"前輪および後輪の一方をモータからの駆動力が伝達される駆動輪とし、その他方を駆動力が伝達されない従動輪とする車両に備えられる電力回生システムであって、界磁巻線および永久磁石を有する回転子を備え、前記従動輪の回転が前記回転子に伝達され、前記従動輪の動力を電力に回生するための発電機と、前記発電機から出力される電力によって充電され、前記モータに供給される電力を蓄積するための高圧バッテリと、前記発電機から出力される電力によって充電され、前記高圧バッテリよりも出力電圧が低い低圧バッテリと、前記回転子の回転速度に応じて前記発電機の発電電圧が段階的に変化するように、前記界磁巻線に供給される界磁電流を制御する発電制御手段とを含む、電力回生システム。界磁巻線に供給される電流は、オルタネータから一定の電圧が出力されるように制御される。高回転域では、永久磁石が発生する磁束による発電電圧が高いので、界磁巻線に供給される電流が少ない。しかしながら、低回転域では、永久磁石が発生する磁束による発電電圧が低いので、界磁巻線に供給される電流が多い。そのため、低回転域では、発電効率が低下する。本発明の目的は、回転子の回転速度にかかわらず、高い発電効率回生効率を発揮できる、電力回生システムを提供することである。前記の目的を達成するため、本発明に係る電力回生システムは、前輪および後輪の一方をモータからの駆動力が伝達される駆動輪とし、その他方を駆動力が伝達されない従動輪とする車両に備えられる電力回生システムであって、界磁巻線および永久磁石を有する回転子を備え、前記従動輪の回転が前記回転子に伝達され、前記従動輪の動力を電力に回生するための発電機と、前記発電機から出力される電力によって充電され、前記モータに供給される電力を蓄積するための高圧バッテリと、前記発電機から出力される電力によって充電され、前記高圧バッテリよりも出力電圧が低い低圧バッテリと、前記回転子の回転速度に応じて前記発電機の発電電圧が段階的に変化するように、前記界磁巻線に供給される界磁電流を制御する発電制御手段とを含む。車両の前輪および後輪の一方は、モータからの駆動力が伝達される駆動輪である。前輪および後輪の他方は、駆動力が伝達されず、車両の走行に伴って回転する従動輪である。発電機の回転子には、従動輪の回転が伝達される。発電機の回転子が回転すると、発電機から電力が出力される。この発電機から出力される電力により、高圧バッテリおよび低圧バッテリが充電される。高圧バッテリは、モータに供給される電力を蓄積するために設けられている。低圧バッテリは、高圧バッテリよりも定格電圧が低く、たとえば、車両に備えられるモータ以外の電気負荷に供給される電力を蓄積するために設けられている。発電機の回転子には、界磁巻線および永久磁石が設けられている。界磁巻線および永久磁石を界磁として併用することができるので、永久磁石を備えていない発電機と比較して、損失が低く、高い発電効率を得ることができる。また、低損失であるので、損失による発熱が小さい。回転子の回転速度に応じて発電機の発電電圧が段階的に変化するように、界磁巻線に供給される界磁電流が制御される。すなわち、回転子の回転速度の上昇につれて、発電機の発電電圧が段階的に上昇するように、界磁巻線に供給される界磁電流が制御される。これにより、回転子の回転速度が相対的に小さいときには、発電機の発電電圧が相対的に低い電圧に設定されるので、永久磁石が発生する磁束による発電電圧が低くても、界磁巻線を流れる界磁電流が少ない。一方、回転子の回転速度が相対的に大きいときには、永久磁石が発生する磁束による発電電圧が高いので、発電機の発電電圧が相対的に高い電圧に設定されても、界磁巻線を流れる界磁電流が少ない。よって、回転子の回転速度にかかわらず、高い発電効率回生効率を発揮することができる。なお、回転子の回転速度は、従動輪の回転速度と比例するので、回転子の回転速度に応じた発電機の発電電圧の段階的な変化は、従動輪の回転速度に応じた発電機の発電電圧の段階的な変化と同義である。本発明によれば、回転子の回転速度にかかわらず、発電機の界磁巻線に流れる界磁電流が少ないので、高い発電効率回生効率を発揮することができる。