TW487775B - Starter/generator for motor vehicles - Google Patents

Description

487775 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] ，本务明係關於一種女裝於車輛内燃機用之啟動裝置與發 ，裝置組合成一體而構成之車輛用啟動兼發電裝置，尤其 疋直接連結於内燃機之曲軸之車輛用啟動兼發電裝置者。 [以往之技術] 内燃機（以下簡稱為「引擎」）所使用之啟動兼發 ，如在曰本專利申請案特開平10 — 148142號公報 ，在馬達之定子設有啟動線圈及發電線圈，啟動 二：：刷機構而從電池對啟動線圈供電之結果，把馬達 乍J啟：裝置使用’使直接連結於曲軸旋轉 而接觸，啟動引擎後，引擎：旋係猎調節器機構 旋轉數以B士 . ^ ^ 疋轉數知加而轉子到達預定 寻数Μ上日守’由於其離心力， 口 斷前沭敕、*工μ „ + Π周即裔枝構開始動作而切 研則迷整流子片與電刷機構之接 為發電奘番而从m ^ m 因此，以後馬達係作 氣負荷及電池。 ^、、泉圈之電動勢供給於電 [發明所欲解決之問題] 需要確保設置氕：f :: : 1置為’ 4曲軸上之軸方向必 曲軸變長=刷機構用之空間，相對地使 中，在曲軸上有備有凸輪轴之四循環引擎 要加長曲軸。再者，:驅動機構的情形，該時也需 口士 丹香 在曲轴之端部欲部·娶A ‘ 日守，必然要加長曲軸。因此，有又置自動變速機構 用啟動兼發電穿罟 ^ ^ ^ 女衣四猶環引擎之車輛採 置，再在曲軸端部要設置自動變速機構的 89107530.ptd 第5頁

I 487775 、發明說明（2) 話，會使曲軸變長。 另:方面’要抑制曲轴長度而把上述之調節哭機電 m凸輪驅動機構及自動變速機構等予以接近配置 的餘地。 受檢，則其碇轉角度用之角度感測器 本♦明之目白勺，在力提供一種可解決上 問題，不加長曲軸之狀態下， 山任技打的 動兼發電裝置者。τ配置在其一端之車輛用啟 [用以解決問題之手段] fJiii之目的’本發明係在四循環引擎之曲軸之-無段變速裝置及離心式離合器之擺動式裝置所 啟動兼發電裳置中，在前述曲軸之另-端侧 ί!:::刷式料，並具備有控制前述無電刷式馬= 引手之啟動及發電之控制手段為其特徵者。 =，上述之特徵，可用無電刷^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 縮小曲轴上之2 即益機構及電刷機構，可 (長度）。因ί 電裝置之軸方向之佔有區域 曲軸，伸二:巴車輛用啟動兼發電裝置直接連結於 果，可1—ΖΓ 部分之向曲軸方向之突出，其结 7抑制車寬及可圖車輛之輕量化。 、 戰施發明之形態] 該圖中Λ ίϊί之起動兼發電裝置之機車之全體側視圖。 ，車身前部2與車身後部3係藉低的底盤部4而連

89l〇753〇.ptd 第6頁 發明-每，式’將本發明詳細說明如下。圖6係安裝有本 487775 五、發明說明（3) ΐ :以包含！下管Ϊ6/主管體7之車架構成車身之骨格構 &。燃料油箱及收谷箱（均未圖示）係以主管體7 ° 其上方有配置座椅。座椅8係可兼作設在i ，， 之蓋體，而行李箱係以設在其前部FR鉸、。仃李箱 開閉自如。 K之叙鏈機構而構成為 在車身前部2對向下管體6設有轉向頭5，以該 裝=部叉架12Α。向上方延伸之前部叉架12α之上端° 把手11A之另-方面’下端有軸裝前輪…。 女彳 部係以兼作儀器盤之把手蓋體33所覆蓋。 A之上 主管體7之中途迴轉自如地軸裝連桿1 ，雜擺動裝置17擺動自如地連結=== 從i 之Λ*部有安裝單—汽紅之四循環引擎2°〇。 «该引擎2 0 0向後方之範圍内槿忐燋 «..as „ ^, Λ ；f 部緩衝器2 2。在擺動裝置丨7之义卹. 日]，有彡丨裝後 汽缸蓋32所延伸出之吸氣管23 連接從引擎2〇〇之 器連結：：氣化器24之空氣。=管23有配設氣化 28之前端設有腳燈起動踏』基===踏臂桿 之柩軸18有樞裝主支架26，停放日之下部 線圖示）。 了丑雙4主支架26(用虛 圖1係前述擺動梦署〗7夕立丨

