(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向クラッチと、
前記一方向クラッチを通じて内燃機関により駆動される車両用交流発電機と、
前記車両用交流発電機の発電量を制御する制御手段と、
を備える車両用交流発電機装置において、
前記一方向クラッチの断続状態を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、検出した前記一方向クラッチの断続状態に基づいて、前記一方向クラッチの接続期間の発電量の増大及び前記一方向クラッチの切断期間の発電量の減少の少なくとも一方を行うことを特徴とする車両用交流発電機装置。
【請求項２】
前記内燃機関の回転数を検出する前記検出手段を有し、
前記制御手段は、検出した前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関の低回転運電時に前記一方向クラッチの接続期間の発電量の増大及び前記一方向クラッチの切断期間の発電量の減少の少なくとも一方を行う請求項１記載の車両用交流発電機装置。
【請求項３】
前記一方向クラッチは、前記内燃機関より動力を受ける動力入力部と、複数の界磁極を有する前記車両用交流発電機の回転子に機械的に結合される動力出力部とを有し、
前記検出手段は、前記車両用交流発電機の多相電機子巻線の出力電圧の周波数成分に基づいて前記動力出力部の回転数を検出し、
前記制御手段は、前記動力出力部の回転数を前記動力入力部の回転数と比較し、両者が一致していれば前記一方向クラッチが繋がっていると判断し、不一致であれば前記一方向クラッチが切れていると判断することを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機装置。
【請求項４】
前記一方向クラッチは、前記動力入力部を構成する外輪部と、前記外輪と同軸配置されて前記動力出力部を構成する内輪部と、前記外輪部及び内輪部を断続させるクラッチ部とを有することを特徴とする請求項３記載の車両用交流発電機装置。
【請求項５】
前記車両用交流発電機は界磁巻線を有し、
前記制御手段は、前記界磁巻線と直列に接続されて前記界磁巻線への通電電流を断続するスイッチ手段を有するとともに、前記一方向クラッチの接続時に前記スイッチ手段を閉成し、前記一方向クラッチの切断時に前記スイッチ手段を開成することを特徴とする請求項１乃至４記載の車両用交流発電機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチを介して内燃機関により駆動される車両用交流発電機を有する車両用交流発電機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、排出ガスの低減や、燃料消費量低減といった地球環境保護のために、車輌走行に寄与しないにもかかわらず使用頻度が高い車輌のアイドル状態の回転数（以下、アイドル回転数と称する）は、低く設定される傾向にある。しかし、アイドル回転数を下げていくとフリクションの増大に伴いエンジン回転数の安定制御が困難になり、この問題は特にディーゼルエンジンにおいて顕著である。また、内燃機関の制御系の遅れに起因して長周期の周期的回転変動が発生する。
【０００３】
この回転数変動が大きい低アイドル回転数状態（アイドルハンチング状態ともいう）での車両用交流発電機の挙動を図４を参照して説明する。
【０００４】
このアイドルハンチング状態では、エンジン回転数下降時にエンジン回転数につれて車両用交流発電機の回転数も低下する。しかし、車両用交流発電機を一定電気負荷で使用する場合でも、車両用交流発電機の必要駆動トルクはエンジン回転数低下につれて増大する。その結果、車両用交流発電機の駆動トルク増大がエンジン回転数の低下を助長してしまう。逆に、エンジン回転数上昇時には、車両用交流発電機の必要駆動トルクはエンジン回転数上昇につれて低下し、その結果、車両用交流発電機の駆動トルク減少がエンジン回転数の増大を助長してしまう。
