JP4766563B2 - 車両用発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの出力軸に連結されて駆動される車両用発電装置に係り、特に、エンジンの出力軸の回転角度およびエンジンの点火時期を検出するセンサの構造を簡素化することができる車両用発電装置に関する。

内燃機関つまりエンジンには、点火基準位置を検出するためのパルスピックアップ装置（以下、「パルサセンサ」という）が設けられる。例えば、特開平７−１０３１１９号公報には、エンジンのクランク軸に連結されたフライホイールにピックアップマグネットを設ける一方、フライホイールカバーにパルサセンサを設けたエンジンが開示されている。

また、クランク軸に連結されたマグネットロータと、エンジンの壁面（クランクケースの外面等）に取り付けたステータとを有するエンジン始動機とエンジンで駆動される発電機を兼用した、いわゆるスタータ兼用ジェネレータが知られる。このスタータ兼用ジェネレータをブラシレス形式にする場合、ステータ巻線への通電タイミングを決定するためのロータ角度センサ（以下、ロータがクランク軸に連結されている点に鑑み「クランク角度センサ」という）が必要となる。

本出願人は、パルサセンサとクランク角度センサとを１個所に集中して配置することで小型を達成することができるスタータ兼用ジェネレータを提案している（特開２００１−３４９２２８号公報参照）。
特開平７−１０３１１９号公報 特開２００１−３４９２２８号公報

本出願人が先に提案したスタータ兼用ジェネレータは、パルサセンサとクランク角度センサの設置スペースを縮小する点で効果が期待されるが、さらなる簡素化が望まれている。そこで、本発明者等は、パルサセンサとクランク角度センサに対向して配置されるマグネットに着目した。特許文献２に記載されたスタータ兼用ジェネレータは、パルサセンサとクランク角度センサのそれぞれに専用のマグネットを有していたので、部品点数が多く、さらなる簡素化や小型化が望まれていた。

本発明の目的は、パルサセンサとクランク角度センサのそれぞれに専用に設けられていたセンサ用マグネットを廃して簡素化および小型化を図ることができる車両用発電装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、エンジンと、該エンジンで駆動される三相ブラシレス発電機と、クランク角度センサと、パルサセンサと、前記クランク角度センサ用の検出用マグネットと、前記パルサセンサ用の検出マグネットと、前記クランク角度センサの検出信号に基づく前記発電機の三相同期信号と、該クランク角度センサの検出信号および前記パルサセンサの検出信号に基づく点火基準位置信号を出力するとともに前記パルサセンサの検出信号に基づいて前記エンジンの点火基準位置信号を出力する制御装置とを有する車両用発電装置において、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道が前記エンジンのクランク軸の延伸方向において互いに偏倚して設定されているとともに、前記検出用マグネットが、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道の双方を含む領域に沿って環状に配列された複数のマグネットからなる単一のマグネット列であり、隣接するマグネット同士は互いに異なる極性を有しており、該検出用マグネットをクランク角度センサ用とパルサセンサ用とに共通使用するため、前記複数のマグネットのうちの一部を前記パルサセンサの検出軌道から外して配置した点に第１の特徴がある。

また、本発明は、エンジンと、該エンジンで駆動される三相ブラシレス発電機と、クランク角度センサと、パルサセンサと、前記クランク角度センサ用の検出用マグネットと、前記パルサセンサ用の検出マグネットと、前記クランク角度センサの検出信号に基づく前記発電機の三相同期信号と、該クランク角度センサの検出信号および前記パルサセンサの検出信号に基づく点火基準位置信号を出力するとともに前記パルサセンサの検出信号に基づいて前記エンジンの点火基準位置信号を出力する制御装置とを有する車両用発電装置において、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道が前記エンジンのクランク軸の延伸方向において互いに偏倚して設定されているとともに、前記検出用マグネットが、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道の双方を含む領域に沿って環状に配列された複数のマグネットからなる単一のマグネット列であり、隣接するマグネット同士は互いに異なる極性を有しており、該検出用マグネットをクランク角度センサ用とパルサセンサ用とに共通使用するため、前記パルサセンサで前記検出用マグネットの漏れ磁束を検出可能なように、該検出用マグネットを前記パルサセンサの検出軌道から外して外して配置し、かつ前記複数のマグネットのうちの一部に漏れ磁束吸収手段を設けた点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記第１の特徴を有する発明において、前記マグネット列の一部分を前記パルサセンサの検出軌道から外す代わりに、該マグネット列の一部分を前記パルサセンサの検出軌道から外れるようにサイズを小さくした点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記第２の特徴を有する発明において、前記漏れ磁束吸収手段が設けられる前記マグネット列の一部分が、前記パルサセンサの検出軌道から前記クランク角度センサの検出軌道側に偏倚して設けられ、この偏倚方向に前記マグネット列のうちの他の部分よりサイズが小さく設定されている点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサが、前記マグネット列の各マグネットの配列方向において所定角度ずらして配置されている点に第５の特徴がある。

