(57)【要約】【課題】電動モータモードでは、回転速度に応じて最適なトルクが得られるようにし、電動モータモードでは、トルクを増加させる。【解決手段】  オルタネータモードでは発電機として作動し、またエンジンをスタートさせるために電動モータとして作動するようになっており、少なくとも１つの励磁巻線を備えるロータと、ターゲットとセンサとを備えた、熱エンジンを有するモータ用の、オルタネータ兼スタータと称される可逆的多相回転電気機器を制御する方法は、ターゲットの読み出しを、サイン波タイプの信号を送るリニアタイプのセンサからスタートし、センサに係数を加えることにより、互いに位相がずれ、数がセンサの数に等しい信号を発生させることにより、センサから送られた信号の加算を、処理ユニット内で実行し、各位相信号に対して、係数の和を０とする。
2006525778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エンジンを有する自動車用のオルタネータ兼スタータと称されるタイプの可逆的多相回転電気機器であって、前記回転電気機器は、オルタネータモードにおいて発電機として作動し、また電源モータとしても作動するようになっており、前記回転電気機器は、ロータ（４）と、複数の巻線を支持する多相ステータ（８）と、本回転電気機器に関連し、本回転電気機器のスタータの巻線に接続された整流兼制御ブリッジ（２０１）とを含む命令兼制御ユニットと、前記ロータの回転角位置に従うための手段とを備え、この手段は、ターゲットと、このターゲットの通過を検出するためのセンサ（５２）とを備え、情報のアイテムを前記命令兼制御ユニットに送信するようになっている、可逆的多相回転電気機器を制御する方法において、
ターゲットの読み出し後、サイン波タイプの信号を送るリニアタイプのセンサからスタートし、センサに係数を加え、互いに位相がずれ、センサの数と等しい数の信号を発生することにより、処理ユニット（３００）内でセンサが発生した信号の加算を実行することを特徴とする、回転電気機器を制御する方法。
【請求項２】
前記ロータの回転角位置に従うための手段は、磁気タイプであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記処理ユニット（３００）は、反転入力（−）および非反転入力（＋）を有する比較器を備え、この比較器の反転入力（−）は、負の係数（λ）に対して使用され、かつ前記比較器の非反転入力（＋）は、正の係数（λ）に対して使用されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記処理ユニットは、電気リンク（３０３）を介して、デジタル−アナログコンバータ（３０４）に接続されたマイクロコントローラ（３０２）を備え、前記デジタル−アナログコンバータ自身は、比較器（３０５）〜（３０７）に接続されていることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記センサからの信号を、前記比較器において、ペアとして比較することを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記回転電気機器は、三相であり、１つの位相につき、１つのセンサが設けられるように、総計３つのセンサが設けられていることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
各位相のずれた信号に対し、係数の和を０とすることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可逆的回転電気機器、例えば車両、特に自動車用オルタネータ兼スタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる回転電気機器は、例えばヨーロッパ特許公開第0260176号（米国特許第4,803,376号）、フランス国特許公開第2745444号および第2745445号（米国特許第6,002,219号)に記載されており、より詳細については、これらの明細書を参照されたい。
【０００３】
可逆的タイプであるこのような多相回転電気機器は、特に車両のバッテリーを充電するために、オルタネータ、すなわち発電機として働き、特に自動車の熱エンジンとも称される内燃機関を駆動し、これを始動させるためのスタータ、すなわち電動モータとしても働く。
【０００４】
この目的のために、オルタネータのアーマチュアの出力にある整流ブリッジは、オルタネータのスタータの位相を制御するためのブリッジとしても働く。
【０００５】
公知のように、ある例では、前記回転電気機器は、この電気機器が組み込まれた自動車のエンジンのフライホイールと連動しており、従って、自動車のエンジンのクランクシャフトと同じ回転速度で回転し、クランクシャフトは、エンジンのフライホイールを共に回転するように駆動し、フライホイールは、ある場合には２つの部品から製造されており、これら２つの部品の間に作動的に挟まれた弾性部材を有するダンピングフライホイールを構成するか、または可撓性フライホイールを構成するようになっている。いずれの場合においても、回転電気機器のロータは、前記部品のうちの１つによって支持されている。
【０００６】
別の例では、可逆的回転電気機器は、介在された運動伝達装置、例えばベルトとプーリーのシステムを介して、クランクシャフトにより、共に回転するように駆動される。この場合、回転電気機器は、クランクシャフトよりも速い速度で回転する。
【０００７】
いずれの場合においても、回転電気機器は、
−巻線ロータ、すなわち、少なくとも１つの励磁巻線が設けられたロータを備え、このロータは、回転電気機器がオルタネータとして作動するときには、常時２つのスリップリングと２つのブラシとに関連するインダクタを構成し、これらスリップリングおよびブラシを介して、励起電流が通過するようになっており、
−更に複数のコイル、すなわち巻線を有する多相スタータを備え、１つの位相につき少なくとも１つの巻線が設けられ、これらの巻線は、回転電気機器がオルタネータとして作動するときには、アーマチュアを構成すると共に、星型接続またはデルタ接続され、三相構造の最も多くの場合では、後者のデルタ接続がなされ、ステータの巻線が、オルタネータモードにおいて整流ブリッジに変換された電力を送るようになっている。
【０００８】