【０００５】
この車両用交流発電機の上記エンジン回転数ハンチング助長問題を解決するために、特公平７ー７２５８５号公報は、オルタネータの駆動プーリに一方向クラッチを配設することを提案している。
【０００６】
この一方向クラッチ付きプーリを用いると、内燃機関の回転下降（減速）時にはオルタネータの慣性トルクとエンジンの発生トルクの大きさが逆転するためクラッチが切れ、エンジン回転数の低下が抑制され、その分だけエンジン回転数の変動を抑止することができるはずである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者の研究試験によれば、上記公報の一方向クラッチ付きプーリを用いる車両用交流発電機においても、十分なエンジン回転数変動を期待できないことがわかった。
【０００８】
以下、一方向クラッチ付き車両用交流発電機のこの問題について、図７を参照して説明する。
【０００９】
一方向クラッチの外輪３３はベルトにより図示しないクランクプーリに結合されている。内輪３１と外輪３３とは、図示しないスプラグやローラなどの部材とバネ部材で構成されるクラッチ部で断続可能とされている。
【００１０】
外輪３３には内燃機関（エンジンともいう）より駆動トルクτ１が掛かり、内輪３１にはτ１とは逆方向に車両用交流発電機駆動トルク（発電トルクともいう）τ２と、オルタネータの回転子の慣性に起因する慣性トルクτ３とが掛かっている。この慣性トルクτ３は、内輪３１の回転上昇期間にはτ２と同じ方向に生じ、内輪３１の回転下降期間にはτ１と同じ方向に生じる。一方向クラッチの断続は３つのトルクの大小関係に応じて決定するように設計されている。
【００１１】
τ１、τ２、τ３を図示の方向を正とし、内輪の回転数をω１、外輪の回転数をω２とすると、クラッチが繋がるのは、τ１≧τ３−τ２  （但し  ω１＝ω２の時）の場合であり、クラッチが切れるのは、τ１＜τ３−τ２の場合である。
【００１２】
エンジン回転数が上昇又は一定回転から下降に転じる瞬間にはトルクτ１が低下し、τ１と同じ方向に作用する車両用交流発電機の慣性トルクτ３の方が大きくなり、上記条件（τ１＜τ３−τ２）の状態になり、クラッチが切れる。
【００１３】
その後、発電トルクτ２や軸受けの摩擦損や冷却ファンの風損などにより車両用交流発電機の回転数は低下する。
【００１４】
車両用交流発電機の回転数が下がり始めると先に述べた如く発電に起因する発電トルクτ２が増大し、一気に回転数を下げる作用が働き、やがて内輪３１にかかる合成トルクは外輪３３にかかるトルクに等しくなってクラッチが繋がる。
【００１５】
昨今の小型高出力車両用交流発電機においては、一方向クラッチが切断している期間における発電トルクτ２は慣性トルクτ３より大きくなるため、せっかくの駆動力を断ったのに、切断後短期間のうちに回転子の回転数が下がってしまって一方向クラッチが内燃機関の回転数降下中又は内燃機関がまだその最低回転数から加速を始めた初期（回転数増加率が小さい）にもかかわらず繋がってしまうことになる。
【００１６】
その結果、わざわざ一方向クラッチを設けて内燃機関の減速時にこの一方向クラッチの切断により車両用交流発電機の負荷トルクを内燃機関から遮断することにより、内燃機関回転数の低下を抑制するという一方向クラッチ付き車両用交流発電機の効果は十分に発揮できないことになる。
【００１７】
車両用交流発電機の慣性質量を増大すれば上記した車両用交流発電機の早期の回転数低下に起因する問題を改善できるが、車両用交流発電機の体格重量が増大してしまう。