助衷置π之剖面圖，係顯示前述B6u_A

五、發明說明（5) :轉本實施一形態中是3個)之荷爾元件，與内 圖3係保持預定之間隙而配置成圓弧狀而構成。 圖。配置在汽缸62内擎之活塞6:将：邊之構造之部分剖面 桿14之小頭側。汽缸蓋3’2;螺裳J:妾於連結 周二ί 基63之頭與汽缸蓋32之間之燃燒室。汽缸62之 周圍係以水套6 6所圍繞之。 所ίΐΪ3:二，前述汽缸62之上方，設有由軸承67,⑽ 該輪軸69。凸輪軸69有附件機構7〇 ; 4構70為，用螺栓71共同有鎖緊凸 ==關聯而發生凸輪脈衝用之磁阻㈣。以 圖1)之r = G繞掛之。用錢條6G，把前述鏈輪59(參考 亦即曲軸12之旋轉傳達至凸輪軸69。 之旋ΪΓ:9之上部設有搖臂73 ;該搖臂73係隨著凸輪軸69 形ΚΙ輪軸69之凸輪形狀而搖動之。凸輪軸69-體 凸輪及進氣凸輪，而鄰接於該 只有向逆轉方向扣合之減壓凸輪98^壓凸又= ==之逆轉時追隨凸輪轴69之旋轉而i;至= 孔凸輪之外周形狀更突出之位置。 因此，凸輪軸69正轉時，可使排氣閥96稍為 轴=引擎之壓縮過程中之負荷。因心：少L 擎矩：關係、’可使用小型的起動器作為四循環引 =。其結果，可使曲軸周圍小型有可加大滾 角之乂點。X，凸輪正轉一段時間之結果，減壓凸輪98

487775 五、發明說明（6) 之外形恢復至排氣凸輪之外周狀以内。 汽缸蓋32形成有以水泵基座74及水泵外殼75包圍之泵室 76。泵室76内有配置葉輪77之泵軸78。泵軸78係嵌合於凸 輪軸6 9之端部’以軸承7 9保持成旋轉自如。泵軸7 8之驅動 力係藉扣合於凸輪鏈輪7 2之中心部之銷8 0而得到。 頭蓋體81設有導氣閥94。該導氣閥94係當排氣管發生負 壓時進氣來改善放射者。又，泵室76周邊之到處設有密封 構件，但省略個別之說明。 圖4、5係引擎20 0之旋轉予以變速而傳達後輪之自動變 速機之自動變速部分之剖面圖，其中，圖4為驅動側，而 圖5係從動側。 圖4中，曲軸12上之，設有前述啟動兼發電裝置1〇〇之内 部轉子1 5之相反側之端部’設有繞掛v型帶8 2用之滑於 83。滑輪83係由其對曲軸12之旋轉方向及軸方向之運@動被 固定之固定滑輪片83a，及對曲軸12，向軸方向滑動自如 之可動滑輪片83b所成。 可動滑輪片83b之背面，即與v型帶82不抵接之面安裝 ^持:板84支持器板84係對曲軸12限制旋轉方向及轴方 之又方之運動而一體旋轉。支持器板84及可動滑輪片 所包圍的空間係形成收容作為調節錘之輥子85之 述二面中’對/人輪21傳達動力之離合器機構之構成如下 127 ^ ^輪相128之軸承129所支掊。兮士砧！ 达 轴承130及131支持滑輪132之固定滑輪片‘。主軸121:

487775 五、發明說明（7) 端部以螺帽133而固定有杯狀之離合器板134。 前述固定滑輪片132a之套筒135，設有滑輪132之可動滑 輪片132b使其向主轴125之長度方向滑動自如。可動滑幹 片132b係以可在主軸125之周圍旋轉的狀態扣合於盤时 136。盤136與可動滑輪片132b之間，設有其反動力$擴開 兩者間之距離之方向作用之壓縮螺旋彈簧丨37。又，盤丨'Μ 設有以銷138支持成搖動自如之制動塊丨39。該制動塊^39 係當盤1 3 6之旋轉速度增大時有離心力作用而向外周方向 搖動，頂接於離合器板丨34之内周。又，設有彈簧14〇 /以 便當盤136到達預定之旋轉速度時制動塊139頂接於離合器 主軸125固定有小齒輪141，該小齒輪141係嚙合於固定 在空轉輪軸142之齒輪143。再者，固定在空轉輪軸142之 小齒輪144係嚙合於輸出軸145之齒輪146。後輪21係由輪 及嵌裝於輪輞21a周圍之輪胎m所成，輪輞&固戈 於丽述輸出軸145。

4中在用上每述:的成一中’引擎旋轉數為最小時’輥子85係位於0 斤不之位置，而V形帶82係繞掛於滑輪82之最， ^。/輪132之可動滑輪片132b係偏倚於被壓縮螺旋’ 二=::壓之圖5之實線位置，而v形帶82係繞掛於滑 =1 Λ部分，態下，離心離合器之主軸12“ J制2數疑轉的關係’施加於盤136之離心力為最 小，制動塊1 3 9係以彈箬1 4 〇而ht ^ 134抵接。換言之，引擎0而拉向内方，不會與離合器名 、 疋轉不傳達主軸125，後輪21〉

外A面，引擎旋轉數大時，輥子85因離心力而偏倚於 之二早^。圖4中用兩點鏈線所示之位置為最大旋轉數時 係:施A 2置°輕子85偏倚外周方向時，可動滑輪83b 最大护附二疋滑，83a側的關係，v形帶82移動至滑輪83之 1 rj7叮&近於疋’在離心離合器側即勝過壓縮線圈彈簧 f "滑輪片132b偏倚，V形帶82係移動至滑輪132之 ^ 39=。Λ此…^ 柘1 :過彈黃140之彈性而向外方突出，抵接於離合器 。〃結果，引擎之旋轉力傳達至主軸125，藉齒輪列

力於後輪21。如此，對曲軸12側之滑輪83及離心 之滑輪132之V形帶82之繞掛徑為相應弓丨擎之旋轉 數而、交化，可實現變速作用。

心如上述，引擎啟動時對啟動線圈5 1通電而使引擎蓄勢待 、4在本貝^形悲中，有併用腳證動作而起動引擎2 〇 〇、 之腳燈^動裝置。再參考圖4，說明腳蹬起動裝置說明如 下。在别述固定滑輪83a之背面有固定腳蹬起動用之從動 爪形齒輪86。另一方面，在蓋體36側，旋轉自如地支持具 有^齒輪87之支持軸88。支持軸88之端部有固定蓋體89 了 該蓋體89之端面，形成有與前述從動爪形齒輪“嚙: 動爪形齒輪90。 σ >再者’蓋體36為迴轉自如地支持腳蹬起動踏板軸27，與 前述斜齒輪87嚙合之扇形斜齒輪91焊接於該腳燈起動踏j反 軸2 7。在腳蹬起動踏板軸2 7之端部’換言之，從蓋體3 6向