この整流ブリッジは、アーマチュアの種々の位相コイルに接続されており、アースとバッテリーの電力供給ターミナルとの間に接続されている。このブリッジは、ＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタ、もしくはより一般的には、インタラプタに関連するダイオードと共に、例えば複数のアームを有する。
【０００９】
かかる回転電気機器の電動モータモードでの作動は、例えばインダクタに直流を流し、ステータの位相コイルに位相のずれた信号、すなわち、１２０度位相のずれた信号を同期して送ることにより、すなわち、信号間の位相差を１２０度にすることにより実行される。この場合、信号は、サイン波であることが理想的であるが、台形波または矩形波でもよい。
【００１０】
前記整流兼制御ブリッジは、電子的な命令兼制御モジュールによって制御される。ブリッジおよび命令モジュールは、命令兼制御ユニットと称されるユニットの一部であり、このユニットは、通常、回転電気機器の外部に搭載されている。ステータの位相の巻線に関連するブリッジは、パワーステージの一部であり、モジュールは、小電力のステージを有する。
【００１１】
前記ユニットは、回転電気機器に関連しており、その電子モジュールは、マイクロコントローラのようなコンピュータを有している。
【００１２】
電動モータモードにおいて、適当な瞬間に適当な位相コイルへ電流を注入し、よって、ステータの関連する巻線、すなわち、コイルに電流を注入するよう、ロータの回転角位置に従うための手段も設けられている。
【００１３】
非限定的な特徴として、これらの手段は、磁気タイプのものであるが、別の変形例では、情報を電子命令兼制御モジュールへ送る光タイプのものでもよい。このタイプの手段については、例えば２００１年３月９日に出願された国際公開第WO01/69762号公報（米国特許公開第2002/0158523号）に記載されている。
【００１４】
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と共に回転できるターゲットと、このターゲットの通過を検出するためのホール効果、または磁気抵抗タイプの少なくとも１つのセンサとを備え、ターゲットは、磁気タイプのものであるが、このタイプに限定されない。
【００１５】
本発明の非限定的な特徴によれば、少なくとも３つのセンサが設けられ、これらのセンサは、ステータを固定的に支持し、ロータを回転させるよう、回転電気機器の前部または後部のベアリングプレートによって支持されている。
【００１６】
ヨーロッパ特許公開第第0715979号では、回転電気機器は、自動車の空調装置を始動させ、自動車が停止している間に、空調装置のコンプレッサを駆動するための補助モータとして作動するようになっている。
【００１７】
国際公開第WO01/45240号では、回転電気機器は、特に自動車のエンジンが赤信号でオフになっているときに、補助モータとして作動するようになっている。
【００１８】
いずれの場合においても、スイッチを含む命令兼制御ユニットが設けられており、このスイッチは、回転電気機器の巻線ロータを電圧レギュレータ装置に接続し、回転電気機器が、発電機として、すなわちオルタネータモードで作動するときには、インダクタ内を流れる電流の大きさを制御し、回転電気機器が、電動モータ、特にスタートモードで作動するときには、回転電気機器のステータを制御装置、例えば波発生器に接続し、これによって、ロータの回転角位置を検出するためのセンサの介入により、巻線の位相を逐次制御することができるようになっている。
【００１９】
国際公開第WO02/060711号（米国特許公開第2003/0038482号）には、回転電気機器を制御する他の方法が記載されている。この方法では、電動モータとして作動する間、回転電気機器は、速度対トルクの異なる特性曲線に対応する２つのモード、すなわち、車両のエンジンを低速大トルクでスタートさせるために、車両のエンジンを駆動できる第１モード、いわゆるスタートモードと、回転電気機器自身、または装置の少なくとも１つの動力消費部品、例えば空調装置のコンプレッサ、またはパワーアシストステアリングのためのブースターポンプ、またはエンジン自身をスタートモードよりも速い速度で、かつ低いトルクで駆動できる第２モード、すなわち、補助モータモードで作動する。
【００２０】
この回転電気機器には、位相巻線と、ロータと、ロータの回転に従う手段とが設けられており、前記ロータの回転に従う手段は、ステータの位相の命令兼制御のためにユニットの上記電子モジュールに信号を送るようになっているセンサを備えている。センサが、前記ユニットの電子モジュールへ送る信号の形態に従った情報アイテムは、回転電気機器がスタートモードで作動している間は、ダイレクト順序と称される最初の順序で、まず使用され、回転電気機器が補助モータモードで作動している場合には、ダイレクト順序と比較して、別の順序で使用される。
【００２１】
補助モータモードでは、ダイレクト順序と対照的に、センサから前記ユニットへ送られる信号の少なくとも１回の並び替え、および１回の反転が行われる。
【００２２】
前記回転電気機器のパワーが失われる前に、図１において、ｎから判るように、回転電気機器の回転速度が起動速度と称されるスレッショルド値に達すると、補助モータモードが起動される。
【００２３】
センサから前記ユニットへ送られる信号の並び替え、および反転は、前記ダイレクト順序に対して、少なくとも−６０度の電気ピッチから成る位相差を生じるように行われる。
【００２４】
センサから前記ユニットへ送られる信号の反転と並び替えは、図２から判るような各センサに関連するＡＮＤタイプの論理ゲートのようなディスクリート要素により得られる。図２では、Ｃ’４、Ｃ’２およびＣ’３は、速度ｎに対する信号の反転および並び替えに従うよう、新しいセンサから送られる３つのアクティブ信号となっている。
【００２５】
これらの構造により、可逆的回転電気機器は、熱エンジンを始動するのに必要な速度より速い範囲の速度で、補助電動モータとして使用される。従って、赤信号で自動車のエンジンを停止させ、少なくとも１つの付属品または電気負荷、例えば空調装置のコンプレッサを、電気機器により駆動させることが可能である。その後、エンジンは再スタートできる。
【００２６】
別の例では、付属品は、パワーアシストされたステアリングシステムのための補助ポンプであり、よって、赤信号でエンジンが停止されたときに車輪を操作できる。当然ながら、補助モータモードでは、いくつかの電気的負荷を駆動することができる。また変形例として、オルタネータモードに入る前に、回転電気機器を自ら駆動することも可能である。
