラッチ繋がり前状態K2に設定するよう構成されている。また、本例のエンジン8の制御装置80は、交流発電機1によって発電した電力を充電するバッテリー73の残量を検出するよう構成されている。
そして、エンジン8の制御装置80は、バッテリー73の残量を検出し、バッテリー73に異常が生じていると判定したときには、図7に示すごとく、減速時切換回転速度Bをクラッチ繋がり前状態K2である、連結解除回転速度N1と連結開始回転速度N2との間の連結前回転速度範囲R1内に設定し、一方、バッテリー73に異常が生じていないと判定したときには、図9に示すごとく、減速時切換回転速度Bをクラッチアウト状態K1にある連結解除回転速度N1よりも低い回転速度に設定するよう構成してある。
As shown in FIGS. 7 and 8, the control device 80 and the switching control circuit 6 of the engine 8 of this example change the acceleration switching rotational speed A for switching from the full power generation operation W1 to the partial power generation operation W2, and the half clutch state K3. Is set. That is, the acceleration switching rotational speed A is set within a half-clutch rotational speed range R2 between the connection start rotational speed N2 and the connection completion rotational speed N3.
Further, the control device 80 and the switching control circuit 6 of the engine 8 of the present example set the deceleration switching rotational speed B for switching from the partial power generation operation W2 to the full power generation operation W1 to the clutch-out state K1 or the pre-clutch state K2. It is configured as follows. Further, the control device 80 of the engine 8 of this example is configured to detect the remaining amount of the battery 73 that charges the power generated by the AC generator 1.
When the control device 80 of the engine 8 detects the remaining amount of the battery 73 and determines that an abnormality has occurred in the battery 73, as shown in FIG. 7, the switching rotational speed B during deceleration is set to the state K2 before the clutch is engaged. Is set within the pre-connection rotation speed range R1 between the connection release rotation speed N1 and the connection start rotation speed N2, and when it is determined that no abnormality has occurred in the battery 73, as shown in FIG. The decelerating switching rotational speed B is set to a rotational speed lower than the connection release rotational speed N1 in the clutch-out state K1.

これにより、エンジン8の制御装置80がバッテリー73に異常が生じていると判定したときには、部分発電動作W2から全発電動作W1に復帰させる回転速度をできるだけ高くし、回転速度の低下に伴い部分発電動作W2による発電電力値が低下したときに、交流発電機1からの電力供給により動作する電子機器の負荷によって、不意にエンジン停止が生じることを防止することができる。一方、エンジン8の制御装置80がバッテリー73に異常が生じていないと判定したときには、遠心クラッチ82がエンジン8の出力軸81と車輪駆動軸84との連結を解除したときに、部分発電動作W2から全発電動作W1への切換を行うため、この切換時の交流発電機1におけるフリクションの変化がドライバビリティに影響を与えることをなくすことができる。   As a result, when the control device 80 of the engine 8 determines that an abnormality has occurred in the battery 73, the rotational speed for returning from the partial power generation operation W2 to the full power generation operation W1 is made as high as possible. When the generated power value due to the operation W2 decreases, it is possible to prevent the engine from being stopped unexpectedly due to the load of the electronic device that operates by supplying power from the AC generator 1. On the other hand, when the control device 80 of the engine 8 determines that there is no abnormality in the battery 73, the partial power generation operation W2 when the centrifugal clutch 82 releases the connection between the output shaft 81 of the engine 8 and the wheel drive shaft 84. Therefore, the change in friction in the AC generator 1 at the time of switching can be prevented from affecting drivability.

(グラフによる説明)
図7は、横軸にアウターロータ2の回転速度をとり、縦軸にステータ3からの発電電流をとって、交流発電機1における発電出力の状態を概略的に示すグラフである。
同図は、アウターロータ2の回転速度範囲の全体において、全発電動作W1を形成した場合の発電電流I1と、部分発電動作W2を形成した場合の発電電流I2とを示す。また、車両から交流発電機1に要求される発電電流である要求発電電流Irも示す。なお、交流発電機1のレギュレータ回路7においては、カーボン抵抗等によって電圧を一定にしてバッテリー73への充電を行う。そのため、発電電力値は発電電流に比例する。
また、図1には、部分発電動作W2における発電電流I2の流れを示し、図2には、全発電動作W1における発電電流I1の流れを示す。
(Graphic explanation)
FIG. 7 is a graph schematically showing the state of power generation output in the AC generator 1 with the horizontal axis representing the rotational speed of the outer rotor 2 and the vertical axis representing the power generation current from the stator 3.
This figure shows the generated current I1 when the full power generation operation W1 is formed and the generated current I2 when the partial power generation operation W2 is formed in the entire rotational speed range of the outer rotor 2. In addition, a required generated current Ir that is a generated current required from the vehicle to the AC generator 1 is also shown. In the regulator circuit 7 of the AC generator 1, the battery 73 is charged with a constant voltage by carbon resistance or the like. Therefore, the generated power value is proportional to the generated current.
1 shows the flow of the generated current I2 in the partial power generation operation W2, and FIG. 2 shows the flow of the generated current I1 in the total power generation operation W1.