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487775 五、發明說明（9) 外部突出之部分形成有鍵槽，而設在腳踏起動踏板臂 2 8 (參考圖6 )之鍵槽扣合於該鍵槽。又，元件編號9 2，9 3係 恢復彈簧。 在上述構成中’踩腳燈起動踏板29時，勝過恢復彈簧93 而使腳蹬起動踏板軸27及扇形斜形齒輪91迴轉。斜齒輪88 及扇形斜齒輪9 1係有没定互相之扭轉方向，以便當踩腳燈 起動踏板而使扇形斜齒輪9 1迴轉時，在滑輪8 3側產生彈壓 支持軸87之推力者。因此，踩腳蹬起動踏板29時，支持軸 87偏倚滑輪83側’形成在蓋體89端面之驅動爪形齒輪9〇嚙 合於從動爪形齒輪8 6。其結果，使曲軸1 2旋轉，可啟動引 擎200。當引擎啟動時’減弱踩腳燈起動踏板29之力量， 用恢復用彈黃9 2，9 3使扇形斜齒輪9 1反轉時，可解除驅動 爪形齒輪90與從動爪形齒輪86之扣合。 义圖7係前述啟動兼發電裝置1〇〇之控制系統之方塊圖，與 前述相同之元件編號係表示同一或同等部分。 控制裝置40係包含有：將電池42之輸出電壓watt變換成 邏輯電壓VDD而供給CPU101iDC —DC變換器1〇2，及控制對 IG線圈54之供電而以預定之時序點火火花塞65之點火控制 裝置103，及將電池電壓VBATT變換成3相交流電力而供給 於，電刷式馬達44之啟動線圈51之3相驅動器1〇4。 。 節流閥感測器53係檢測節流閥開度0 th而通知cpui〇1。 轉子感測器56係例如以三個霍爾元件563, 56b，56c所構 成’將内部轉子15之旋轉位置，以設在其外周面之6個永 久磁鐵19之位置而檢測出，通知cp[J1〇1。調節器“係相應 487775 五、發明說明（ίο) 内部轉子1 5之旋轉’將發生在發電線圈5 〇之感應電動勢控 制成電池電壓V B A T T而供給電源線l。 在上述之構成中，引擎啟動時，cpu丨〇丨為根據轉子感測 器56所檢測出之内部轉子15之旋轉位置而決定啟動線圈51 之勵磁日守序，控制3相驅動器1 〇 4之各電力F Ε τ之開關時 序，對啟動線圈5 1之各相供給交流電力。 3相驅動為104之各電力FET係以CPU101所PWM控制，其功 ，比即無電刷式馬達44之啟動轉矩係根據前述節流闊感測 裔5 3所檢測出之節流閥開度0 th而控制之。 另方面，啟動引擎2 0 0而到達預定旋轉數時，從3相驅 動器104對啟動線圈51之供電中止，換成以引擎來從動地 驅動無電刷式馬達44。肖時，在無電刷式馬達44之發電線 圈50，相應曲軸12之旋轉速度而發生電動勢。該電 以調節器52而控制為電池電壓VBATT，然後，供給 ’、 負荷之同時剩餘電力系用以充電電池。 ° 、… =述，本實施形態中採用無電刷式馬達作為啟動兼發 ，可衣縮：曲發二電之動Λ廢止電刷機構及調節器機構^ 又，产別益雷席1%長，可知目小女裝該馬達之車輪之寬幅。 之檢測=馬=之轉子位置用之轉子感測器56 =、、、。果同k也用以判定曲軸角度的關係 角度用之曲軸感測器，可進一步縮短 欢、 [發明之效果] 軸12。 根據本發明’可達成下述之效果。 (1)採用無電刷式馬達作為啟動兼發電裝置之發電電動 r"

487775 五、發明說明（11) 機，廢止電刷機構及調節器機構的關係，可把曲軸之全長 比以往更縮短，可抑制曲軸軸部分之車輛之寬幅及車輛之 輕量4匕。 (2 )檢測無電刷式馬達之轉子位置用之轉子感測器之檢 測結果同時也用以判定曲軸角度的關係，不需要檢測曲軸 角度用之曲軸感測器，可進一步縮短曲軸。 [元件編號之說明] 2 車身前部 3 車身後部 4 底盤部 5 轉向頭 6 向下管體 7 主管體 8 座椅 9 曲軸室 10 主軸 11 主軸 11A 把手 12 曲轴 12A 前部叉架 13 曲軸銷 13A 前輪 14 連結桿 15 轉子

89107530.ptd 第15頁 487775 五、發明說明（12) 17 擺 動 裝 置 18 極 轴 19 永 久 磁 鐵 20 螺 栓 21 後 輪 21a 輪 輞 21b 輪 胎 22 緩 衝 器 23 吸 氣 管 24 氣 化 器 25 空 氣 濾 清 器 26 全 支 架 27 腳 蹬 起 動 軸 28 腳 蹬 起 動 踏 臂桿 29 腳 蹬 起 動 踏 板 31 擺 動 裝 置 箱 31a 一 端 側 面 32 汽 缸 蓋 33 把 手 蓋 體 35 帶 式 無 段 變 速機 36 傳 動 箱 蓋 體 37 連 桿 構 件（懸架） 38 減 速 機 構 39 突 緣 部 構 件 «