【００２７】
国際公開第WO02/060711号では、センサが送る信号は「オンオフ」（１／０またはＹＥＳ／ＮＯ）タイプであるので、電動モータモードでは、電気機器が送るトルクは所定の速度で増加される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
このタイプの信号を用いる場合、回転電気機器が電動モータモード（スタータモードおよび補助モード）で作動しているときには、回転電気機器の回転速度に応じて、最適なトルクが得られるように、センサからの信号を順に調節することが困難である。その理由は、回転電気機器のロータの瞬間的位置は、どんな精度でも判らないからである。
【００２９】
一般的な条件では、電動モータモードで作動しているときには、回転電気機器が発生するトルクを増加することが望ましい。
【００３０】
本発明の目的は、この欠点を緩和し、必要性を簡単かつ安価に満たすことにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明による、少なくとも１つの励磁巻線を備えるロータを含む、上記タイプの可逆的多相回転電気機器を制御する方法は、ターゲットの読み出しを、サイン波タイプの信号を送るリニアタイプのセンサからスタートし、センサに係数を加えることにより、互いに位相がずれ、数がセンサの数に等しい信号を発生させることにより、センサから送られた信号の加算を、処理ユニット内で実行し、各位相信号に対して、係数の和を０とすることを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、回転電気機器が摂動する環境において必要な精度が得られる一方、回転電気機器が電動モータモードで作動するときに、回転電気機器により送られるトルクまたは回転電気機器の出力は増加する。
【００３３】
従って、始動時に、移動中の自動車を最良に設定できるか、または自動車のエンジンの停止を防止するように、回転電気機器の性能を高めることができ、回転電気機器は、自動車のエンジンが低速で回転しているときに、ブースト機能を実行できる。
【００３４】
一般的には、従来技術と比較し、本回転電気機器が電動モータモードで作動しているときには、
−センサからの信号のオフセットをより小さくし、かつ波発生器で電流を制限し、
−従来よりも低速の回転電気機器の回転速度において、回転電気機器からのトルクを増加し、
−全回転速度範囲にわたり、電動モータモードにおいて回転電気機器から発生する最適なトルクが得られるよう、回転電気機器の全回転速度範囲にわたって、連続的なオフセットを得ることができる。
【００３５】
本発明の特徴における、ロータの回転に従うための手段は、磁気タイプであるが、磁気タイプだけに限定されるものではない。
【００３６】
一実施例では、センサは、リニアタイプのホール効果センサ、または磁気抵抗タイプのリニアセンサである。
【００３７】
添付図面を参照し、単なる例として示す、本発明を限定しない次の説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点がより明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図面において、多相タイプの可逆的回転電気機器は、上に説明し、例えば上記国際公開第WO01/69762号（米国特許公開第2002/0158523号）に記載されているタイプのオルタネータ兼スタータである。
【００３９】
この回転電気機器は、従来のオルタネータの構造を有し、このオルタネータの構造は、例えばヨーロッパ特許公開第第0515259号（米国特許第5,270,605号）に記載されているものと同じタイプである。より詳細については、この欧州特許出願を参照されたい。
【００４０】
この回転電気機器（図３参照）は、内部換気（すなわち空冷）を行うタイプのものであり、そのフロータイプのロータは、ファン４３、４４の軸方向の端部の少なくとも一部を支持し、ファンは、ブレード４５を有する。この変形例として、この回転電気機器は水冷式でもよい。
【００４１】
図３において、フロータイプのロータ４は、外周部に歯１４３を支持する極ホイール４１および４２を有し、これらの歯は、軸方向を向き、全体の形状が台形となっている。これら極ホイールのうちの１つの歯１４３は、他方の極ホイールの歯に向いている。これら歯は、一方の極ホイールと他方の極ホイールの間に介在されるように離間している。
【００４２】
フランス国特許公開第2793085号（米国特許第6,486,585号）に記載されているように、当然ながら、極ホイールの歯の間に永久磁石を挟持し、磁界を大きくすることができる。これらの歯は、横断プレートの外周部から突出し、横断プレートは、極ホイール４１および４２の各々内に設けられている。
【００４３】
ロータ４は、極ホイールの横断プレートの間に中心の励磁巻線を支持している。この中心励磁巻線は、国際公開第WO01/69762号の図３に示されており、ホイール４１および４２の横断プレートから突出するコア、または前記横断プレートの間のスペーサを構成するコアによって支持されている。
【００４４】
励磁巻線は、ループ状または巻線状のコイルとして巻かれた導電性要素を有する。この励磁巻線が附勢されると、励磁巻線はロータ４を磁化し、歯１４３の助けにより、共にＮ極とＳ極とのペアを形成する。ロータの巻線の両端は、スリップリング６、７に接続されており、これら各リングには、ブラシ（符号なし）が擦れた状態で係合している。
【００４５】
これらのブラシは、回転電気機器の後部ベアリングプレート１４に対して固定されたブラシキャリア１６により支持されており、ベアリングプレート１４は、中心のボールベアリング（符号なし）を支持している。このボールベアリングは、シャフト３の後端部を共に回転するように支持しており、シャフト３は、ロータ４を支持し、ロータは、この場合、ルーレットをつけた部分により、シャフトに固定されている。
【００４６】
シャフト３の前端部は、回転電気機器の前方ベアリングプレート１３によって支持されたボールベアリング１１により、共に回転するように支持されている。シャフトの前端部は、回転電気機器の外部に、プーリー１の形態をした運動伝達部材を支持している。このプーリーは、プーリーに係合する少なくとも１つのベルトを含む運動伝達装置の一部となっている。
【００４７】