図7に示すごとく、本例の交流発電機1においては、アウターロータ2の回転速度範囲の全体において、全発電動作W1によって発電を行う際の発電電流I1(発電電力値)は、車両から要求される要求発電電流Ir(要求発電電力値)よりも高くなっている。また、アウターロータ2の回転速度範囲の全体において、部分発電動作W2によって発電を行う際の発電電流I2(発電電力値)は、全発電動作W1によって発電を行う際の発電電流I1(発電電力値)よりも低くなっている。そして、加速時切換回転速度Aは、部分発電動作W2による発電電流I2が要求発電電流Irよりも高い回転速度範囲内に設定してある。   As shown in FIG. 7, in the alternator 1 of this example, the power generation current I1 (generated power value) for generating power by the total power generation operation W1 in the entire rotation speed range of the outer rotor 2 is requested from the vehicle. This is higher than the required power generation current Ir (required power generation power value). Further, in the entire rotational speed range of the outer rotor 2, the generated current I2 (generated power value) when generating power by the partial power generation operation W2 is the generated current I1 (generated power value) when generating power by the total generated operation W1. ) Is lower. The acceleration switching rotational speed A is set within a rotational speed range in which the generated current I2 by the partial power generation operation W2 is higher than the required generated current Ir.

全発電動作W1による発電電流I1及び部分発電動作W2による発電電流I2は、回転速度の上昇に伴って上昇しており、要求発電電流Irも、回転速度の上昇に伴って上昇している。本例の部分発電動作W2による発電電流I2は、半クラッチ回転速度範囲R2内において要求発電電流Irよりも高くなっており、また、連結開始回転速度N2よりも高い回転速度の範囲において、要求発電電流Irよりも高くなっている。そして、加速時切換回転速度Aは、半クラッチ回転速度範囲R2内において、部分発電動作W2による発電電流I2が要求発電電流Irを超えた回転独度以上の回転速度として設定してある。
これにより、部分発電動作W2における発電を行う連続コイル群5Aの配列が適切であり、スイッチング制御回路6は、部分発電動作W2によって車両から要求される要求発電電流Irが確保できるときには、全発電動作W1から部分発電動作W2に切り換えて、バッテリー73への充電の制御を行うレギュレータ回路7によってカットする(グラウンド電位に捨てる)電力を低減させることができる。
そして、エンジン8の低回転領域においては、全発電動作W1によって必要とされる要求発電電流Irを維持し、一方、エンジン8の高回転領域においては、部分発電動作W2によって、要求発電電流Irに比べて過剰な発電電流の出力を制限することができる。
The power generation current I1 generated by the total power generation operation W1 and the power generation current I2 generated by the partial power generation operation W2 increase as the rotational speed increases, and the required power generation current Ir also increases as the rotational speed increases. The power generation current I2 generated by the partial power generation operation W2 in this example is higher than the required power generation current Ir in the half-clutch rotational speed range R2, and the required power generation in the rotational speed range higher than the connection start rotational speed N2. It is higher than the current Ir. The acceleration switching speed A is set as a rotational speed that is equal to or higher than the rotational speed of the partial power generation operation W2 exceeding the required power generation current Ir in the half-clutch rotational speed range R2.
As a result, the arrangement of the continuous coil group 5A that generates power in the partial power generation operation W2 is appropriate, and the switching control circuit 6 can perform the full power generation operation when the required power generation current Ir required from the vehicle can be secured by the partial power generation operation W2. By switching from W1 to the partial power generation operation W2, it is possible to reduce the power cut (discarded to the ground potential) by the regulator circuit 7 that controls the charging of the battery 73.
In the low rotation region of the engine 8, the required power generation current Ir required by the total power generation operation W1 is maintained. On the other hand, in the high rotation region of the engine 8, the required power generation current Ir is maintained by the partial power generation operation W2. Compared with this, it is possible to limit the output of excessive generated current.

図8は、横軸に回転速度をとり、縦軸に遠心クラッチ82の状態をとって、回転速度に応じて遠心クラッチ82が切り換わる状態を模式的に示す。
同図において、回転速度が上昇する際には、連結解除回転速度N1から連結開始回転速度N2にかけて遠心ウェイト(クラッチシュー)822が外周側へ移動を始め、連結開始回転速度N2から連結完了回転速度N3にかけて遠心ウェイト822が摺動して動力の伝達を徐々に高めて遠心クラッチ82が繋がる。一方、回転速度が下降する際には、連結解除回転速度N1になったときに遠心クラッチ82の連結が解除される。
FIG. 8 schematically shows a state in which the centrifugal clutch 82 is switched according to the rotational speed, with the horizontal axis representing the rotational speed and the vertical axis representing the state of the centrifugal clutch 82.
In the figure, when the rotational speed increases, the centrifugal weight (clutch shoe) 822 starts to move to the outer peripheral side from the coupling release rotational speed N1 to the coupling start rotational speed N2, and from the coupling start rotational speed N2 to the coupling completion rotational speed. The centrifugal weight 822 slides over N3 to gradually increase the transmission of power, and the centrifugal clutch 82 is connected. On the other hand, when the rotational speed decreases, the connection of the centrifugal clutch 82 is released when the connection release rotational speed N1 is reached.