以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電力回生システムが備えられた車両の要部の構成を図解的に示す図である。車両1は、モータジェネレータ2を駆動源とする電気自動車である。モータジェネレータ2の回転軸は、ギヤボックス3内に収容されたギヤ列を介して、車両1の左右の後輪4L,4Rを連結する後輪シャフト5に固定されたギヤ6と連結されている。これにより、モータジェネレータ2の回転軸は、後輪シャフト5の回転速度の約5~10倍の回転速度で回転する。モータジェネレータ2が発生する駆動力モータ出力は、ギヤボックス3内に収容されたギヤ列およびギヤ6を介して、後輪シャフト5に伝達される。また、車両1の制動時には、後輪4L,4R後輪シャフト5の回転がモータジェネレータ2の回転軸に伝達され、モータジェネレータ2において、回転軸の回転運動エネルギーが電力に回生される。モータジェネレータ2には、インバータおよびコンバータを含むモータジェネレータ駆動回路7が接続されている。また、車両1の左右の前輪8L,8Rに関連して、それぞれオルタネータ9L,9Rが設けられている。具体的には、車両1の左右前部には、それぞれ前輪ホイール8L,8Rが取り付けられるハブ11L,11Rが設けられている。ハブ11L,11Rの中心から車幅方向の内側に向けて、それぞれ前輪シャフト12L,12Rが延びている。オルタネータ9L,9Rと前輪シャフト12L,12Rとの間には、ギヤボックス13L,13Rが設けられている。オルタネータ9Lの回転軸14Lは、ギヤボックス13Lを介して、前輪シャフト12Lと接続されている。また、オルタネータ9Rの回転軸14Rは、ギヤボックス13Rを介して、前輪シャフト12Rと接続されている。これにより、前輪8L,8Rの回転は、それぞれ回転軸14L,14Rに伝達され、回転軸14L,14Rは、前輪8L,8Rの回転速度の約10~20倍の回転速度で回転する。車両1の制動時には、前輪8L,8Rの回転がそれぞれオルタネータ9Lの回転軸14Lおよびオルタネータ9Rの回転軸14Rに伝達され、オルタネータ9L,9Rにおいて、それぞれ回転軸14L,14Rの回転運動エネルギーが電力に回生される。また、車両1には、双方向DC-DCコンバータ21が設けられている。双方向DC-DCコンバータ21の低圧側は、オルタネータ9L,9Rおよびアースと接続されている。オルタネータ9L,9Rと双方向DC-DCコンバータ21とを電気的に接続するプラス配線22は、一端が双方向DC-DCコンバータ21に接続され、途中部で2本に分岐して、2つの他端がそれぞれオルタネータ9L,9Rのプラス端子に接続されている。一方、双方向DC-DCコンバータ21の高圧側は、プラス配線23およびマイナス配線24を介して、モータジェネレータ駆動回路7と接続されている。オルタネータ9L,9Rと双方向DC-DCコンバータ21とを接続するプラス配線22には、車両1に備えられている補機やヘッドライトなどの電気負荷に供給される電力を蓄えるための低圧バッテリ25のプラス端子が電気的に接続されている。低圧バッテリ25のマイナス端子は、アースに接続されている。低圧バッテリ25の出力電圧は、約12Vである。プラス配線22と低圧バッテリ25のプラス端子との間には、降圧DC-DCコンバータ26が介裝されている。降圧DC-DCコンバータ26は、プラス配線22から供給される直流電圧を低圧バッテリ25の定格電圧以下に降圧する。モータジェネレータ駆動回路7と双方向DC-DCコンバータ21とを接続するプラス配線23およびマイナス配線24には、それぞれ高圧バッテリ27のプラス端子およびマイナス端子が電気的に接続されている。高圧バッテリ27は、モータジェネレータ2に供給される電力を蓄えるために設けられており、その出力電圧は、約200~350Vである。モータジェネレータ2の駆動に必要な電力は、高圧バッテリ27からモータジェネレータ駆動回路7を介してモータジェネレータ2に供給される。モータジェネレータ2およびオルタネータ9L,9Rから出力される電力は、双方向DC-DCコンバータ21で昇圧されて、高圧バッテリ27に供給されるとともに、降圧DC-DCコンバータ26で降圧されて、低圧バッテリ25に供給される。