また、本発明は、前記パルサセンサの出力信号を、前記クランク角度センサの出力信号に対して所定時間遅延させている点に第６の特徴がある。

また、本発明は、前記パルサセンサの出力信号がハイレベルおよびローレベルのうち予定されたいずれか一方のレベルである場合において、前記クランク角度センサの出力信号が前記パルサセンサの出力信号の前記一方のレベルに対応するレベルへ変化したエッジを点火基準位置とする点火基準位置信号を出力するように前記制御装置を構成した点に第７の特徴がある。

また、本発明は、前記検出用マグネットが、前記発電機のロータに設けられた発電用のマグネットであり、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサが、前記発電機のステータ側に設けられている点に第８の特徴がある。

さらに、本発明は、前記発電機が、前記エンジンのスタータモータに兼用される点に第９の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、検出用マグネットの一部分をパルサセンサの検出軌道から外すことによって、クランク角度センサおよびパルサセンサは互いに異なるパルス状の信号を出力する。そして、制御装置では、これら異なる信号に基づいて発電機の三相同期信号やエンジンの点火基準位置信号を出力できる。この結果、クランク角度センサ用およびパルサセンサ用としての検出用マグネットを両センサで共通使用することができ、検出用マグネットを半減できる。

第２の特徴を有する本発明によれば、パルサセンサの検出軌道をクランク角度センサの検出軌道から外して、パルサセンサでは検出用マグネットの一部分を除く他の部分からの漏れ磁束を検出できるようにしたので、クランク角度センサおよびパルサセンサは互いに異なるパルス状の信号を出力する。したがって、クランク角度センサ用およびパルサセンサ用としての検出用マグネットを該両センサで共用することができ、検出用マグネットを半減できる。

第３の特徴を有する本発明によれば、検出用マグネットの一部分を小さくして前記パルサセンサの軌道から該検出用マグネットの一部分をずらすことができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、検出用マグネットの一部分を小さくして、その部分での漏れ磁束がパルサセンサに作用しにくくするとともに、漏れ磁束吸収手段を設けることにより、より一層、漏れ磁束をパルサセンサで検出しにくくすることができる。

第５、第６の特徴を有する本発明によれば、クランク角度センサおよびパルサセンサの出力信号の違いを明確にして確実な点火基準位置信号の生成を可能にすることができる。

第７の特徴を有する本発明によれば、例えば、パルサセンサの出力信号がハイレベルにあるときの、クランク角度センサの出力信号の立ち上がりエッジで点火基準位置信号を出力することができる。

第８の特徴を有する本発明によれば、発電用のマグネットを検出用マグネットと兼用させられるので、部品点数削減による工数削減やコスト低減が図られる。

第９の特徴を有する本発明によれば、エンジンのスタータモータに兼用される発電装置において、発電や発電機をモータとして駆動させるための三相同期信号および点火基準位置信号の発生機構を簡素化できる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る車両用発電装置であるスタータ兼用ジェネレータを搭載した自動二輪車の透視側面図である。同図において、車体前部３ａと車体後部３ｂとは低いフロア部４を介して連結され、車体の骨格をなす車体フレームは、ダウンチューブ６とメインパイプ７とで主要部を構成する。メインパイプ７の上方にはシート８が配置される。なお、シート８の下方にはメインパイプ７によって支持される燃料タンクおよび収納ボックス（いずれも図示しない）が配置される。