(スイッチング制御回路6及びレギュレータ回路7の構成)
図6は、交流発電機1及びスイッチング制御回路6と、発電を行った電力の充電、放電等の制御を行うレギュレータ回路7との電気的構成を説明する図である。
スイッチング制御回路6は、エンジン8の制御装置80からの指令を受け、交流発電機1における発電状態を、発電休止可能コイル群5Bにおける発電を休止して他の連続コイル群5Aを用いて発電を行う部分発電動作W2と、2個の連続コイル群5(すべてのコイル4)を用いて発電を行う全発電動作W1とに切換可能である。
本例のステータ3においては、2個の連続コイル群5を直列接続して、単相のコイル4が形成されており、2個の連続コイル群5は、グラウンド電位側に設けて常に発電を行うよう構成した第1の連続コイル群5Aと、バッテリー73のプラス側に設けて発電の休止を可能にした第2の連続コイル群5B(発電休止可能コイル群5B)とからなる。
(Configuration of switching control circuit 6 and regulator circuit 7)
FIG. 6 is a diagram for explaining the electrical configuration of the AC generator 1 and the switching control circuit 6 and the regulator circuit 7 that controls charging and discharging of the generated power.
The switching control circuit 6 receives a command from the control device 80 of the engine 8 and generates power using the other continuous coil group 5A by stopping the power generation state in the AC generator 1 and stopping the power generation in the power generation stoppable coil group 5B. It is possible to switch between the partial power generation operation W2 to be performed and the full power generation operation W1 to generate power using the two continuous coil groups 5 (all coils 4).
In the stator 3 of this example, two continuous coil groups 5 are connected in series to form a single-phase coil 4. The two continuous coil groups 5 are provided on the ground potential side and always generate power. The first continuous coil group 5 </ b> A configured to perform, and the second continuous coil group 5 </ b> B (coil group 5 </ b> B capable of stopping power generation) provided on the positive side of the battery 73 and capable of stopping power generation.

より具体的には、図1、図6に示すごとく、本例のステータ3は16極(16個)のポール30を有する。そして、他の連続コイル群(第1の連続コイル群)5Aは、1本のマグネットワイヤによって、グラウンド電位に接続する引出部42Aから、各渡り線41を介して、3つの右巻きコイル4A、互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4B、1個の右巻きコイル4A、及び互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4Bに順次連続して繋がり、第1の連続コイル群5Aと第2の連続コイル群5Bとの中間接続部43に引き出されている。また、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、1本のマグネットワイヤによって、中間接続部43から、各渡り線41を介して、互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4B、3つの左巻きコイル4B、互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4B、及び1個の左巻きコイル4Bに順次連続して繋がり、バッテリー73のプラス側に繋がる引出部42Bへ引き出されている。   More specifically, as shown in FIGS. 1 and 6, the stator 3 of this example has 16 poles (16 pieces) of poles 30. Then, the other continuous coil group (first continuous coil group) 5A includes three right-handed coils 4A, from each of the lead wires 42A connected to the ground potential by one magnet wire, via the crossover wires 41. The right-handed coil 4A and the left-handed coil 4B that are adjacent to each other, one right-handed coil 4A, and the right-handed coil 4A and the left-handed coil 4B that are adjacent to each other are successively connected to the first continuous coil group 5A and the second It is drawn out to the intermediate connection portion 43 with the continuous coil group 5B. Further, the second continuous coil group 5B, which is the coil group 5B capable of stopping power generation, is connected to the right-handed coil 4A and the left-handed coil adjacent to each other from the intermediate connection part 43 through the crossover wires 41 by one magnet wire. 4B, the three left-handed coils 4B, the right-handed coil 4A and the left-handed coil 4B adjacent to each other, and one left-handed coil 4B are successively connected to each other, and are drawn out to a lead-out portion 42B connected to the plus side of the battery 73.

本例においては、図6に示すごとく、交流発電機1、スイッチング制御回路6及びレギュレータ回路7を用いて、バッテリー73の充電及びランプ74等の点灯を行う発電システムが構成されている。
レギュレータ回路7は、交流発電機1によって発電した電力をバッテリー73へ充電する制御を行うバッテリー充電回路71と、交流発電機1によって発電した電力によってランプ74等を点灯させるランプ点灯回路72とを有している。
In this example, as shown in FIG. 6, a power generation system that charges the battery 73 and lights the lamp 74 and the like is configured using the AC generator 1, the switching control circuit 6, and the regulator circuit 7.
The regulator circuit 7 includes a battery charging circuit 71 that performs control for charging the battery 73 with the electric power generated by the AC generator 1, and a lamp lighting circuit 72 that lights the lamp 74 and the like with the electric power generated by the AC generator 1. is doing.

バッテリー充電回路71は、交流発電機1におけるコイル4とバッテリー73との間に接続したスイッチング素子711を有しており、スイッチング素子711がオンしたときにバッテリー73の電圧のレギュレータ制御をするよう構成されている。また、ランプ点灯回路72は、交流発電機1におけるコイル4とランプ74との間に接続したスイッチング素子721を有しており、スイッチング素子721がオンしたときにランプ74の点灯のレギュレータ制御をするよう構成されている。なお、ランプ74としては、ライト、スピードメータ等のランプ類がある。また、バッテリー73には、種々の補機、計器類等の負荷75が接続されている。
本例の交流発電機1によって発電した単相交流電圧は、単相の正弦波電圧のうち、プラス側の電圧をバッテリー充電に用い、マイナス側の電圧をランプ点灯に用いる。
The battery charging circuit 71 has a switching element 711 connected between the coil 4 and the battery 73 in the AC generator 1 and is configured to perform regulator control of the voltage of the battery 73 when the switching element 711 is turned on. Has been. The lamp lighting circuit 72 has a switching element 721 connected between the coil 4 and the lamp 74 in the AC generator 1, and performs regulator control for lighting the lamp 74 when the switching element 721 is turned on. It is configured as follows. The lamp 74 includes lamps such as a light and a speedometer. The battery 73 is connected to a load 75 such as various auxiliary machines and instruments.
The single-phase AC voltage generated by the AC generator 1 of this example uses a positive voltage for battery charging and a negative voltage for lamp lighting out of the single-phase sine wave voltage.