運動伝達装置は、プーリーと１つの部材、例えば自動車の内燃エンジンによって、共に回転するように駆動される別のプーリーに結合する。図１に示されているようなナット３により、プーリー１を締結するために、シャフト３の前端部はネジが切られており、このプーリー１は、内側が中空となっている。軸方向の対称軸線Ｘ−Ｘは、本例では、三相タイプである回転電気機器の回転軸線を定めている。
【００４８】
回転電気機器（この場合では、オルタネータ兼スタータである）は、オルタネータモードで作動しているとき、すなわち、発電機として作動しているときには、プーリーは、少なくとも上記ベルトを介して、車両の内燃エンジンにより、共に回転するように駆動される。回転電気機器が、スタータモードで作動しているとき、すなわち、電動モータとして作動しているときは、プーリーは、ベルトを介して車両のエンジンを共に回転するように駆動する。
【００４９】
変形例では、運動伝達装置は、少なくとも１つのチェーン、少なく１つのギア列、または少なく１つのピニオンを有し、よってプーリー１を、歯付きホイール、ギアホイール、ピニオン、または運動伝達装置を構成するその他の部材に置換してもよい。
【００５０】
前方ベアリング１３および後方ベアリング１４には、回転電気機器の内部を換気するよう、公知の要領で開口部が設けられている。この開口部は、例えば図１から判るようなストレッチャーの助けにより、共に接続されている。
【００５１】
前記ベアリングは、車両の固定部品に固定されるようになっている回転電気機器の支持体Ｓの一部となっている。このように、ベアリングプレートは、空気の入口および出口を有する。
【００５２】
別のバージョンでは、前記支持体は、公知の態様で、互いにシール接触し、軸方向を向く外周部において、内部が中空とされて、冷却流体、例えば自動車のエンジンの冷却流体を流すためのチャンネルを形成しており、電気機器は、冷却されるようになっている。このタイプの冷却は、従来は水冷と称されている。
【００５３】
支持体Ｓは、ベアリングプレート１３および１４によって、回転電気機器のステータ８を支持している。このステータ８の外周部は、装置の内側に固定されており、ラミネーションのスタックから通常成る本体を有する。この本体は、コイル、またはより一般的には、巻線を支持しており、この巻線の出力端は、本明細書において前に説明した整流兼制御ブリッジに接続されている。
【００５４】
ステータのコイルまたは巻線は、導電性ワイヤーから成り、これらワイヤーは、例えばフランス国特許公開第2737063号に記載されているように、星形接続巻線およびデルタ接続巻線、もしくは、例えば２００１年１２月２１日に出願された国際公開第WO92/06527号およびWO02/50976号に記載されているような導電性バーの形態をした巻線を形成するように構成されている。
【００５５】
前記導電性バーの断面は、長方形でよい。これらワイヤーまたはバーは、ステータ８の本体を貫通しており、この場合、これらワイヤーまたはバーは、ステータ８の本体から電気的に絶縁され、ステータ８の本体の両側に延びるネットワークを形成するように共に接続され、第１シニョンおよび第２シニョンを構成している。
【００５６】
より詳細には、本回転電気機器は、公知の態様で、いくつかの位相コイルを有し、これら位相コイルの各々は、入力端および出力端を有し、前記ワイヤーまたはバーは共に接続され、前記ネットワークを形成すると共に、１つの位相ごとに、少なくとも１つの巻線を形成することにより、位相巻線の入力端を位相巻線の出力端に接続している。従って、この回転電気機器は、ステータ８の本体の各積層体内に形成されたスロット内に設けられた、国際公開第WO02/50976号（米国特許公開第2003/0011268号）の図２〜図６に示されているような、三相または六相タイプのものでよい。
【００５７】
変形例では、ワイヤーまたはバーは、ステータの本体から絶縁された状態で、ステータの本体の中心を貫通し、米国特許第5,097,167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。
【００５８】
この回転電気機器が、オルタネータモードで作動すときに、回転電気機器のアーマチュアを構成するステータ８は、ロータ４を囲み、このロータ４は、オルタネータモードにおいて、回転電気機器のインダクタを構成する。ブラシは、ブラシキャリア１６を介し、オルタネータモードの電圧も、所望する値（この例では１２Ｖのバッテリーを使用するときには、１４Ｖの大きさである）に維持するためのオルタネータの電圧レギュレータ装置に接続されている。
【００５９】
整流兼制御ブリッジ、アームが命令兼制御ユニットの一部となっている、整流ブリッジのための電子命令兼制御モジュールが、回転電気機器の外側に取り付けられた電子ユニット内に配置されている。１つの変形例においては、電圧レギュレータ装置についても、このことが当てはまる。
【００６０】
別の変形例では、命令兼制御ユニットは２００１年１２月１２日に出願され、フランス国特許公開第2835978号として公開されたフランス国特許第0116088号に記載されているように、例えば本回転電気機器の後部か、または回転電気機器の外周部に取り付けられる。
【００６１】
電圧レギュレータ装置は、変形実施例では、命令ユニットの外側に取り付けられ、電気的にこのユニットに接続される。上記のいずれの組み合わせも可能である。
【００６２】
前記ユニットは、本例ではパワーインターラプタ、電子命令兼制御ユニットおよびハイパー励磁回路を備えるスイッチング手段を支持している。
【００６３】
電子モジュールは、本明細書で後述するセンサ５２からの情報を受信するマイクロコントローラのようなコンピュータを備えている。
【００６４】
オルタネータ兼スタータを構成するこの回転電気機器は、本例では、ステータコイルまたは巻線と共に整流ブリッジを有し、これらのいずれも、車両のバッテリーと並列に取り付けられており、更にロータに支持され、このロータに固定された励磁巻線を有している。この励磁巻線には、ハイパー励磁回路により給電されるようになっている。
【００６５】
このハイパー励磁回路は、（オルタネータ兼スタータが電動モータとして作動するとき）スタータモードで作動し、オルタネータ兼スタータの始動トルクを最大にし、冷間始動時または赤信号で、燃料消費量を少なくするために、エンジンが停止され、停車した後に始動する、いわゆるストップアンドゴー機能を実行する際に、自動車の内燃機関（熱エンジンとも称される）の始動をより容易にするようになっている。
【００６６】