これにより、高圧バッテリ27および低圧バッテリ25が充電される。そして、車両1には、各部の制御のために、車両ECU31、回生ECU32、モータECU33、ブレーキECU34およびバッテリECU35が備えられている。車両ECU31、回生ECU32、モータECU33、ブレーキECU34およびバッテリECU35は、CPU、ROMおよびRAMなどからなるマイクロコンピュータを含む。車両ECU31は、車両1の全体を制御する。車両ECU31には、シフトレバーの位置を検出するシフトセンサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサおよび車速を検出する車速センサなどの各種センサの検出信号が入力される。車両ECU31は、その各種センサから入力される検出信号に基づいて、車両1の各部の制御に必要な指令を回生ECU32、モータECU33、ブレーキECU34およびバッテリECU35に与える。回生ECU32には、オルタネータ9L,9Rの温度を検出する温度センサおよびオルタネータ9L,9Rから出力される電流値を検出する電流センサの検出信号が入力される。回生ECU32は、車両ECU31から与えられる指令、温度センサから入力される検出信号および電流センサから入力される検出信号に基づいて、オルタネータ9L,9R、双方向DC-DCコンバータ21および降圧DC-DCコンバータ26を制御する。モータECU33は、車両ECU31から与えられる指令に基づいて、モータジェネレータ駆動回路7を制御し、モータジェネレータ2に供給される電力を制御する。ブレーキECU34は、車両ECU31から与えられる指令に基づいて、ブレーキアクチュエータ36を制御する。ブレーキアクチュエータ36の制御により、前輪ブレーキ37L,37Rから前輪8L,8Rに制動トルクが作用するとともに、後輪ブレーキ38L,38Rから後輪4L,4Rに制動トルクが作用する。バッテリECU35は、高圧バッテリ27の充放電量を監視しており、車両ECU31から与えられる指令に基づいて、高圧バッテリ27に充電可能な電力量を車両ECU31に送信する。図2は、オルタネータに備えられるロータの構成を図解的に示す断面図である。オルタネータ9L,9Rは、交流発電機および交流発電機から出力される三相交流電力を直流電力に変換するレクチファイア整流器を含む構成である。交流発電機には、ロータ41が備えられている。ロータ41は、回転軸14L,14Rと一体的に回転可能に設けられている。ロータ41は、回転軸14L,14Rに巻回された界磁巻線42と、界磁巻線42に界磁電流を供給するための2個のスリップリング43,44と、界磁巻線42に界磁電流が供給されたときに生じる磁束によって磁極が形成される1対のポールコア45,46とを備えている。ポールコア45,46には、それぞれ回転軸14L,14Rの軸線方向に突出する複数の爪状磁極47,48が形成されている。ポールコア45,46は、爪状磁極47,48が互いに噛み合うように配置されている。そして、爪状磁極47,48間には、永久磁石49が介在されている。図3は、前輪の回転速度とオルタネータの発電電圧との関係を示すグラフである。回生ECU32は、車両ECU31からの指令に基づいて、オルタネータ9L,9Rの目標発電電圧Vgを設定する。具体的には、ブレーキペダルが操作されると、車両ECU31により、ブレーキペダル操作量および車速などに基づいて、オルタネータ9L,9Rからそれぞれ前輪8L,8Rに与えられるべきトルク前輪回生目標トルクTgfが設定される。回生ECU32には、その前輪回生目標トルクTgfが指令値として入力される。そして、回生ECU32に前輪回生目標トルクTgfが入力されると、回生ECU32により、オルタネータ9L,9Rの目標発電電圧Vgが設定される。目標発電電圧Vgは、前輪8L,8Rの回転速度に応じて設定される。前輪8L,8Rの回転速度がオルタネータ9L,9Rによる発電に使用される下限回転速度以上で予め定める閾値未満の範囲内であるときには、目標発電電圧Vgが14Vに設定される。