また、スイッチング制御回路6は、第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bに、それぞれ対応して設けたサイリスタ等のスイッチング素子61を有しており、制御回路62によってスイッチング素子61のスイッチング制御を行うよう構成されている。スイッチング制御回路6は、サイリスタ等のスイッチング素子61のスイッチング制御を行って、第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bをバッテリー73に導通させる全発電動作W1と、第1の連続コイル群5Aのみをバッテリー73に導通させる部分発電動作W2とに切換可能である。   The switching control circuit 6 includes switching elements 61 such as thyristors provided corresponding to the first continuous coil group 5A and the second continuous coil group 5B, respectively. The switching control is performed. The switching control circuit 6 performs switching control of the switching element 61 such as a thyristor, and makes the first continuous coil group 5A and the second continuous coil group 5B conductive to the battery 73, and a first continuous operation. It is possible to switch to the partial power generation operation W2 in which only the coil group 5A is conducted to the battery 73.

第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bは、それぞれサイリスタ等のスイッチング素子61を介してバッテリー73のプラス側及び負荷75に繋がっている。スイッチング制御回路6は、高電圧側のスイッチング素子61Aをオンにすると共に低電圧側のスイッチング素子61Bをオフにして全発電動作W1を形成し、高電圧側のスイッチング素子61Aをオフにすると共に低電圧側のスイッチング素子61Bをオンにして部分発電動作W2を形成する。
スイッチング制御回路6は、ECU(エンジン8の制御装置)80からの信号を受けて動作するよう構成されている。
The first continuous coil group 5A and the second continuous coil group 5B are connected to the positive side of the battery 73 and the load 75 via a switching element 61 such as a thyristor, respectively. The switching control circuit 6 turns on the switching element 61A on the high voltage side and turns off the switching element 61B on the low voltage side to form the total power generation operation W1, and turns off the switching element 61A on the high voltage side and turns it off. The voltage-side switching element 61B is turned on to form the partial power generation operation W2.
The switching control circuit 6 is configured to operate in response to a signal from an ECU (control device for the engine 8) 80.

(発電休止可能コイル群5Bの他の構成)
本例のステータ3における発電休止可能コイル群5B(第2の連続コイル群5B)は、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4を含んでいれば種々の配置とすることができる。以下に、発電休止可能コイル群5Bの他のいくつかの構成例を示す。
例えば、図10に示すごとく、ステータ3において16極(16個)のポール30を配置する場合において、他の連続コイル群5Aである第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接する3つのポール30におけるコイル4の2箇所と、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4の1箇所と、1個のポール30におけるコイル4の1箇所とを、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。この場合、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4の3箇所と、1個のポール30におけるコイル4の1箇所とを、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。
(Other configuration of coil group 5B capable of power generation suspension)
The power generation suspension possible coil group 5B (second continuous coil group 5B) in the stator 3 of this example can be variously arranged as long as it includes the coils 4 in two or more poles 30 adjacent to each other. Below, some other examples of composition of coil group 5B which can stop power generation are shown.
For example, as shown in FIG. 10, when 16 poles (16 pieces) of poles 30 are arranged in the stator 3, the first continuous coil group 5 </ b> A which is another continuous coil group 5 </ b> A includes three poles 30 adjacent to each other. Two locations of the coil 4 in FIG. 1, one location of the coil 4 in the two poles 30 adjacent to each other, and one location of the coil 4 in the one pole 30 can be configured by one magnet wire. In this case, the second continuous coil group 5B, which is the coil group 5B capable of stopping power generation, includes three locations of the coil 4 in the two poles 30 adjacent to each other and one location of the coil 4 in the one pole 30. It can be constituted by a single magnet wire.

また、図11、図12に示すごとく、ステータ3において20極(20個)のポール30を配置する場合において、他の連続コイル群5Aである第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接する13個(又は12個)のポール30におけるコイル4を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。この場合、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、互いに隣接する7個(又は8個)のポール30におけるコイル4を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。
なお、ポールコア部32は、コイル4を巻回した状態で、中心コア部31に対する軸方向から嵌合することができる。このとき、第1の連続コイル群5Aにおける渡り線41を中心コア部31及びポールコア部32における軸方向一方の端面側に配置し、第2の連続コイル群5Bにおける渡り線41を中心コア部31及びポールコア部32における軸方向他方の端面側に配置することができる。
As shown in FIGS. 11 and 12, when 20 poles (20 pieces) of poles 30 are arranged in the stator 3, the first continuous coil group 5A, which is another continuous coil group 5A, is adjacent to each other. The coils 4 in the individual (or twelve) poles 30 can be constituted by one magnet wire. In this case, in the second continuous coil group 5B, which is the coil group 5B capable of stopping power generation, the coils 4 in the seven (or eight) poles 30 adjacent to each other can be configured by one magnet wire.
The pole core portion 32 can be fitted from the axial direction with respect to the central core portion 31 in a state where the coil 4 is wound. At this time, the connecting wire 41 in the first continuous coil group 5A is arranged on one end face side in the axial direction of the central core portion 31 and the pole core portion 32, and the connecting wire 41 in the second continuous coil group 5B is arranged in the central core portion 31. The pole core portion 32 can be disposed on the other end surface side in the axial direction.