このハイパー励磁回路は、その入力端で、バッテリーまたはオルタネータによって送られる車載ネットワーク電圧を受け、ハイパー励磁回路は、励磁巻線のターミナルに、前記車載ネットワーク電圧よりも高い電圧を送る。
【００６７】
上記のように、この装置は、電子命令兼制御もジュールによって命令されるスイッチング手段（例えばパワーインタラプタ）も備えている。
【００６８】
命令兼制御モジュールは、オルタネータの電圧レギュレータ装置に関連しており、このモジュールは、例えばパルス幅変調信号によってスイッチに命令する。
【００６９】
同じように、モジュールの一部である命令兼制御ユニットは、スイッチ手段を備えていることがある。このスイッチ手段は、オルタネータ兼スタータがバッテリーから切り離され、車載ネットワークで放電する場合（すなわち、当技術分野に精通するものが一般に使用する用語であるロードダンプの場合）、パワースイッチを開にすることを即座に命令し、よって、オルタネータ、特にそのロータの消磁を生じさせることができる。
【００７０】
このハイパー励磁回路は、回転電気機器がオルタネータモードで作動しているときにも作動する。
【００７１】
別の変形例では、ロータ４の励磁巻線は、構造設定工具を使って形成することができ、励磁巻線の外周部を、尖った形状または樽形状にし、よって、２００１年５月２９日に出願された国際公開第WO01/93406号に記載されているように、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なっている。このような構造は、ハイパー励磁に好ましい。
【００７２】
当然ながら、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、自動車のクラッチに連動するように取り付けることもできる。
【００７３】
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取り付けることができる。
【００７４】
変形例として、摩擦クラッチの下流側に、ロータを取り付けてもい。
いずれの場合においても、ロータは、自動車のエンジンフライホイールによって、共に回転するように駆動され、エンジンフライホイールは、自動車のエンジンのクランクシャフトに共に回転するように結合される。
【００７５】
ロータは、摩擦クラッチを共に回転するよう駆動するエンジンフライホイールによって支持され、この場合、反作用プレートが、エンジンシャフトの後端部を構成する。
【００７６】
上記のように、フライホイールは、２つの部品から製造することができ、従って、本例ではロータは、クランクシャフトに共に回転するように固定された第１部品、またはクラッチの摩擦ディスクの摩擦プレート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対して固定された第２部品によって支持されている。
【００７７】
フライホイールのこれら２つの部品の間には、弾性部材、更にある場合には、トルク制限器が協働的に挟持され、振動の良好なダンピングを行い、かつダブルダンピングフライホイールを構成している。
【００７８】
変形例では、これら２つの部品を一体に固定し、２つの部品の一方を、フレキシブルフライホイールを形成するように、軸方向に可撓性とすることができる。
【００７９】
オルタネータ兼スタータを、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、突極ロータを意味し、この場合、各極に励磁巻線が関連する。
【００８０】
更に別の変形例では、国際公開第WO02/0564566号に記載されているように、ロータは、励磁巻線および永久磁石を有し、これらは、ロータ内に組み込まれ、交互に配置されている。励磁巻線は、ロータの積層体のスタック内に内抜き加工された突極のまわりに巻かれているが、永久磁石は、ロータの積層体のスタック内に形成されたハウジング内に収容されており、磁石に当接するようになっている非磁気部分を有する係止部材により、軸方向端部は閉じられている。
【００８１】
適当な位相コイル内に電流を注入し、従って回転電気機器が、電動モータモードで作動するときに、正しい瞬間にステータの適当な巻線内に電流を注入できるよう、ロータの回転角位置に従うための手段も設けられている。
【００８２】
本発明の特徴によれば、磁気タイプだけに限定されないこれらの手段は、電子命令兼制御モジュール、すなわち、命令兼制御ユニットへ情報を送るようになっている。例えば、２００１年３月９日に出願された国際公開第WO01/69762号に記載されている。
【００８３】
従って、図３では、ロータ４と共に回転するように、ロータ４に取り付けられたターゲットキャリアにターゲット１０が固定されている。このターゲットキャリアは、ファン４４のブレード４５の径方向内側において、ロータ４と後部ベアリングプレート１４との間に軸方向に取り付けられている。
【００８４】
このターゲットキャリアは、ロータ４と後部ベアリングプレート１４内のボールベアリングの内側リングとの間のスペーサとして働き、前記国際公開第WO01/69762号の図から判るように、ボールベアリングの外側リングを部分的に囲んでいる。
【００８５】
後部ベアリングプレートの横方向ベース部分には、センサキャリア５３が取り付けられており、本例では、このセンサキャリアは、３つのセンサ５２を支持している。これら３つのセンサは、本発明の１つの特徴に係わるリニアタイプである。
【００８６】
これらのセンサは、１２０度の電気角度（２π／３）だけ互いに位相がずれている。
【００８７】
この例では、ターゲット５０は、連続的な環状形状である。このターゲットは、磁気的であり、交互に配置されたＮ極およびＳ極を支持している。所定のスレッショルドによるセンサ５２による読み出しは、径方向に行われる。この目的のために、例えばプラスチック材料から成るセンサキャリア５３は、軸方向に向いた部分５５を有し、この部分は、本例ではベアリングプレート１４内の大きな孔５４を貫通している。各部分５５は、センサ５２を支持しており、このセンサは、ターゲットキャリアの外周部によって支持された軸方向を向くターゲット５０の径方向外側に取り付けられている。
【００８８】
センサキャリア５３は、細長い孔を有する耳部５６を有し、これらの孔は、ベアリングプレート１４のベース部分に締結し、これを貫通するボルト５７を有する。ブレード４５の径方向内側には、軸方向に向いた部分５５が配置されている。従って、センサキャリア５３は、ベアリングプレート１４に対して円周方向に調節自在な位置を有する。