車体前部３ａのヘッドパイプ５には、ハンドル１１と、前輪ＦＷを支持するフロントフォーク１２とが回動自在に軸支される。ハンドル１１はハンドルカバー１３で覆われる。メインパイプ７にはブラケット１５が接合され、パワーユニット２の前部にはハンガーブラケット１８が形成されており、ブラケット１５とハンガーブラケット１８との間はリンク部材１６で連結される。

パワーユニット２には、単気筒４ストロークのエンジンＥが搭載され、エンジンＥの後方にはベルト式無段変速機２６が設けられる。ベルト式無段変速機２６には、図示しない遠心クラッチを介して減速機２７が設けられる。減速機２７の出力軸には、後輪ＲＷが支持される。エンジンＥの吸気管２３には気化器２４が接続され、さらに気化器２４にはエアクリーナ２５が接続される。

減速機２７の上部とメインパイプ７との間にはリヤクッション２２が設けられ、このリヤクッション２２により、前記ブラケット１５やハンガーブラケット１８およびリンク部材１６でメインパイプ７に揺動自在に前端が支持されたパワーユニット２の後部が支持される。

エンジンＥに設けられるスタータ兼用ジェネレータを説明する。図１は、エンジンＥに設けられるスタータ兼用ジェネレータの断面図であり、図３は要部正面図である。図１および図３において、スタータ兼用ジェネレータ２８は、エンジンＥのクランクケース（図示せず）の外面に取り付けられる中間部材２９に固定されたステータ３０と、エンジンＥから突出させたクランク軸３１に連結されたアウタロータ３２とを備える。

ステータ３０は珪素鋼板を積層してなるステータコア３３とステータコア３３に巻装された３相のステータ巻線３４とからなる。ステータコア３３の両側（図中左右）には、絶縁プレート３５，３６が配置され、この絶縁プレート３５，３６を介してステータコア３３にステータ巻線３４が巻装されている。ステータコア３３は珪素鋼板の積層方向に貫通するボルト３７で、中間部材２９に形成されたボス３８に取り付けられている。また、ステータコア３３の側面には、ステータ巻線３４の各相に接続されるケーブル３９がケーブルクリップ４０で保持された状態でボルト４１によって取り付けられている。

アウタロータ３２は、アウタロータ本体４２とアウタロータ本体４２をクランク軸３１に取り付けるためのハブ４３とからなる。アウタロータ本体４２は、環状の外壁部４４と、外壁部４４の一側面につながる円板状の側壁部４５とを備え、全体として側壁部４５を底部とする椀状をなしている。外壁部４４と側壁部４５とは互いに一体成型で形成することができる。側壁部４５の中心部には、開口４６が設けられ、この開口４６の内周縁にハブ４３の外周が嵌合されてアウタロータ本体４２とハブ４３とが一体に組み付けられている。

クランク軸３１の端部外周は、先端部に向かって細径となるようにテーパ形状になっており、ハブ４３はクランク軸３１のテーパ形状に合致する内周面形状を有している。ハブ４３とクランク軸３１はキー４７を介して係合しており、互いに一体で回転可能となるように構成されている。クランク軸３１の先端に形成された雄ねじ部には、ナット４８が螺着され、クランク軸３１の軸方向におけるアウタロータ３２の変位が規制されている。

アウタロータ本体４２の外壁部４４の内周面には、永久磁石４９が設けられる。永久磁石４９はアウタロータ本体４１の内周に沿って設置される環状のロータヨークに形成された複数の磁石収納部にそれぞれ嵌合されることによってアウタロータ３２に固定される。永久磁石４９はステータコア３３とロータヨークとを通る磁束を形成するように、ステータコア３３の半径方向両端にＮ，Ｓ各磁極が設定され、隣接する永久磁石４９同士は磁極が相異なるように設定される。例えば、内周側にＮ極が設定され外周側にＳ極が設定された永久磁石４９には、内周側にＳ極が設定され外周側にＮ極が設定された永久磁石４９が配置される。永久磁石４９の配置はさらに後述する。