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両用交流発電機の体格重量を増大することなく、一方向クラッチ付きの車両用交流発電機を内燃機関車に搭載した場合のエンジン回転数変動を良好に低減できる車両用交流発電機装置を提供することをその目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用交流発電機装置は、一方向クラッチと、前記一方向クラッチを通じて内燃機関により駆動される車両用交流発電機と、前記車両用交流発電機の発電量を制御する制御手段とを備える車両用交流発電機装置において、前記一方向クラッチの断続状態を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、検出した前記一方向クラッチの断続状態に基づいて、前記一方向クラッチの接続期間の発電量の増大及び前記一方向クラッチの切断期間の発電量の減少の少なくとも一方を行うことを特徴としている。
請求項２記載の構成は請求項１記載の車両用交流発電機装置において更に、前記内燃機関の回転数を検出する前記検出手段を有し、前記制御手段は、検出した前記内燃機関の回転数に基づいて、前記内燃機関の低回転運電時に前記一方向クラッチの接続期間の発電量の増大及び前記一方向クラッチの切断期間の発電量の減少の少なくとも一方を行う。
【００２０】
これにより、車両用交流発電機の体格重量を増大することなく、一方向クラッチ切断期間における車両用交流発電機の急激な回転数減少を防止することができ、一方向クラッチ付きの車両用交流発電機を内燃機関車に搭載した場合のエンジン回転数変動を良好に低減することができる。
【００２１】
すなわち、一方向クラッチの上記切断期間中に車両用交流発電機の回転数つまりクラッチの内輪の回転数が発電トルクにより低下し、その結果、内燃機関が減速中又は加速初期であるにもかかわらず、一方向クラッチが再接続されて内燃機関の負荷トルクを増大させ、内燃機関の減速期間における回転数低下や加速期間初期の加速率が小さい期間内における加速立ち上がりが妨害され、その結果、内燃機関の回転変動が大きくなり、エンジン制御をしにくくするという不具合を防止することができる。つまり、クラッチの断続状態に応じてオルタネータの界磁をコントロールすることで、エンジンを制御しやすい状態に維持することが可能になる。
【００２２】
請求項３の構成は請求項１記載の車両用交流発電機装置において更に、前記一方向クラッチが、前記内燃機関より動力を受ける動力入力部と、複数の界磁極を有する前記車両用交流発電機の回転子に機械的に結合される動力出力部とを有し、前記検出手段が、前記車両用交流発電機の多相電機子巻線の出力電圧の周波数成分に基づいて前記動力出力部の回転数を検出し、前記制御手段が、前記動力出力部の回転数を前記動力入力部の回転数と比較し、両者が一致していれば前記一方向クラッチが繋がっていると判断し、不一致であれば前記一方向クラッチが切れていると判断することを特徴としている。
【００２３】
これにより、周知のＦーＶコンバータなどの回路と単純な比較回路でクラッチの断続状態を検出することができる。
【００２４】
請求項４記載の構成によれば請求項３記載の車両用交流発電機装置において更に、前記一方向クラッチが、前記動力入力部を構成する外輪部と、前記外輪部と同軸配置されて前記動力出力部を構成する内輪部と、前記外輪部及び内輪部を断続させるクラッチ部とを有することを特徴としている。
【００２５】
これにより、外輪部の外周部にプーリやギヤを形成することで内燃機関から容易に動力を受け入れることができ、車載用発電機として極めてコンパクトなクラッチ装置を実現できる。
【００２６】
請求項５記載の構成によれば請求項１乃至４記載の車両用交流発電機装置において更に、前記車両用交流発電機が界磁巻線を有し、前記制御手段が、前記界磁巻線と直列に接続されて前記界磁巻線への通電電流を断続するスイッチ手段を有するとともに、前記一方向クラッチの接続時に前記スイッチ手段を閉成し、前記一方向クラッチの切断時に前記スイッチ手段を開成することを特徴としている。
【００２７】
これにより、確実に所望の動作を実現できる。更に詳しく説明すると、一方向クラッチの接続期間に励磁電流を増大させるため発電トルクが増大して内燃機関の回転の吹き上がりを押さえ込むことができ、一方向クラッチの切断期間には励磁電流を減少させるので発電トルクが減少して内燃機関の回転の落ち込みを抑止できる。