【００８９】
回転電気機器の後部部分、特にブラシキャリア１６およびセンサキャリア５３を、孔開き保護カバー１７がカバーしている。このカバー１７は、後方ベアリングプレート１４に固定されており、後方ベアリングプレート１４は、前方ベアリングプレート１３と共に、同期タイプである回転電気機器のステータ８のための固定された支持体Ｓを構成している。
【００９０】
ある変形例では、ターゲットの読み出し手段は、軸方向タイプのものであり、センサは、孔５４を通って、ターゲットに軸方向に向くように配置されている。
【００９１】
別の変形例では、ターゲットは、ボールベアリング１１の内側リングに当接するよう、スペーサ７０の代わりに、前方ベアリングプレート１３のベース部分とロータとの間に、ターゲットキャリアが位置決めされ、前方ベアリングプレート１３にセンサキャリア５３が固定され、センサキャリアの円周方向の位置が調節可能となっている。
【００９２】
別の変形例では、センサキャリアに向くように、プーリー１にターゲットが固定され、センサキャリアは、フランス国特許第2807231号に記載されているように、その円周方向の位置が前方ベアリングプレート１３の上で調節できるように支持されている。ターゲットの読み出し手段は、本例では、軸方向タイプまたは径方向タイプのいずれかにおである。
【００９３】
更に別の変形例では、ターゲットキャリアは、国際公開第WO02/060711号の図１２に記載されているように、適当なファンと一体的で、かつロータに対して固定されている。
【００９４】
更に別の変形例では、キャリア部材には、センサが取り付けられ、キャリア部材がその外周部に回転電気機器のステータを支持し、ロータと共に正確な空気ギャップを構成している。エンジンのフライホイールは、回転電気機器のロータだけでなく、クラッチの反作用プレートも支持している。エンジンのフライホイールとキャリア部材の内周部との間には、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作動的に挟持されている。このキャリア部材は、ロータを部分的に囲み、磁気ターゲットを支持するＵ字形部分を有する。
【００９５】
２０００年１２月２０日に出願されたフランス国特許第2802592号の図２３〜図２５に記載されているのと同じように、このターゲットに向くように、センサが取り付けられており、磁気ターゲットは、コードホイールに置換されている。この回転電気機器は、同期タイプである。
【００９６】
本発明の１つの特徴によれば、ターゲットは、ロータ４の配置と同じＮ極とＳ極の多数のペアを有しているが、この構造に限定されるものではない。ターゲットキャリアは、非磁性、または別の変形例では磁性である。ターゲットは、フェライトまたは希土類から構成できる。変形例ではターゲットは、巻線により磁化され、またはロータの磁界によって、磁束が通過する不活性なセクタを含む。
【００９７】
従って、ロータの回転角位置に従うための手段は、磁気タイプであり、上記リニアタイプのセンサを有している。一実施例では、センサは、リニアタイプのホール効果センサであるが、別の例では、磁気抵抗センサである。
【００９８】
いずれの場合においても、ブリッジに命令し、制御するためのユニットのうちの電子モジュールにセンサ５２は、情報、本例では、信号の形態をした情報を、送る。本例では、３つのセンサが設けられており、各位相に対して、１つのセンサが設けられている。
【００９９】
この回転電気機器は三相タイプであるので、位相ごとに１つのセンサが設けられている。センサからの信号は、公知の方法で、ステータ８の位相コイルに逐次給電するよう、１２０度の電気角度である位相差だけ位相がずれているので、回転磁界を形成できる。
【０１００】
図４は、磁気ターゲットを読み取った後、リニアタイプのセンサの１つによって送られるサイン信号を示す。
この曲線における縦軸Ｖは電圧を示し、横軸Ｔは時間を示している。
この信号は、磁気ターゲットが存在しているので、一般にサイン波である。このタイプの信号を用いることにより、回転電気機器のロータ４の瞬間的位置を知ることができる。
【０１０１】
図４は、電圧オフセット（Ｖオフセット）が存在していることを示している。このオフセットは、ロータ４が存在することに起因するものであり、より詳細には、磁気ターゲットを読み取った後にセンサが送る信号に影響する、ロータの少なくとも１つの励磁巻線の存在によるロータの磁化に起因するものである。
センサのノイズおよび飽和も発生する。
このことはすべて、センサが送る信号に影響するので、信号は、図４内で０が中心とならない。
【０１０２】
このことは、図５内のブロック２００によって示されており、このブロック２００は、図４において、センサからの各信号が、特にオフセットにより大きくなることを示している。
【０１０３】
本発明は、回転電気機器が電動モータモードで作動するときに、回転電気機器が送るトルクを大きくするように、リニアタイプのこれらセンサを使用するものである。
【０１０４】
従って、本発明によれば、センサから送られる信号の総和が、処理ユニット３００内で実行される。この総和は、これら信号に位相信号を形成するように、ある係数を加えることによって実行され、位相信号の数は、センサの数と等しい。位相のずれた各信号に対し、係数の和は０となる。
【０１０５】
以上説明した実施例では、回転電気機器は、三相タイプのものであり、従って、３つのセンサ、すなわち、各位相ごとに、１つのセンサが設けられている。
従って、ユニット３００は、センサ５２が送る信号Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を受信するが、これらの信号は、ノイズ、オフセット、およびセンサの飽和によって影響を受ける。次にこれら信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、ユニット２００によって送られる。
【０１０６】
図５は、図２内の新しいセンサの信号に対応する出力信号Ｔ１＿ｘ、Ｔ２＿ｘおよびＴ３＿ｘを示す。
図１から、トルクが大きくなることが理解できると思う。より詳細には、従来技術の曲線ＣおよびＤは、本発明によって得られる曲線Ｇと共に組み合わされる。このトルクの増加量は、ハッチングゾーンによって示されている。
【０１０７】