永久磁石４９は、例えば、外壁部４４の内周に沿って円周方向に３０度間隔で１２個配置される。この１２個の永久磁石４９のうち２個は、他の１０個の永久磁石４９に対してクランク軸３１の軸方向に沿って偏倚させて配置している。図１においては、上部に図示した永久磁石４９と該永久磁石４９に隣接する図示しない１個の永久磁石を、他の１０個の永久磁石４９（図中下部に図示した一つの永久磁石４９で代表している）に対してアウタロータ３２の側壁部４５側に偏倚させている。偏倚量を符号δで示す。そして、他の１０個の永久磁石４９に対して偏倚されている２個の永久磁石４９の側部（図１では右側部）には、この２個の永久磁石４９をつなぐ漏れ磁束吸収手段としての磁性体のプレート（例えば鉄板）５０が固着されている。

ステータコア３３の外周にはクランク角度センサ５１とパルサセンサ５２とが取り付けられている。クランク角度センサ５１は１２個の永久磁石４９のすべてと対向するように配置され、パルサセンサ５２は永久磁石４９とは対向しないが、永久磁石４９の漏れ磁束を検出できるように永久磁石４９に近接して配置される。

図４は、クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２の出力信号の変化を示し、併せて永久磁石４９とステータ３０の要部展開図を示す。図４（ａ）に示すように、複数の永久磁石４９のうち、二つの永久磁石４９（ここでは、永久磁石４９-1，４９-2）は、他の永久磁石４９（ここでは、永久磁石４９-3，４９-4，４９-5，……４９-11，４９-12）に対して偏倚量δだけ偏倚している。磁性体のプレート５０は永久磁石４９-1の側面中間位置から永久磁石４９-2の側面全体にかけて配置されている。このプレート５０によって永久磁石４９-1,４９-2の漏れ磁束が吸収される。クランク角度センサ５１は永久磁石４９-1〜４９-12のすべてに対向する位置を通過する軌道ＬＣ上に配置され、パルサセンサ５２は永久磁石４９-1〜４９-12に対向しないが、これらの永久磁石４９-1〜４９-12に近接している軌道ＬＰ上に配置される。

図４（ｂ）に示すように、クランク角度センサ５１はステータコア３３の突極３３Ｕ，３３Ｖに巻装されたＵ相ステータ巻線３４ＵとＶ相ステータ巻線３４Ｖとの間に配置され、パルサセンサ５２は、Ｖ相ステータ巻線３４Ｖに隣接してステータコア３３の側面に配置される。アウタロータ３２の回転方向での各突極間は間隔は２０度であり、クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２との間隔は１０度である。

このような、永久磁石４９と、クランク角度センサ５１およびパルサセンサ５２との配置によって、アウタロータ３２の回転に伴い、クランク角度センサ５１は永久磁石４９-3〜４９-12それぞれからの漏れ磁束を順次検出する。永久磁石４９-1、４９-2はプレート５０によって漏れ磁束は吸収されるのでクランク角度センサ５１で漏れ磁束が検出されることがない。パルサセンサ５２は、永久磁石４９-1〜４９-12のすべてによる磁束をアウタロータ３２の回転に伴って順次検出する。

図４（ｃ）に示すようにクランク角度センサ５１とパルサセンサ５２とによる検出出力信号は変化する。クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２としては、磁束の方向が変化するまで一方の状態（例えばオンの状態）に出力信号を維持し、磁束の方向が変化すると他方の状態（例えばオフの状態）に出力信号が変化する、いわゆるラッチタイプのスイッチングホールＩＣを使用する。クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２とは位相が１０度ずれているので、検出信号の立ち上がりと立ち下がりのタイミングが１０度ずれる。そして、クランク角度センサ５１の出力信号は永久磁石４９-1〜４９-12の配置間隔に対応して等間隔でオン・オフ（立ち上がり、立ち下がり）する一方、パルサセンサ５２の出力信号はプレート５０の配置位置を通過するときは該プレート５０でつながれた永久磁石４９-1、４９-2の磁束を検出しないので、レベルが変化しない。

つまり、図４に示した例によれば、クランク角度センサ５１は、各永久磁石が通過する毎に「ハイ(High）レベル」あるいは「ロー(Low)レベル」といったように、レベル変化する検出信号を出力する。これに対し、パルサセンサ５２は、永久磁石４９-11，４９-12が通過するときには、検出信号にレベル変化が生ずるものの、永久磁石４９-1および４９-2が通過するときには、永久磁石４９の磁力を検出しないので、クランク角度センサ５１のように検出信号にレベル変化が生じない。