また、図13に示すごとく、ステータ3において20極(20個)のポール30を配置する場合において、他の連続コイル群5Aである第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接する3個のポール30におけるコイル4の4箇所を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。この場合、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4の4箇所を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。また、この場合、ステータ3においては、第1の連続コイル群5Aを構成する3個のポール30と、第2の連続コイル群5Bを構成する2個のポール30とが、4回交互に繰り返して配置されている。   Further, as shown in FIG. 13, when 20 poles (20 pieces) of poles 30 are arranged in the stator 3, the first continuous coil group 5A, which is another continuous coil group 5A, has three poles adjacent to each other. Four portions of the coil 4 in 30 can be configured by one magnet wire. In this case, the second continuous coil group 5B which is the coil group 5B capable of stopping power generation can be configured by one magnet wire at four locations of the coil 4 in the two poles 30 adjacent to each other. Further, in this case, in the stator 3, the three poles 30 constituting the first continuous coil group 5A and the two poles 30 constituting the second continuous coil group 5B are alternately repeated four times. Are arranged.

(作用効果)
本例の交流発電機1においては、アウターロータ2の回転速度が高くなったときに、特定のコイル群5Bにおいて発電を休止することにより、発電機全体の運転効率を向上させる工夫を行っている。また、本例の交流発電機1においては、発電を行うコイル4の切換の際に生ずる交流発電機1のフリクションの変化により、二輪自動車等の車両のドライバーが受けるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止する工夫を行っている。
そして、本例においては、アウターロータ2の回転速度(エンジン8の回転速度)が低いとき、すなわちアイドリング状態に近い回転速度であるときには、主に全発電動作W1を行う。これにより、低回転領域における発電電力値を適切に確保することができる。
(Function and effect)
In the alternator 1 of this example, when the rotational speed of the outer rotor 2 is increased, the power generation is suspended in the specific coil group 5B, thereby improving the operation efficiency of the entire generator. . Further, in the alternator 1 of the present example, the drivability (maneuverability) received by a driver of a vehicle such as a two-wheeled vehicle is deteriorated due to a change in friction of the alternator 1 that occurs when the coil 4 that generates power is switched. We are trying to prevent this.
In this example, when the rotational speed of the outer rotor 2 (rotational speed of the engine 8) is low, that is, when the rotational speed is close to the idling state, the total power generation operation W1 is mainly performed. Thereby, the electric power generation value in a low rotation area | region can be ensured appropriately.

一方、アウターロータ2の回転速度(エンジン8の回転速度)が上昇し、遠心クラッチ82が半クラッチ状態K3になったとき(エンジン8及びアウターロータ2の回転速度が半クラッチ回転速度範囲R2内になったとき)、エンジン8の制御装置80が回転速度を検出し、スイッチング制御回路6に切換信号を送信する。そして、スイッチング制御回路6は、交流発電機1の動作を全発電動作W1から部分発電動作W2に切り換える。
このとき、発電を休止する発電休止可能コイル群5Bには、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4が含まれていることより、高回転領域における発電電力値を意図的に低下させることができる。すなわち、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4に対して電流が流れない状態を形成することにより、この2個以上のポール30においては発電に寄与しない磁路を形成する。これにより、発電に寄与する磁束を低減し、高回転領域において、車両から要求される以上の過剰な発電を行うことを抑制することができ、アウターロータ2が回転するときのフリクション(回転抵抗等)を低減させることができる。
On the other hand, when the rotational speed of the outer rotor 2 (the rotational speed of the engine 8) increases and the centrifugal clutch 82 enters the half-clutch state K3 (the rotational speeds of the engine 8 and the outer rotor 2 are within the half-clutch rotational speed range R2). The control device 80 of the engine 8 detects the rotational speed and transmits a switching signal to the switching control circuit 6. Then, the switching control circuit 6 switches the operation of the AC generator 1 from the full power generation operation W1 to the partial power generation operation W2.
At this time, the power generation stoppable coil group 5B that stops power generation includes the coils 4 in the two or more poles 30 adjacent to each other, so that the generated power value in the high rotation region is intentionally reduced. Can do. That is, by forming a state in which no current flows to the coil 4 in the two or more poles 30 adjacent to each other, a magnetic path that does not contribute to power generation is formed in the two or more poles 30. As a result, the magnetic flux contributing to power generation is reduced, and it is possible to suppress excessive power generation beyond that required by the vehicle in a high rotation region, and friction (rotation resistance or the like) when the outer rotor 2 rotates. ) Can be reduced.

交流発電機1に発生するフリクション(回転摩擦等)には、発電量による損失、渦電流等の発生による損失(鉄損)、コイル4の発熱等による損失(銅損)等がある。そして、本例の交流発電機1においては、エンジン8の高回転領域において部分発電動作W2を行うことにより、コイル4の発熱等による損失を低減させることにより、エンジン8の出力をできるだけ車軸(車輪駆動軸)84に伝達し、燃費を向上させることができる。   The friction (rotational friction, etc.) generated in the AC generator 1 includes a loss due to the amount of power generation, a loss due to the generation of eddy current (iron loss), a loss due to heat generation of the coil 4 (copper loss), and the like. In the alternator 1 of this example, the partial power generation operation W2 is performed in the high rotation region of the engine 8 to reduce the loss due to heat generation of the coil 4 and the like, thereby reducing the output of the engine 8 as much as possible. Drive shaft) 84 to improve fuel efficiency.