図８は、フランス国特許公開第2745444および第274544５号（より詳細については、これらの明細書を参照されたい）に記載されているように、処理ユニット３００を含む本発明に係わる可逆的回転電気機器を示している。
従って、リニアタイプのセンサ５２および入力信号Ｃ１〜Ｃ３、およびその出力信号Ｔ１＿ｘ〜Ｔ３＿ｘを有する前記処理ユニット３００が示されている。この場合、センサおよび処理ユニットは、命令兼制御ユニット３０１の電子命令兼制御モジュール３０１へ電気的に接続されている。
【０１０８】
符号２０１は、本回転電気機器に関連し、回転電気機器のステータの位相出力に接続された位相出力、すなわち、ステータの巻線に接続された整流兼制御技術を示す。
【０１０９】
このブリッジは、命令兼制御ユニットの一部であり、命令兼制御ユニットのパワーステージを構成している。ブリッジ２０１は、ブリッジの電子命令兼制御モジュール３０１によって制御され、ブリッジのステージよりも小さいパワーのステージを構成している。ユニット３０１は、コンピュータ、例えばマイクロコントローラと共にブリッジを制御するための論理回路を有する、例えばドライバー（コントローラ）を備えている。
【０１１０】
ブリッジ２０１は、アースと自動車のバッテリーＢの正のターミナルとの間に接続されている。本例では、このブリッジは、ＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタ７０を有し、ドレインとソースの間にダイオード６０を有する。
【０１１１】
電動モータモードでは、これらのダイオードは、フライホイールダイオードとして働き、ブリッジは、アームを備えた波発生器となる。一方、発電モードでは、これらのダイオードは、従来のオルタネータと同じように、整流ブリッジとして働く。従って、トランジスタ７０は、公知のように、インターラプタの機能とフライホイールダイオードの機能を同時に実行する。
【０１１２】
ブリッジ２０１の電子命令兼制御モジュール３０１は、電動モータモード（波発生器モード）において、アースに接続されているトランジスタ７０のゲートに、信号Ａ、ＢおよびＣを送り、自動車のバッテリーＢの正のターミナルに接続されているトランジスタ７０のゲートに、信号Ａ’、Ｂ’およびＣ’を送る。この目的のために、モジュール３０１は、信号Ａ〜Ｃ’を発生するように、信号Ｔ１＿Ｘ、Ｔ２＿Ｘ、Ｔ３＿Ｘの各々に関連するドライバを有する。
【０１１３】
符号９０は、電圧レギュレータを示し、符号１１０は、イグニションキーおよびそれに関連するインターラプタを示す。モジュール３０１は、電動モードにおいてレギュレータ９０を短絡するように、レギュレータ９０に接続されたＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタ１００をも制御する。
【０１１４】
本発明によれば、速度の全範囲にわたって、連続的に変化できるセンサオフセットを得ることができるので、この範囲にわたって、最適トルクを得ることができる。この目的のためには、センサ信号Ｃ１、Ｃ２およびＣ３（図４参照）の振幅を考慮した位相設定値を定め、これらの信号と同じセンサ信号Ｃ１、Ｃ２およびＣ３とを比較し、より正確には、巻線ロータが存在することに起因するオフセットを考慮しない信号Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の交流成分の絶対値と比較すれば十分である。
【０１１５】
マイクロコントローラにより、図６に示すような実施例において、このような結果が得られる。
図６では、処理ユニットは、電気的リンク３０３を介してデジタル−アナログコンバータ３０４に接続されたマイクロコントローラ３０２を有し、デジタル−アナログコンバータ自身は、比較器３０５〜３０７に接続されており、これらの比較器は、信号Ａ〜Ｃ’を発生するモジュール３０１のドライバに関連信号Ｔ１＿ｘ、Ｔ２＿ｘおよびＴ３＿ｘを送る。コンバータ３０４は、信号Ｃ１〜Ｃ３を受ける。
【０１１６】
コンデンサと抵抗器から成るリニアアナログ回路によっても、少なくとも１つのセンサに対するオフセットを得ることができる。本発明の１つの特徴によれば、このオフセットは、ロータの回転速度に応じたセンサのオフセットであるが、このようなオフセットだけに限定されるものではない。
【０１１７】
図７は、かかる回路の一部を示す。この図では、抵抗器は、四角形によって示されており、コンデンサは公知のように示されている。Ｍはアースである。より詳細については、特に電気リンク、本例では、比較器３０５である比較器のプラス入力端、およびマイナス入力端を有する電気リンクに関して、他の比較器３０６および３０７に対して図が同じであると仮定して、図７を参照する。
【０１１８】
本発明の１つの特徴によれば、（共通モードにおいて、ノイズおよびオフセットを省略した場合）係数の和が０となるように、センサのリニアな組み合わせを行う。しかし、このような組み合わせだけに限定されるものではない。
信号Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、ほぼサイン波であり、それらの値は、次の虚数によって示されている。
【０１１９】
【数１】
2006525778.tif 000003
【０１２０】
次の式が成立するように、位相差θを加えるべく、係数λを計算する。
【数２】
2006525778.tif 000004
【０１２１】
図５は、これらの係数を示すものである。従って、比較器３０５〜３０７の正の入力端（非反転入力）と、負の入力端（反転入力）との間の電圧差に対応する値Ｅ１〜Ｅ３を示す。
より詳細には、負の係数λの配置を簡略化するために、部品の数を制限するよう、比較器の反転入力（−）を使用する。０に対する比較は行わない。正の係数λに対し、比較器の非反転入力（＋）を使用する。
【０１２２】
別の変形例では、離散的にオフセットが得られる。
従って、一実施例では、図１に示されている従来技術の速度よりも低い、本回転電気機器の所定の回転速度に対し、センサからの信号に対して、３０°の位相オフセットが簡単に得られる（０か１のタイプのセンサでは、毎分８００回転の大きさの速度は不可能である）。
【０１２３】
負の係数λに対し、部品の数を制限するように、上記のように比較器の反転入力（−）を使用する。
この場合、信号Ｅ１、Ｅ２およびＥ３に関連する係数の値は、それぞれ、１ −１ ０、０ １ −１、および−１ ０ １である。
【０１２４】
換言すれば、センサからの信号（ユニット２００からの信号）は、比較器３０５〜３０７内で、ペアとして比較される。Ｅ１は、Ｃ１−Ｃ２と等しく、Ｅ２は、Ｃ２−Ｃ３と等しく、Ｅ３は、−Ｃ１＋Ｃ３と等しい。