【００２８】
好適には、この一方向クラッチの断続を検出する電気信号により、励磁電流の通電を制御するスイッチ手段の開閉駆動信号とすることで確実に一方向クラッチの断続とスイッチ手段の開閉を同期させることができる。このような構成とすることで、内燃機関の各行程毎に起きるトルク変動に起因する極めて周期の早い回転変動にも遅れなく追従でき、エンジン制御を容易とし、振動も低減できる。
【００２９】
【発明の実施形態】
本発明の車両用交流発電機の好適な態様を以下の実施例を参照して具体的に説明する。
【００３０】
（実施例１）
この実施例の車両用交流発電機１００の軸方向断面図を図２に示す。
【００３１】
１は電機子、２は電機子１内に同軸配置された回転子、２１は回転子２の界磁極、２２は界磁極２１に巻装された界磁巻線、２３は界磁極２１が嵌着、固定された回転軸である。３１は回転軸２３に固定された一方向クラッチの内輪（本発明でいう内輪部）、３２は内輪３１を回転軸２３に固定するナット、３３はベルト（図示せず）を介してエンジン（図示せず）のクランクプーリ（図示せず）から駆動される一方向クラッチの外輪（本発明でいう外輪部）、外輪３３の外周部はプーリとして機能する。３４は円柱形状のクラッチ部であって、内輪３１は外輪３３からのクラッチ部３４を通じての一方向へのトルクを受けてこの一方向へ回転するが、逆方向へは回転しない。内輪３１、外輪３３及びクラッチ部３４からなる一方向クラッチの具体構成は、たとえばエンジン始動用のスタータに用いられるものなど種々の形式が既に周知であり、かつ、この実施例の要旨でもないため更なる図示説明は省略する。
【００３２】
４は外輪３３の回転位置を検出する検出器、５は界磁巻線２２に流れる界磁電流を断続制御して発電機の出力電圧を制御するレギュレータ、６は電機子１で発生した交流電力を直流電力に変換する整流器、７は整流器６の正極フィンに固定された出力端子、８は界磁巻線２２とレギュレータ５との間に介設されて界磁巻線２２に励磁電流を供給するブラシ、９はこれら電気部品を外部環境から保護するリアカバーである。
【００３３】
次に、本発明の動作を図１に示すブロック回路図を参照して説明する。
【００３４】
レギュレータ５は、電機子巻線１の一相電圧１１の瞬時値（アナログ値）を検出する。電機子巻線１には界磁極２１の回転により交流電圧が誘起され、その周波数は、界磁極２１の数を２ｐ、回転子の機械的回転数をＮａｌｔ〔ｒｐｍ〕とすると、
ｆ＝ｐ・Ｎａｌｔ／６０  〔Ｈｚ〕
となる。
【００３５】
つまり、比較器５１は、電機子巻線１の一相電圧１１を適当なしきい値で二値化し、上記周波数の矩形波パルス電圧を出力し、矩形波パルスは第１のＦーＶコンバータ５２で回転子２の回転数に応じた大きさの直流電圧が得られ、この直流電圧の大きさが内輪３１（回転子２）の回転数ω１を示す。
【００３６】
外輪３３近傍に設けられた位置検出器４は、外輪３３の回転数に応じた矩形波パルス電圧を出力し、矩形波パルスは第２のＦーＶコンバータ５３で外輪３３の回転数に応じた大きさの直流電圧が得られ、この直流電圧の大きさが外輪３３の回転数ω２を示す。位置検出器４としては、光電式センサ、半導体式センサなどの公知の回転センサを採用することができる。また、位置検出器４を省略し、エンジン回転数と、クランクプーリと外輪３３とのプーリ比により外輪３３の回転数ω２を算出してもよい。レギュレータ５は、得られた回転数ω１、ω２に比例する二つの直流電圧は比較器５４で比較される。
【００３７】
外輪３３の回転数ω２が所定値以下の時で（アイドル状態の時）かつω１＝ω２の期間、つまり１方向クラッチが繋がっている期間には、調整電圧設定器５５にて調整電圧Ｖｒｅｇを第１の設定値例えば１４．５Ｖに設定する。
【００３８】
外輪３３の回転数ω２が所定値以下の時で（アイドル状態の時）かつω１＞ω２の期間、つまり一方向クラッチが切断されている期間には、調整電圧設定器５５にて調整電圧Ｖｒｅｇを第１の設定値より低い第２の設定値例えば１２．５Ｖに設定する。