また、本例においては、発電を行うコイル4の切換を行う回転速度にヒステリシスを持たせている。具体的には、アウターロータ2の回転速度が上昇する際に全発電動作W1から部分発電動作W2に切り換えるときの加速時切換回転速度Aを、アウターロータ2の回転速度が低下する際に部分発電動作W2から全発電動作W1に切り換えるときの減速時切換回転速度Bよりも高く設定している。
これにより、全発電動作W1と部分発電動作W2との切換を行う回転速度付近において、切換が頻繁に行われることによるエンジン8の制御装置80又はスイッチング制御回路6の誤動作が生じることを防止することができる。
また、頻繁な切換を受けて交流発電機1におけるフリクションの変化が頻繁になることによるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止することができる。
In this example, the rotational speed for switching the coil 4 for generating power is provided with hysteresis. Specifically, when the rotational speed of the outer rotor 2 increases, the acceleration switching speed A when switching from the full power generation operation W1 to the partial power generation operation W2 is set. It is set to be higher than the switching speed B during deceleration when switching from the operation W2 to the full power generation operation W1.
This prevents malfunction of the control device 80 or the switching control circuit 6 of the engine 8 due to frequent switching near the rotational speed at which switching between the total power generation operation W1 and the partial power generation operation W2 is performed. Can do.
Further, it is possible to prevent deterioration of drivability (maneuverability) due to frequent changes in friction in the AC generator 1 due to frequent switching.

それ故、本例の交流発電機1によれば、エンジン8の高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができ、発電を行うコイル4の切換が頻繁に行われることによるドライバビリティ(操縦性)の悪化を防止することができる。   Therefore, according to the alternator 1 of the present example, the operating efficiency of the entire generator can be maintained high in response to a request from the vehicle in the high rotation region of the engine 8, and the coil 4 for generating power can be switched. It is possible to prevent the drivability (maneuverability) from deteriorating due to frequent operations.

(実施例2)
本例は、交流発電機1の全発電動作W1と部分発電動作W2との切換のタイミングが異なる他のパターンを示す例である。
図14に示すごとく、全発電動作W1から部分発電動作W2に切換を行う加速時切換回転速度Aは、連結解除回転速度N1から連結開始回転速度N2の間の連結前回転速度範囲R1内に設定することができる。また、部分発電動作W2から全発電動作W1に切換を行う減速時切換回転速度Bは、連結前回転速度範囲R1内において加速時切換回転速度Aよりも低い回転速度、又は連結解除回転速度N1よりも若干低い回転速度に設定することができる。この場合は、車両からの要求発電電力値に比べて部分発電動作W2による発電電力値が高いときに有効であり、遠心クラッチ82が繋がる際のドライバビリティの悪化をなくすことができる。
(Example 2)
This example is an example showing another pattern in which the timing of switching between the full power generation operation W1 and the partial power generation operation W2 of the AC generator 1 is different.
As shown in FIG. 14, the acceleration switching rotational speed A for switching from the full power generation operation W1 to the partial power generation operation W2 is set within a pre-connection rotational speed range R1 between the connection release rotational speed N1 and the connection start rotational speed N2. can do. Further, the deceleration switching rotational speed B at which the partial power generation operation W2 is switched to the full power generation operation W1 is lower than the rotational speed switching rotational speed A in the pre-connection rotational speed range R1, or from the connection release rotational speed N1. Can be set to a slightly lower rotational speed. In this case, it is effective when the power generation value by the partial power generation operation W2 is higher than the required power generation value from the vehicle, and the drivability deterioration when the centrifugal clutch 82 is connected can be eliminated.

また、図15に示すごとく、部分発電動作W2は、W2a、W2bの2段階に切り換えて行うことができる。この場合、回転速度の上昇時には、半クラッチ回転速度範囲R2内において1段階目の加速時切換回転速度A1を設定し、連結完了回転速度N3よりも高い回転速度において2段階目の加速時切換回転速度A2を設定することができる。また、回転速度の下降時には、加速時に2段階目の部分発電動作W2bの切換を行った回転速度よりも低く、かつ連結完了回転速度N3よりも高い回転速度において(又は半クラッチ回転速度範囲R2内において)1段階目の減速時切換回転速度B1を設定し、連結解除回転速度N1よりも低い回転速度に(又は連結前回転速度範囲R1内に)2段階目の減速時切換回転速度B2を設定することができる。この場合も、車両からの要求発電電力値に比べて部分発電動作W2による発電電力値の値に余裕があるときに有効である。また、この場合には、発電電力値が過剰になる度合いに対応して、発電電力値を低く抑えることができる。   Further, as shown in FIG. 15, the partial power generation operation W2 can be performed by switching between two stages W2a and W2b. In this case, when the rotational speed is increased, the first-stage acceleration switching rotational speed A1 is set within the half-clutch rotational speed range R2, and the second-stage acceleration switching rotational speed is set at a rotational speed higher than the connection completion rotational speed N3. The speed A2 can be set. Further, when the rotational speed is lowered, at a rotational speed lower than the rotational speed at which the partial power generation operation W2b in the second stage is switched during acceleration and higher than the connection complete rotational speed N3 (or within the half-clutch rotational speed range R2). In step 1), the first-stage deceleration switching rotational speed B1 is set, and the second-stage deceleration switching rotational speed B2 is set to a rotational speed lower than the coupling release rotational speed N1 (or within the rotational speed range R1 before coupling). can do. This case is also effective when there is a margin in the value of the generated power value by the partial power generation operation W2 compared to the required generated power value from the vehicle. In this case, the generated power value can be kept low in correspondence with the degree to which the generated power value becomes excessive.