このように、パルサセンサ５２とクランクセンサ５１との間での相異なる出力信号の変化に基づいて、パルサセンサ５２の出力がオン（ハイレベル）のときのクランク角度センサ５１の立ち上がりエッジＰｅを、エンジンＥの点火時期算出の基準位置とする。すなわち、この点火基準位置を基準にして、例えば、自動二輪車の走行速度に応じて点火時期を進角させたり、遅角させたりして最適な点火時期を設定する。

一方、クランク角度センサ５１の出力信号は、ステータ巻線３４の位相角に対応した三相同期信号となり、スタータ兼用ジェネレータ２８を発電機として動作させるときの発電出力制御に使用され、かつスタータとして動作させるときの回転数制御に使用される。

図５は、スタータ兼用ジェネレータ２８の制御系のブロック図である。制御ユニット５５はバッテリ５６の出力電圧ＢＡＴＴをロジック電圧ＶDDに変換してＣＰＵ５７へ供給するＤＣ−ＤＣ変換器５８と、点火コイル５９への給電を制御して点火プラグ６０を点火させる点火制御装置６１と、バッテリ電圧ＢＡＴＴを三相交流電圧に変換してステータ巻線３４へ供給する三相ドライバ６２とを含む。

ＣＰＵ５７には、クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２の検出出力信号が入力されると、パルサセンサ５２がオンのときのクランク角度センサ５１の立ち上がりエッジを、エンジンＥの点火時期算出の基準位置とするロジックに従い点火基準位置を決定し、車速等、他のパラメータで決定される点火時期を算出する。算出された点火時期は点火制御装置６１へ供給される。

スロットルセンサ６３は、スロットル開度θthを検知してＣＰＵ５７へ通知する。クランク角度センサ５１は検出出力信号をＣＰＵ５７へ通知する。レギュレータ６４はアウタロータ３２の回転に応じてステータ巻線３４で発生される誘導起電力を所定のバッテリ電圧ＢＡＴＴに制御して電源ラインＬへ出力する。

スタータ兼用ジェネレータ２８をスタータとしてエンジン始動用に使用する際には、ＣＰＵ５７がクランク角度センサ５１の検出出力に基づいてステータ巻線３４の励磁タイミングを決定し、三相ドライバ６２を構成するパワーＦＥＴのスイッチングタイミングを制御してステータ巻線３４の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）へ電力を供給する。パワーＦＥＴ（Ｔｒ１〜Ｔｒ６）はＣＰＵ５７によってＰＷＭ制御され、パワーＦＥＴのオン・オフデューティ比がスロットルセンサ６３で検知されたスロットル開度θthに基づいて制御され、駆動トルクが変化させられる。

一方、エンジンＥが完爆状態となって自力運転が開始されると、ステータ巻線３４への給電が中止され、スタータ兼用ジェネレータ２８はエンジンＥに従動的に駆動され、発電機として動作する。すなわち、ステータ巻線３４はクランク軸３１の回転数に応じた起電力を発生する。この発電電力はレギュレータ６４でバッテリ電圧ＢＡＴＴに制御されて電気負荷へ供給されるとともに、余剰電力でバッテリ５６が充電される。

続いて、本発明の第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態に係るクランク角度センサ５１とパルサセンサ５２の出力信号の変化を示し、併せて永久磁石４９の要部展開図を示す。図６において図４と同符号は同一または同等部分を示す。図６（ａ）において、永久磁石４９-1〜４９-12のうち、永久磁石４９-2のみを他の１１個の永久磁石４９-1，４９-3〜４９-12に対して偏倚量δ２だけ偏倚させている。そして、クランク角度センサ５１を永久磁石４９-1〜４９-12のすべてに対向する位置を通過する軌道ＬＣ２上に配置し、パルサセンサ５２を永久磁石４９-2には対向しないが他の１１個の永久磁石４９-1，４９-3〜４９-12に対向する位置を通過する軌道ＬＰ２上に配置する。