【０１２５】
特にオフセットに関連する問題を克服するために、これらすべての信号の和を得て、この和を３で割り、その結果と瞬間的な信号とを、比較することが可能である。
【０１２６】
従って、上記国際公開第WO02/060711号に記載されているように、第１ステップでは、信号Ｃ１〜Ｃ３３を直接使用し、次に第２ステップで、３０°だけ位相のずれた信号を上記のように使用し、最後に、（６０°だけ位相がずれた）第３ステップにおいて、国際公開第WO02/060711号に記載されているように、信号の並び替えおよび反転を行う。
【０１２７】
このような理由から、図５および図８では、信号とモジュール３０１との接続が破線で示されており、従ってモジュール３０１は、６つのアイテムの情報を受けるようになっている。第１ステップでは、信号Ｃ１〜Ｃ３を直接モジュール３０１へ送信する。第２ステップにおいて、モジュール３０１は、情報Ｔ１＿ｘ〜Ｔ３＿ｘのアイテムを受信する。
【０１２８】
当然ながら、他のスイッチングおよび反転操作も行うことができる。例えば追加される第４ステップにおいて、９０°だけ位相をずらしてもよい。
【０１２９】
種々の位相を生じさせる回転電気機器の回転速度は、回転電気機器に応じて決定され、モジュール３０１内に記憶される。
【０１３０】
当然ながら、ハイパー励磁および急速消磁のための回路に関し、国際特許出願第WO02/060711号に記載されている解決案のすべてを活用することができる。
【０１３１】
従って、一実施例において、本回転電気機器が、スタータモード、特に自動車を始動するために作動しているときは、ハイパー励磁（ハイパー励磁回路が送る電圧または電流）は、オルタネータモードにおけるハイパー励磁よりも大きいので、オルタネータ兼スターターから得られる始動トルク（従ってパワー）は最大となる。このような励磁力の増加は、例えばロータの励磁巻線のターミナルに過電圧を加えるか、電子過電圧発生器によって得られる。
【０１３２】
本発明によれば、再生的制動を行うことも可能である。
従って、オルタネータモードにおいて、自動車の車載配線ネットワークに接続された前記回転電気機器を用いる場合、自動車の制動位相中にエネルギーを回収しながら、自動車の制動モードを起動する。
【０１３３】
この制動位相中、励磁量は、エンジンからのトルクを高めるように増加される。こうして回収されたエネルギーは、エネルギー蓄積装置に蓄積される。
【０１３４】
エネルギー蓄積装置は、例えば超大容量のコンデンサである。
【０１３５】
このエネルギー蓄積装置内に蓄積されたエネルギーは、オルタネータ兼スタータのフレッシュ始動動作、または接続された電流消費機器へ給電するために、車載配線ネットワークへ回収される。
【０１３６】
別のバージョンでは、エネルギー蓄積装置内に蓄積されたエネルギーは、電動モータモードまたは停止モードで作動するオルタネータ兼スタータに回収される。
【０１３７】
要約すれば、図５に示す本発明の実施例では、次の式が得られる。
【０１３８】
【数３】
2006525778.tif 000005
【０１３９】
更に別の変形例では、当然ながら、ロータの回転に従うための手段を、光学タイプのものとすることができる。
【０１４０】
更に別の変形例では、本回転電気機器は、４個以上のセンサを設けうるように、４つ以上の位相を有する。例えば星形接続される５位相の回転電気機器では、５個のセンサが設けられる。６位相タイプの回転電気機器の変形例では、６個のセンサが設けられる。
当然ながら、これらのすべての組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】国際公開第WO02/060711号に記載されているような（回転速度を関数とする、より詳細には毎分の回転数を関数とするトルクとパワーの）特性曲線、すなわち、自動車のエンジンの回転速度に比例する回転電気機器のロータの回転速度を関数とする特性曲線を示す。
【図２】国際公開第WO02/060711号に係わる１つの可能な実現例における給電回路を示す。
【図３】国際公開第WO02/060711号に係わるオルタネータ兼スタータにおけるターゲットのロータ、およびターゲットキャリアを軸方向に分割しない軸方向断面図である。
【図４】本発明を実施する際に使用されるリニアタイプのセンサ信号を磁気ターゲットから読み出した後の（時間に対する電圧の）特性曲線を示す。
【図５】本発明を示す図である。
【図６】本回転電気機器の回転数を関数とする、位相のずれた連続可変信号と共に、本発明の一実施例を示す図である。
【図７】第２実施例を示すための図６に類似した部分図である。
【図８】本発明に係わる回転電気機器の図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１            プーリー
３            シャフト
４            ロータ
６、７        スリップリング
１１          ボールベアリング
１３          ベアリングプレート
１４          後部ベアリングプレート
１６          ブラシキャリア
１７          カバー
４１、４２    極ホイール
４３、４４    ファン
４５          ブレード
５０          ターゲット
５２          センサ    
５３          センサキャリア
５４          孔
５５          軸方向に向いた部分
５６          耳部
５７          ボルト
１４３        歯
【図１】
2006525778.tif 000006
【図２】
2006525778.tif 000007
【図３】
2006525778.tif 000008
【図４】
2006525778.tif 000009
【図５】
2006525778.tif 000010
【図６】
2006525778.tif 000011
【図７】
2006525778.tif 000012
【図８】
2006525778.tif 000013
【国際調査報告】
2006525778.tif 000014
2006525778.tif 000015
2006525778.tif 000016
2006525778.tif 000017
2006525778.tif 000018
2006525778.tif 000019