また、部分発電動作W2をW2aとW2bの2段階に切り換える場合には、図16に示すごとく、上記発電休止可能コイル群5Bを2個形成する。そして、1段階目の加速時切換回転速度A1において1個の発電休止可能コイル群5B2における発電を休止させ、2段階目の加速時切換回転速度A2において2個の発電休止可能コイル群5B1、5B2における発電を休止させることができる。また、1段階目の減速時切換回転速度B1において1個の発電休止可能コイル群5B1における発電を復活させ、2段階目の減速時切換回転速度B2において2個の発電休止可能コイル群5B1、5B2における発電を復活させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
Further, when the partial power generation operation W2 is switched to the two stages W2a and W2b, as shown in FIG. 16, the two power generation haltable coil groups 5B are formed. Then, power generation is stopped in one power generation pause-capable coil group 5B2 at the first-stage acceleration switching rotational speed A1, and two power generation pause-capable coil groups 5B1, 5B2 at the second-stage acceleration switching rotational speed A2. Power generation in can be stopped. Further, the power generation in one power generation stoppageable coil group 5B1 is restored at the first-stage deceleration switching rotational speed B1, and two power generation suspension-time possible coil groups 5B1, 5B2 are restored at the second stage deceleration switching rotational speed B2. The power generation in can be revived.
Also in this example, other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

1 交流発電機
2 アウターロータ
22N N極の磁界形成部
22S S極の磁界形成部
3 ステータ
30 ポール
31 中心コア部
32 ポールコア部
4 コイル
41 渡り線
5 連続コイル群
5B 発電休止可能コイル群
6 スイッチング制御回路6
7 レギュレータ回路
73 バッテリー
74 ランプ
75 負荷
8 エンジン
81 出力軸
82 遠心クラッチ
84 車輪駆動軸
A 加速時切換回転速度
B 減速時切換回転速度
N1 連結解除回転速度
N2 連結開始回転速度
N3 連結完了回転速度
R1 連結前回転速度範囲
R2 半クラッチ回転速度範囲
W1 全発電動作
W2 部分発電動作
I1、I2 発電電流
Ir 要求発電電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC generator 2 Outer rotor 22N N pole magnetic field formation part 22S S pole magnetic field formation part 3 Stator 30 Pole 31 Center core part 32 Pole core part 4 Coil 41 Crossover 5 Continuous coil group 5B Power generation stop possible coil group 6 Switching control Circuit 6
7 Regulator circuit 73 Battery 74 Lamp 75 Load 8 Engine 81 Output shaft 82 Centrifugal clutch 84 Wheel drive shaft A Acceleration switching rotation speed B Deceleration switching rotation speed N1 Connection release rotation speed N2 Connection start rotation speed N3 Connection completion rotation speed R1 Connection Front rotation speed range R2 Half clutch rotation speed range W1 Full power generation operation W2 Partial power generation operation I1, I2 Power generation current Ir Required power generation current

Claims (9)