この第２実施形態では、クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２はアウタロータ３２の回転方向にシフトさせず同一位置に配置し、パルサセンサ５２の出力信号の立ち上がりを、図６（ｂ）の符号なし矢印で示すように所定時間遅延させてパルサセンサ５２の第２出力信号とした。

図６（ｂ）に示すように、パルサセンサ５２の出力信号とクランク角度センサ５１の出力信号は、永久磁石４９-1の磁束によってオンになった後は、永久磁石４９-3の磁束によってオフになるまで、ハイレベルに保持される。遅延された第２出力信号は、永久磁石４９-1の磁束を検出してから遅延時間Ｔｄ後にオンになった後、永久磁石４９-3の磁束によってオフになるまで、ハイレベルに保持される。一方、クランク角度センサ５１の出力信号は永久磁石４９-1〜４９-12の配置間隔に従って、交互にオン・オフに切り替わる。そこで、パルサセンサ５２の出力信号がハイレベルに維持されているときのクランク角度センサ５１の出力信号の立ち上がりエッジＰｅを点火基準位置とする。

クランク角度センサ５１とパルサセンサ５２とによる検出信号は、第１実施形態と同様に、パワーＦＥＴのスイッチング制御や点火時期制御に使用される。

本実施形態では、アウタロータ本体に固定した起電力発生用の永久磁石をセンサ検出用として兼用したが、センサ検出用に専用の永久磁石を設けても良い。図７は、センサ検出用専用の永久磁石の模式斜視図である。永久磁石リング６６は、周囲にＮ極およびＳ極を交互に所定間隔（例えば３０度間隔）で配置した１２個の永久磁石６５-1〜６５-12を有するマグネット列であり、例えば、この永久磁石リング６６はアウタロータ３２のハブ４３またはクランク軸３１の外周に配置することができる。そして、１組の永久磁石６５-1，６５-2を上記実施形態（図４）と同様、他の永久磁石からハブ４３の中心軸方向に沿ってずらせて前記プレート５０と同様の漏れ磁束吸収用プレート（図示しない）でつなぐ。そして、この永久磁石リング６６に対向するステータコア３３またはクランクケース側にクランク角度センサ５１を配置し、パルサセンサ５２をこのクランク角度センサ５１からクランク軸３１の中心軸方向に偏倚させて永久磁石リングに対向させず、永久磁石リングの漏れ磁束を検出できるように配置する。

また、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、パルサセンサ５２の出力信号がハイレベルの状態でクランク角度センサ５１の出力信号の立ち上がりエッジを点火基準位置としたが、プレート５０を永久磁石４９-2と永久磁石４９-3とをつなぐように配置することによって、パルサセンサ５２の出力信号はローレベルで所定期間維持される。したがって、このように構成した場合は、パルサセンサ５２の出力信号がローレベルの状態でクランク角度センサ５１の出力信号の立ち下がりエッジを点火基準位置とすることで同様の効果が得られる。

また、永久磁石４９-1〜４９-12の一部（図６では永久磁石４９-2）を他から偏倚させるのに代えて、この永久磁石４９-2のサイズを軌道ＬＰ２から外れるように小さくしておくのでもよい。

さらに、本発明の車両用発電装置は、スタータ兼用ジェネレータに限らず、エンジンで駆動される発電機を備えておればよく、該発電機をエンジンのスタータとして機能させる制御手段は必須ではない。

本発明の一実施形態に係る発電装置を構成するスタータ兼用ジェネレータの断面図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置を搭載した自動二輪車の側面図である。 スタータ兼用ジェネレータの要部正面図である。 クランク角度センサとパルサセンサの出力信号の変化を永久磁石の配置と対応させて示す図である。 スタータ兼用ジェネレータの制御系のブロック図である。 第２実施形態に係るクランク角度センサとパルサセンサの出力信号の変化を永久磁石の配置と対応させて示す図である。 センサ検出専用の永久磁石の模式斜視図である。