【００３９】
バッテリ電圧Ｖｂａｔｔはローバスフィルタ５６を介してコンパレ−タ５７の−入力端に入力され、コンパレ−タ５７の＋入力端には調整電圧Ｖｒｅｇが入力される。比較器５７は、Ｖｂａｔｔ＞Ｖｒｅｇであればトランジスタ５８をオフし、Ｖｂａｔｔ＜Ｖｒｅｇであればトランジスタ５８をオンし、トランジスタ５８はＦ端子を通じて界磁電流電流を制御する。５９は、トランジスタ５８がオフの期間に界磁電流を還流させるためのフライホイルダイオ−ド、６０はブラシ保持器８を介して界磁巻線に接続されるＦ端子である。
【００４０】
１２Ｖ仕様の車両用交流発電機では、バッテリ電圧は１２Ｖ〜１４Ｖの範囲で通常、調整されている。つまり例えば調整電圧を１４．５Ｖに設定した場合にはバッテリ電圧が１４．５Ｖに達するまで充電を維持する。調整電圧を１２．５Ｖに設定した場合にはバッテリ電圧が１２．５Ｖに達したら発電を抑制するのだが、バッテリの開放端子電圧が１２〜１２．５Ｖ程度なのですぐに端子電圧が１２．５Ｖに達して、ほとんど発電していない状態になる。車両用交流発電機が発電しているときには、電機子巻線に流れる電流の大きさに応じた駆動トルク（発電トルク）が内輪３１に掛かる。
【００４１】
上記説明したように、この実施例では、一方向クラッチの切断時の発電を一方向クラッチの接続時の発電よりも減少させているので、切断時に内輪３１にかかる発電トルクτ２（オルタネータの回転を制御する働きをする）が小さくなり、この時の内輪３１の回転数の低下を抑止することができ、その結果、その後の一方向クラッチの接続タイミングを内燃機関の回転数増加率が増大する（内燃機関トルクτ１が十分に増加する）まで遅延させることができ、結局、車両用交流発電機の回転数変動を良好に低減することができる（図４参照）。
【００４２】
また、エンジン回転数の上昇初期にクラッチがつながると、従来ではエンジン負荷が急増しエンジン回転数を目標値に戻すために多量の燃料を消費してしまうが、この実施例のようにエンジン回転数が目標値に近づいてからクラッチがつながる上記エンジン回転数の目標値への早急な復帰に必要な燃料消費を低減することができる。
【００４３】
なお、内燃機関としてはディーゼルエンジンに限定されるものではなく、ガソリンエンジンにも適用できることは言うまでもない。
【００４４】
また、発電制御は、上述の調整電圧設定値切り替えの他に、調整電圧設定値の連続的変化や、界磁電流制御用トランジスタ５８のデュ−ティ比制御により実施してもよい。
【００４５】
この実施例の発電機と、一方向クラッチをもたない従来の発電機との動作を図３に示す。この実施例によれば、一方向クラッチの動作と同期して上述した発電制御を行うので、図３に示すようにクラッチ断期間を延長することができ、エンジンが実質的にオルタネータからフリーとなっている時間が延長でき、このフリー期間にエンジン回転数増大が抑制された場合には速やかにそれに対処することができる。また、クラッチオン期間はエンジントルク変動のピーク期間により一層集中することができるので、エンジントルク変動も低減することができる。
【００４６】
（第２実施例）
実施例２を図５を参照して以下に説明する。
【００４７】
この実施例は、上述した実施例１において、一方向クラッチの接続時点又はその直後に調整電圧Ｖｒｅｇを例えば１５．５Ｖといった高値にセットし、その後、調整電圧Ｖｒｅｇを徐々に低下させる制御を示すものである。
【００４８】
このようにすれば、一方向クラッチの接続時点又はその直後に車両用交流発電機は確実にフル発電し、エンジンにかかる制動トルクが最大となり、エンジンの回転上昇を良好に抑制することが可能となる。
【００４９】
更に、調整電圧を１５．５Ｖのままにしておくと、バッテリの過充電を招き、バッテリ寿命を低下させるので、一方向クラッチの接続中に調整電圧Ｖｒｅｇを徐々に下げてゆくので、バッテリの過充電を防止できる。
【００５０】