N極の磁界形成部とS極の磁界形成部とを周方向に交互に複数配列してなるアウターロータと、該アウターロータの内周側に配置し、中心コア部の回りに突出するポールコア部に対して交互に逆向きになるようコイルの巻回を行った複数のポールを配列してなるステータとを有し、
上記各ポールに対して、上記N極の磁界形成部と上記S極の磁界形成部とが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機であって、
エンジンの制御装置からの指令を受けて、すべての上記コイルを用いて発電を行う全発電動作と、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルを含むコイル群における発電を休止して残りのコイル群を用いて発電を行う部分発電動作とに切り換えるスイッチング制御回路によって制御するよう構成してあり、
上記アウターロータの回転速度が上昇する際に上記全発電動作から上記部分発電動作に切り換えるときの加速時切換回転速度を、上記アウターロータの回転速度が低下する際に上記部分発電動作から上記全発電動作に切り換えるときの減速時切換回転速度よりも高く設定したことを特徴とする車両用交流発電機。
An outer rotor formed by alternately arranging a plurality of N-pole magnetic field forming portions and S-pole magnetic field forming portions in the circumferential direction, and a pole core portion disposed on the inner peripheral side of the outer rotor and projecting around the central core portion And a stator formed by arranging a plurality of poles wound with coils so as to be alternately opposite to each other,
AC power generation for a vehicle configured to perform single-phase or multi-phase AC power generation by alternately arranging the N-pole magnetic field forming section and the S-pole magnetic field forming section to each pole. Machine,
In response to a command from the engine control device, all power generation operations for generating power using all the above coils and power generation in a coil group including coils in two or more poles adjacent to each other are suspended and the remaining coil groups It is configured to be controlled by a switching control circuit that switches to partial power generation operation that generates power using
The switching rotational speed at the time of acceleration when switching from the full power generation operation to the partial power generation operation when the rotational speed of the outer rotor increases, and the total power generation from the partial power generation operation when the rotational speed of the outer rotor decreases. An AC generator for a vehicle, wherein the vehicle alternator is set to be higher than a switching rotational speed during deceleration when switching to operation.
請求項1に記載の車両用交流発電機において、上記アウターロータは、エンジンの出力軸に連結されており、該出力軸には、所定の遠心力が加わっているときに該出力軸に車輪駆動軸を連結する遠心クラッチが設けてあり、
上記加速時切換回転速度を、上記遠心クラッチが上記連結を開始する連結開始回転速度と、上記遠心クラッチが上記連結を完了した連結完了回転速度との間の半クラッチ回転速度範囲内に設定したことを特徴とする車両用交流発電機。
2. The vehicle alternator according to claim 1, wherein the outer rotor is connected to an output shaft of an engine, and a wheel is driven to the output shaft when a predetermined centrifugal force is applied to the output shaft. There is a centrifugal clutch to connect the shaft,
The acceleration switching rotation speed is set within a half-clutch rotation speed range between a connection start rotation speed at which the centrifugal clutch starts the connection and a connection completion rotation speed at which the centrifugal clutch completes the connection. A vehicle alternator characterized by
請求項2に記載の車両用交流発電機において、上記減速時切換回転速度を、上記遠心クラッチが上記連結を完全に解除した連結解除回転速度と、上記連結開始回転速度との間の連結前回転速度範囲内に設定したことを特徴とする車両用交流発電機。   3. The vehicle alternator according to claim 2, wherein the deceleration switching rotational speed is a pre-connection rotation between the connection release rotation speed at which the centrifugal clutch completely releases the connection and the connection start rotation speed. A vehicle alternator characterized by being set within a speed range. 請求項2に記載の車両用交流発電機において、上記減速時切換回転速度を、上記遠心クラッチが上記連結を完全に解除した連結解除回転速度よりも低い回転速度に設定したことを特徴とする車両用交流発電機。   3. The vehicle alternator according to claim 2, wherein the decelerating switching rotational speed is set to a lower rotational speed than a connection releasing rotational speed at which the centrifugal clutch completely releases the connection. AC generator. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、上記アウターロータの回転速度範囲の全体において、上記全発電動作による発電電力値は、車両から要求される要求発電電力値よりも高くなっており、
上記アウターロータの回転速度範囲の全体において、上記部分発電動作による発電電力値は、上記全発電動作による発電電力値よりも低くなっており、
上記加速時切換回転速度は、上記部分発電動作による発電電力値が上記要求発電電力値よりも高い回転速度範囲内に設定したことを特徴とする車両用交流発電機。
5. The vehicular AC generator according to claim 1, wherein the generated power value of the total power generation operation is a required generated power value required from the vehicle in the entire rotation speed range of the outer rotor. Is higher than
In the entire rotation speed range of the outer rotor, the generated power value by the partial power generation operation is lower than the generated power value by the total power generation operation,
The vehicular AC generator is characterized in that the switching rotational speed during acceleration is set within a rotational speed range in which the generated power value by the partial power generation operation is higher than the required generated power value.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両用交流発電機において、上記コイルの全体は、1本のマグネットワイヤの巻回によって渡り線を介して上記コイル同士が連続して繋がった連続コイル群の複数個を結線してなり、
該複数個の連続コイル群におけるいずれかによって、上記発電を休止することが可能な発電休止可能コイル群を構成したことを特徴とする車両用交流発電機。
The AC generator for vehicles as described in any one of Claims 1-5 WHEREIN: As for the whole of the said coil, the said coils are continuously connected through the crossover by winding of one magnet wire. A plurality of coil groups are connected,
An AC generator for a vehicle, wherein any one of the plurality of continuous coil groups constitutes a coil group capable of halting power generation.
請求項6に記載の車両用交流発電機において、該車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、
上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接して周方向の一部に集まって配置された3個以上のポールにおけるコイルが上記渡り線を介して連続して繋がったものからなることを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 6, wherein the vehicle alternator performs single-phase power generation.
The coil group capable of stopping power generation is characterized in that coils in three or more poles arranged adjacent to each other in a circumferential direction are continuously connected via the crossover. AC generator for vehicles.
請求項6に記載の車両用交流発電機において、該車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、
上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接する2個のポールにおけるコイルと、該2個のポールに対して1個又は2個のポールを周方向に飛ばして配置したポールにおけるコイルとを含み、交互に逆向きの巻回を行った隣接するコイルが上記渡り線を介して連続して繋がった部分と、一方の向きに巻回を行ったコイルが上記渡り線を介して連続して繋がった部分とを有していることを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 6, wherein the vehicle alternator performs single-phase power generation.
The coil group capable of stopping power generation includes coils in two poles adjacent to each other, and coils in poles in which one or two poles are disposed in the circumferential direction with respect to the two poles. The part where the adjacent coils that have been wound in the opposite direction are connected continuously through the connecting wire, and the part that the coil that has been wound in one direction is connected continuously through the connecting wire And an AC generator for vehicles.
請求項6に記載の車両用交流発電機において、該車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、
上記ステータにおいては、上記発電休止可能コイル群を構成する複数のポールと、残りの上記連続コイル群を構成する複数のポールとが、交互に繰り返し配列されていることを特徴とする車両用交流発電機。
The vehicle alternator according to claim 6, wherein the vehicle alternator performs single-phase power generation.
In the stator, a plurality of poles constituting the power generation-stoppable coil group and a plurality of poles constituting the remaining continuous coil group are alternately and repeatedly arranged. Machine.
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