符号の説明

２…パワーユニット、 ２８…スタータ兼用ジェネレータ、 ３１…クランク軸、 ３２…アウタロータ、 ３３…ステータコア、 ３４…ステータ巻線、 ４２…アウタロータ本体、 ４３…ハブ、 ４９，６５-1〜６５-12…永久磁石、 ５０…漏れ磁束吸収用プレート、 ５１…クランク角度センサ、 ５２…パルサセンサ、 ５５…制御ユニット、 ６２…三相ドライバ、 ６６…永久磁石リング、 Ｅ…エンジン、 ＬＰ，ＬＰ２…パルサセンサの検出軌道、 ＬＣ，ＬＣ２…クランク角度センサの検出軌道

Claims (9)

1. エンジンと、該エンジンで駆動される三相ブラシレス発電機と、クランク角度センサと、パルサセンサと、前記クランク角度センサ用の検出用マグネットと、前記パルサセンサ用の検出マグネットと、前記クランク角度センサの検出信号に基づく前記発電機の三相同期信号と該クランク角度センサの検出信号および前記パルサセンサの検出信号に基づく点火基準位置信号を出力するとともに、該クランク角度センサの検出信号および前記パルサセンサの検出信号に基づいて前記エンジンの点火基準位置信号を出力する制御装置とを有する車両用発電装置において、
   前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道が前記エンジンのクランク軸の延伸方向において互いに偏倚して設定されているとともに、前記検出用マグネットが、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道の双方を含む領域に沿って環状に配列された複数のマグネットからなる単一のマグネット列であり、隣接するマグネット同士は互いに異なる極性を有しており、該検出用マグネットをクランク角度センサ用とパルサセンサ用とに共通使用するため、前記複数のマグネットのうちの一部を前記パルサセンサの検出軌道から外して配置したことを特徴とする車両用発電装置。
2. エンジンと、該エンジンで駆動される三相ブラシレス発電機と、クランク角度センサと、パルサセンサと、前記クランク角度センサ用の検出用マグネットと、前記パルサセンサ用の検出マグネットと、前記クランク角度センサの検出信号に基づく前記発電機の三相同期信号と該クランク角度センサの検出信号および前記パルサセンサの検出信号に基づく前記エンジンの点火基準位置信号を出力するとともに、該クランク角度センサの検出信号および制御装置とを有する車両用発電装置において、
   前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道が前記エンジンのクランク軸の延伸方向において互いに偏倚して設定されているとともに、
   前記検出用マグネットが、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサの検出軌道の双方を含む領域に沿って環状に配列された複数のマグネットからなる単一のマグネット列であり、隣接するマグネット同士は互いに異なる極性を有しており、
   該検出用マグネットをクランク角度センサ用とパルサセンサ用とに共通使用するため、前記パルサセンサで前記検出用マグネットの漏れ磁束を検出可能なように、該検出用マグネットを前記パルサセンサの検出軌道から外して外して配置し、かつ前記複数のマグネットのうちの一部に漏れ磁束吸収手段を設けたことを特徴とする車両用発電装置。
3. 前記マグネット列の一部分を前記パルサセンサの検出軌道から外す代わりに、該マグネット列の一部分を前記パルサセンサの検出軌道から外れるようにサイズを小さくしたことを特徴とする請求項１記載の車両用発電装置。
4. 前記漏れ磁束吸収手段が設けられる前記マグネット列の一部分が、前記パルサセンサの検出軌道から前記クランク角度センサの検出軌道側に偏倚して設けられ、この偏倚方向に前記マグネット列のうちの他の部分よりサイズが小さく設定されていることを特徴とする請求項２記載の車両用発電装置。
5. 前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサが、前記マグネット列における各マグネットの配列方向において所定角度ずらして配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用発電装置。
6. 前記パルサセンサの出力信号を、前記クランク角度センサの出力信号に対して所定時間遅延させる手段を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用発電装置。
7. 前記パルサセンサの出力信号がハイレベルおよびローレベルのうち予定されたいずれか一方のレベルである場合において、前記クランク角度センサの出力信号が前記パルサセンサの出力信号の前記一方のレベルに対応するレベルへ変化したエッジを点火基準位置とする点火基準位置信号を出力するように前記制御装置を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両用発電装置。
8. 前記検出用マグネットが、前記発電機のロータに設けられた発電用のマグネットであり、前記クランク角度センサおよび前記パルサセンサが、前記発電機のステータ側に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用発電装置。
9. 前記発電機が、前記エンジンのスタータモータに兼用されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の車両用発電装置。

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