また、前輪8L,8Rの回転速度が閾値以上でオルタネータ9L,9Rによる発電に使用される上限回転速度以下の範囲内であるときには、目標発電電圧Vgが42Vに設定される。図4は、界磁電流指令値の設定手法を示すフローチャートである。目標発電電圧Vgが設定されると、つづいて、界磁電流指令値Ifl,Ifrが設定される。たとえば、前輪回生目標トルクTgfに前輪8L,8Rの回転角速度ωfおよびオルタネータ9L,9Rの損失ηfが乗算され、その乗算値Tgf×ωf×ηfが目標発電電圧Vgで徐されることにより、出力電流指令値Igfl,IgfrIgfl=Igfrが算出されるステップS1。つづいて、オルタネータ9L,9Rのロータ41の回転角速度ωg、出力電流指令値Igfl,Igfrおよびオルタネータ9L,9Rの温度に基づいて、オルタネータ9L,9Rに供給されるべき界磁電流値目標界磁電流値Ifl,Ifrが算出されるステップS2。回転角速度ωgは、前輪8L,8Rの回転角速度ωfがギヤボックス13L,13R内に収容されているギヤ列による変速比1/20~1/10で除されることにより算出される。その後、出力電流指令値Igflとオルタネータ9Lから実際に出力されている電流値Igflとの偏差に基づいてPIProportionalIntegral:比例積分制御演算が行われる。そして、目標界磁電流値IflとそのPI制御演算値とが加算されて、界磁電流指令値Iflが設定される。また、出力電流指令値Igfrとオルタネータ9Rから実際に出力されている電流値Igfrとの偏差に基づいてPI制御演算が行われる。そして、目標界磁電流値IfrとそのPI制御演算値とが加算されて、界磁電流指令値Ifrが設定されるステップS3。こうして、界磁電流指令値Ifl,Ifrが設定されると、界磁電流指令値Ifl,Ifrに応じた界磁電流がそれぞれオルタネータ9L,9Rの界磁巻線42に供給される。その結果、オルタネータ9L,9Rから目標発電電圧Vgにほぼ等しい電圧が出力されるとともに、オルタネータ9L,9Rからそれぞれ前輪8L,8Rに前輪回生目標トルクTgfのトルクが作用する。図3に示されるように、オルタネータ9L,9Rにおいて、永久磁石49が発生する磁束による発電電圧は、前輪8L,8Rの回転速度オルタネータ9L,9Rのロータ41の回転速度に比例して上昇する。前輪8L,8Rの回転速度が下限回転速度以上で閾値未満の範囲内であるときには、目標発電電圧Vgが14Vに設定される。そのため、永久磁石49が発生する磁束による発電電圧が低くても、界磁巻線42が発生する磁束による発電電圧は低くてよい。したがって、界磁電流指令値Ifrが小さい値に設定されて、界磁巻線42に小電流が流れる。また、前輪8L,8Rの回転速度が閾値以上で上限回転速度以下の範囲内であるときには、目標発電電圧Vgが42Vに設定される。このとき、前輪8L,8Rの回転速度が大きいので、永久磁石49が発生する磁束による発電電圧が高い。そのため、界磁巻線42が発生する磁束による発電電圧は低くてよい。したがって、界磁電流指令値Ifrが小さい値に設定されて、界磁巻線42に小電流が流れる。図5は、目標発電電圧が14Vに設定された時のオルタネータ、高圧バッテリおよび低圧バッテリ間での電力の流れを示す図である。目標発電電圧Vgが14Vに設定されている時には、回生ECU32により、オルタネータ9L,9Rから出力される電力が高圧バッテリ27よりも低圧バッテリ25に多く供給されるように、双方向DC-DCコンバータ21および降圧DC-DCコンバータ26が制御される。図6は、目標発電電圧が42Vに設定された時のオルタネータ、高圧バッテリおよび低圧バッテリ間での電力の流れを示す図である。目標発電電圧Vgが42Vに設定されている時には、回生ECU32により、オルタネータ9L,9Rから出力される電力が低圧バッテリ25よりも高圧バッテリ27に多く供給されるように、双方向DC-DCコンバータ21および降圧DC-DCコンバータ26が制御される。以上のように、オルタネータ9L,9Rのロータ41が回転すると、オルタネータ9L,9Rから電力が出力される。このオルタネータ9L,9Rから出力される電圧により、高圧バッテリ27および低圧バッテリ25が充電される。高圧バッテリ27は、モータに供給される電力を蓄積するために設けられている。