更に説明すると、クラッチ断期間に発電抑制を行ったので、エンジン側の制御装置は、エンジン回転数の戻りを速やかに行うことができる。つまり、エンジンは慣性も大きくかつ十分に加速されているため目標回転数に達してもオーバーシュートしてしまいがちである。
【００５１】
そこで、この実施例では、クラッチがつながった瞬間（この時点ではエンジンはほぼ目標回転数近くまで回復している）にオルタネータの発電量を一斉に増大することでエンジン制動トルクを増強する。これにより上述したエンジン回転数のオーバーシュートを抑制してよりエンジン回転数の安定化を図ることができる。
【００５２】
図８は実施例２の調整電圧設定器の回路例を示し、そのタイミングチャートを図９に示す。
【００５３】
この調整電圧設定器５５１は、図１の５５に相当するものであり、入出力関係は同じである。比較器５４から内輪回転数ω１と外輪回転数ω２の比較結果が入力ライン５５１０を通じて出力される。例えばω１＝ω２の時、Ｈｉ、ω１＜ω２の時Ｌｏが出力されるように比較器５４が設定されているとする。５５１１、５５１２は１５．５Ｖ相当の調整電圧を電源電圧から設定する分圧抵抗群、５５１３、５５１４は１４．５Ｖ相当の調整電圧を設定する分圧抵抗群、５５１５、５５１６は１２．５Ｖ相当の調整電圧を設定する分圧抵抗群である。
【００５４】
５５１７、５５１８は調整電圧を１５．５Ｖ相当から１４．５Ｖ相当に徐変させるフィルタを構成する抵抗とコンデンサであり、抵抗値をＲ７、静電容量をＣ１とするとＣ１・Ｒ７が徐変の時定数になる。
【００５５】
５５１９は比較器５７の出力を反転させるためのインバータであり、スイッチ５５２１のゲート駆動信号である。５５２０は１５．５Ｖから１４．５Ｖ相当に徐変する調整電圧を出力させるスイッチ、５５２１は１２．５Ｖ相当の調整電圧を出力させるスイッチであり、スイッチ５５２０とは排他的な動作になっている。出力ライン５５２２は調整電圧設定器５５１の出力信号であり、比較器５７に入力される。
【００５６】
クラッチが繋がっている場合、つまりω１＝ω２の時には５５１０はＨｉなのでスイッチ５５２０、５５２３がオン、５５２１がオフとなり、調整電圧の出力は一旦１５．５Ｖ相当に設定され、その後フィルタの作用により徐々に１４．５Ｖ相当に徐変してゆく。
【００５７】
一方クラッチがきれている場合、つまりω１＜ω２の時には調整電圧が１２．５Ｖ相当に設定され発電が抑制される。
【００５８】
（第３実施例）
実施例３を図６を参照して以下に説明する。
【００５９】
エンジンが車両用交流発電機を駆動している場合、一方向クラッチの切断中は内輪（オルタネータの回転子）３１の回転数は減少している。
【００６０】
したがって、Ｐ端子から得られる内輪３１の一相電圧を図１と同様に処理して回転数ω1に比例する大きさの直流電圧を求め、それを微分回路５０１で微分し、比較器５０２にてその符号がマイナスの場合に一方向クラッチが切断中と判定する。
【００６１】
６１は調整電圧Ｖｒｅｇの切り替え回路であり、微分回路５０１の出力電圧がマイナスである場合に小さい（たとえば１２．５Ｖ）の調整電圧Ｖｒｅｇをコンパレ−タ５７に出力し、微分回路５０１の出力電圧がプラスである場合に大きい（たとえば１４．５Ｖ）の調整電圧Ｖｒｅｇをコンパレ−タ５７に出力する。
【００６２】
このようにすれば、外輪３３の位置検出器４を不要とでき、安価で信頼性の高い発電制御機能をもつ車両用交流発電機装置を実現することができる。
【００６３】
（第４実施例）
実施例４を図１０を参照して説明する。
【００６４】
レギュレータ５の比較器５１、第１のＦーＶコンバータ５２、第２のＦーＶコンバータ５３、ローバスフィルタ５６、パワートランジスタ５８及びフライホイルダイオード５９の構成及び動作は、図１に示す実施例１と同じである。
【００６５】
６１は、外輪３３の回転数ω２と内輪３１の回転数ω１が一致しているか否かを判断する一致回路であり、ω２＝ω１の時にＨｉを出力するように設定されている。６２は、参照電圧Ｖ１を用いることにより外輪３３の回転数が所定値以上か否かを判断するコンパレータである。６３は、一致回路６１の出力をコンパレータ６２の出力により断続するためのＡＮＤゲートであり、結局、外輪３３の回転数が所定値以下になれば、コンパレータ６２がハイレベルを出力するので一致回路６１の出力はオア回路６６を通じてパワートランジスタ５８に送られる。