89107530.ptd 第16頁 487775 40 控 制 裝 置 41 螺 絲 42 電 池 44 無 電 刷 式 馬 達 45 連 結 銷 47 外部 定 子 48 定 子 蕊 49 定 子 蕊 49a 輛 50 發 電 線 圈 51 啟 動 線 圈 52 調 整 器 53 流 閥 感 測 器 54 IG 線 圈 55 基 板 56 轉 子 感 測 器 5 6a 霍 爾 元 件 56b 霍 爾 元 件 56c 霍 爾 元 件 57 散 熱 器 風 扇 58 散 敎 φ 器 59 鏈 輪 60 鏈條 61 齒 輪

89107530.ptd 第17頁 487775 62 汽缸 63 活塞 64 活塞銷 65 火花基 66 水套 67 軸承 68 轴承 69 凸輪軸 70 附件機構 71 螺栓 72 凸輪鏈輪 72a 磁阻部 73 搖臂 74 水泵基座 75 水泵外殼 76 泵室 77 葉輪 78 泵轴 79 軸承 80 銷 81 頭蓋體 82 V型帶 83 滑輪 8 3a 固定滑輪片

89107530.ptd 第18頁 487775 £、發明說明 (15) 83b 可動滑輪片 84 支持器板 85 輥子 86 從動爪形齒輪 87 支持軸 88 斜齒輪 89 蓋體 90 驅動爪形齒輪 91 扇形斜齒輪 92 恢復彈簣 93 恢復彈簣 94 導氣閥 96 排氣閥 98 減壓凸輪 100 啟動兼發動裝置 101 CPU 102 DC-DC變換器 103 點火控制裝置 104 3相驅動器 125 主軸 126 外殼 127 軸承 128 齒輪箱 129 轴承 «

89107530.ptd 第19頁 487775 、發明說明 (16) 130 軸承 131 轴承 132 滑輪 132a 固定滑輪片 132b 可動滑輪片 133 螺帽 134 離合器板 135 套筒 136 盤 137 壓縮螺旋彈簧 138 銷 139 制動塊 140 彈簣 141 小齒輪 142 空轉輪軸 143 齒輪 144 小齒輪 145 輸出軸 146 齒輪 155 凸輪感測器 200 四循環引擎 300 驅動部 400 從動部

89107530.ptd 第20頁 487775 圖式簡單說明 圖1係顯示有關本發明之一實施形態之包含啟動兼發電 裝置之擺動裝置之剖視圖。 圖2係顯示擺動裝置之啟動兼發電裝置周邊及其附近之 部分剖視圖。 圖3係顯示擺動裝置之引擎之汽缸蓋附近之部分剖面 圖。 圖4係顯示擺動裝置之自動變速裝置（驅動部）附近之部 分剖視圖。 圖5係顯示擺動裝置之自動變速裝置（從動部）附近之部 分剖視圖。 圖6係顯示適用有關本發明之一實施形態之啟動兼發電 裝置之擺動裝置之機車之側視圖。 圖7係顯示有關本發明之一實施形態之啟動兼發電裝置 之控制系統之方塊圖。

89107530.ptd 第21頁

Claims (1)

1. 、申睛專利範圍 ' _ " ' 1 · 種車輛用啟動兼發電裝置，係在四循環弓丨擎之曲轴 立而側具備有無段變速裝置及離心式離合器 置戶斤• 土 〜擺動式表 週用之車輛用啟動兼發電裝置中，其特徵為， 在前述曲軸之另一端側具備有無電刷式馬達， 控制於、+、a 义亚具備有 返無電刷式馬達之引擎之啟動及發電之控制手段 二2·、如申請專利範圍第1項之車輛用啟動兼發電裝置，其中 4述無電刷式馬達之定子係配置在轉子之周圍，前述轉子 係在其外周面配置複數個永久磁鐵之内部轉子磁鐵式者。 3 ·如申請專利範圍第2項之車輛用啟動兼發電 中具備有： 〜i 八 檢測配置在前述轉子之外周面之永久磁鐵之磁 感測器，以及 丨心得于 根據則述轉子感測器之輸出訊號來判定轉子之旋轉角 度，根據判疋結果來控制對前述啟動線圈之供電之 段者。 工 4·如申請專利範圍第3項之車輛用啟動兼發電裝置，复 中具備有根據前述轉子感測器之輸出訊號來控制之、 火之點火控制手段者。