低圧バッテリ25は、高圧バッテリ27よりも出力電圧が低く、たとえば、車両1に備えられるモータ以外の電気負荷に供給される電力を蓄積するために設けられている。オルタネータ9L,9Rのロータ41には、界磁巻線42および永久磁石49が設けられている。界磁巻線42および永久磁石49を界磁として併用することができるので、永久磁石49を備えていないオルタネータ9L,9Rと比較して、損失が低く、高い発電効率を得ることができる。また、低損失であるので、損失による発熱が小さい。ロータ41の回転速度に応じてオルタネータ9L,9Rの発電電圧が段階的に変化するように、界磁巻線42に供給される界磁電流が制御される。前輪8L,8Rの回転速度がオルタネータ9L,9Rによる発電に使用される下限回転速度以上で予め定める閾値未満の範囲内であるときには、目標発電電圧Vgが14Vに設定される。これにより、永久磁石49が発生する磁束による発電電圧が低くても、界磁巻線42を流れる界磁電流は少ない。また、前輪8L,8Rの回転速度が閾値以上でオルタネータ9L,9Rによる発電に使用される上限回転速度以下の範囲内であるときには、目標発電電圧Vgが42Vに設定される。このとき、ロータ41の回転速度が大きいので、永久磁石49が発生する磁束による発電電圧が高い。そのため、オルタネータ9L,9Rの出力電圧が相対的に高い電圧に設定されても、界磁巻線42を流れる界磁電流は少ない。よって、ロータ41の回転速度にかかわらず、高い発電効率回生効率を発揮することができる。さらに、ギヤボックス13L,13Rが設けられており、オルタネータ9L,9Rのロータ41には、前輪8L,8Rの回転が回転速度を高めて伝達される。これにより、オルタネータ9L,9Rの発電効率のさらなる向上を図ることができる。また、図5,6に示されるように、オルタネータ9L,9Rの目標発電電圧Vgが14Vに設定されている時には、オルタネータ9L,9Rから出力される電力が高圧バッテリ27よりも低圧バッテリ25に多く供給される。一方、目標発電電圧Vgが42Vに設定されている時には、回生ECU32により、オルタネータ9L,9Rから出力される電力が低圧バッテリ25よりも高圧バッテリ27に多く供給される。すなわち、目標発電電圧Vgが低圧バッテリ25の出力電圧に近い時には、オルタネータ9L,9Rから出力される電力が低圧バッテリ25に積極的に供給され、目標発電電圧Vgが低圧バッテリ25の出力電圧よりもはるかに高い時には、オルタネータ9L,9Rから出力される電力が高圧バッテリ27に積極的に供給される。これにより、低圧バッテリ25および高圧バッテリ27を効率的に充電することができる。以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、降圧DC-DCコンバータ26に代えて、半導体スイッチを用いてもよい。オルタネータ9L,9Rの発電電圧を低圧バッテリ25の定格電圧に制御する場合、または、オルタネータ9L,9Rの発電電圧を双方向DC-DCコンバータ21で低圧バッテリ25の定格電圧に降圧する場合に、半導体スイッチをオンにして、低圧バッテリ25を充電することができる。また、前述の実施形態では、オルタネータ9L,9Rの発電電圧目標発電電圧Vgが前輪8L,8Rの回転速度に応じて2段階に変化するように、オルタネータ9L,9Rの界磁巻線42に流れる界磁電流が制御される例を取り上げた。しかしながら、オルタネータ9L,9Rの発電電圧が前輪8L,8Rの回転速度に応じて3段階以上に変化するように、オルタネータ9L,9Rの界磁巻線42に流れる界磁電流が制御されてもよい。なお、ロータ41の回転速度は、前輪8L,8Rの回転速度と比例するので、前輪8L,8Rの回転速度に応じたオルタネータ9L,9Rの出力電圧の段階的な変化は、ロータ41の回転速度に応じたオルタネータ9L,9Rの出力電圧の段階的な変化と同義である。また、車両1は、電気自動車に限らず、エンジンおよびモータジェネレータを駆動源とするハイブリッドカーであってもよい。その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。"