【００６６】
６４は、バッテリ電圧を所定の調整電圧Ｖｒｅｇと比較するコンパレータである。６５は、コンパレータ６４の出力をインバータ６７の出力により断続するためのＡＮＤゲートであり、結局、外輪３３の回転数が所定値以下ならば、インバータ６７がローレベルを出力するので、コンパレータ６４の出力はオア回路６６を通じてパワートランジスタ５８に送られない。６６はＡＮＤゲート６３、６５の出力の論理和を演算するＯＲゲートであり、ＯＲゲート６６の出力信号にて界磁電流断続のパワートランジスタ５８を制御する。
【００６７】
次にこの実施例の動作を説明する。
【００６８】
外輪３３の回転数が所定値以下、例えば車両のアイドル回転数付近であれば、コンパレータ６２がＡＮＤゲート６３にハイレベルを出力して一致回路６１の出力送信を有効にするとともに、インバータ６７がＡＮＤゲート６５にローレベルを出力してコンパレータ６４の出力送信を無効にする。
【００６９】
つまり、回転数が所定値以下であれば、調整電圧Ｖｒｅｇとバッテリ電圧との比較結果は無効になり、一方向クラッチの断続状態のみに依存してパワートランジスタ５８が制御される。すなわち、クラッチ接続状態（ω２＝ω１）でパワートランジスタ５８がＯＮ、クラッチ分離状態（ω２＜ω１）でパワートランジスタ５８がＯＦＦに制御される。このようにすれば、エンジンの各行程におけるトルク変動に起因した回転変動にも十分に追従できる発電トルク制御を実現できる。
【００７０】
回転数が増大すると、コンパレータ６２はローレベルを出力し、一致回路６１を無効にして、バッテリ電圧と調整電圧Ｖｒｅｇの比較結果のみに依存してパワートランジスタ５８を制御する。つまり、高回転時にはもはや一方向クラッチの断続に起因する回転変動は無視できるレベルとなるので、むしろ発電能力が増大してバッテリが充電過剰状態となるのを防ぐ必要が生じる。従って、バッテリ電圧が調整電圧値を超えた場合にパワートランジスタ５８をＯＦＦし、バッテリ電圧が調整電圧値を下回ったらパワートランジスタ５８をＯＮする制御により容易に充電過剰状態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１に示すレギュレータのブロック回路図である。
【図２】  実施例１の車両用交流発電機の軸方向断面図である。
【図３】  実施例１の制御を示すタイミングチャートである。
【図４】  エンジン回転数の周期変動を示すタイミングチャ−トである。
【図５】  実施例２の車両用交流発電機装置の発電制御を示すためのタイミングチャ−トである。
【図６】  実施例３の車両用交流発電機装置の発電制御を示すブロック回路図である。
【図７】  車両用交流発電機に設けた一方向クラッチの模式図である。
【図８】  実施例２の調整電圧設定器の一例を示す回路図である。
【図９】  図８の回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】  実施例４の車両用交流発電機装置の発電制御を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
３  一方向クラッチ、
４  検出手段
５  レギュレ−タ（検出手段、制御手段）
１００  車両用交流発電機
【図１】
0004154848.tif 000002
【図２】
0004154848.tif 000003
【図３】
0004154848.tif 000004
【図４】
0004154848.tif 000005
【図５】
0004154848.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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