技術領域：

本發明涉及汽車交流發電機用調速控制裝置及其裝配方法，所述裝置包含增速機構、離合器以及電子控制模塊。

背景技術：
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發動機通過皮帶將動力傳遞給汽車交流發電機，速比通常是固定值，在1∶2～1∶4之間。車輛行駛中，隨著發動機轉速的變化，發電機轉速通常在1500rpm～12000rpm間變化。汽車交流發電機的轉換能量密度(每千克質量所轉換的能量)隨著發電機轉速的上升而提高，在車輛怠速時，輸出電流只有額定值的40％左右。^【1】

城市車輛(特別是公交車)的發動機經常運行在怠速和低速工況，在夏季有空調等大負荷用電器工作時，如果發電機的輸出不能滿足車輛所有用電器需求，則會導致電瓶虧電故障。所以車輛在匹配發電機時的原則是，發電機在怠速時的輸出要滿足車輛主要用電器的需求；這就使得因怠速時發電機不能輸出額定值而必須匹配更大功率的發電機，發電機的有效使用功率遠低于額定功率。

一種帶齒輪增速機構的發電機，通過行星齒輪或者偏置齒輪對發動機皮帶輪傳遞的轉速進行二次增速，可以有效提高發電機的傳動比，使車輛怠速和低速時的發電機轉速得到提升。^【2】但由于速比仍是固定值，為了保證軸承壽命，速比受限于發電機最高工作轉速，速比通常不能超過1∶5。

1.[德]康拉德·萊夫(konradreif)主編，孫澤昌等譯.bosch汽車電氣與電子.北京：北京理工大學出版社，2014.8，第二十一章，圖21-2-2

2.錦州漢拿電機有限公司.帶有行星齒輪的發電機：中國，zl200820232396.2[p].2008-12-26[2009-12-09]

技術實現要素：
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本發明是著眼于解決上述技術課題而構思的，其目的在于使車用交流發電機在發動機的怠速狀態即可輸出額定功率，同時在發動機高速狀態時發電機不至于超速而導致軸承故障。

為了達到上述目的，本發明提供一種具有離合器、增速機構和電子控制模塊的車用交流發電機調速控制裝置。其中，增速機構的前端為離合器，后端為交流發電機的安裝接口。

此外，本發明的結構特征為離合器的定子固定在齒輪增速機構的殼體上，并由齒輪增速機構的殼體支撐。齒輪增速機構的殼體一端有突出部，深入到離合器內腔，且離合器的軸承內圈壓裝固定在增速機構殼體突出部圓柱面上。

此外，在上述發明中，齒輪增速機構可以是行星齒輪增速結構、普通圓柱齒輪增速結構。

而且，在上述發明中，當齒輪增速機構是行星齒輪增速機構時，其結構特征在于動力輸入軸為行星輪系的轉臂(行星架)，動力輸出軸為中心輪(太陽輪)。

而且，在上述發明中，行星齒輪增速機構的特征在于，行星輪系的支撐輪為內齒輪，內齒輪固定在齒輪增速機構的殼體上。

而且，在上述發明中，行星齒輪增速機構的特征在于，轉臂和行星齒輪增速機構的殼體之間安裝有軸承。

此外，在上述各項發明中，離合器可以是干式電磁離合器、磁粉式電磁離合器。

而且，在上述發明中，當離合器為干式電磁離合器時，皮帶輪即為離合器的轉子，軸承的外圈壓裝固定在皮帶輪內腔的圓柱表面上，軸承內圈固定在行星齒輪增速機構的殼體上。

而且，在上述發明中，干式電磁離合器的特征在于，皮帶輪包含與其旋轉中心同軸的環形槽。

而且，在上述發明中，干式電磁離合器的特征在于，定子線圈嵌入皮帶輪的環形槽中，同時定子線圈和環形槽有空氣間隙，并且保證不接觸。

而且，在上述發明中，干式電磁離合器的特征在于，電磁離合器的吸盤通過螺母和鍵固定在行星齒輪增速機構的轉臂上。

此外，本發明的結構特征為，行星齒輪機構的殼體上裝有轉速傳感器，該傳感器通過線束接插件和電子控制模塊連接。

而且，在上述發明中，干式電磁離合器的特征在于，皮帶輪端面與轉速傳感器相對的位置有齒或空缺，這些齒或空缺在掃過轉速傳感器時，可以將脈沖信號傳遞到電子控制模塊。

此外，車用交流發電機調速控制裝置，其電子控制模塊的特征為，具有離合器控制功能，能夠根據轉速傳感器提供的信號計算皮帶輪的轉速，并據此計算出發電機轉子轉速，并通過特定的算法來控制離合器總成的吸合及斷開。

附圖說明：

圖1為表示本發明的一個示例的剖視圖。

圖2為表示應用了本發明的車用交流發電機的系統框圖。

圖3為表示應用了本發明的車用交流發電機的電性能特性曲線。

具體實施方式：

以下根據圖中所示的具體實施例對本發明進行說明。

圖1為本發明一個實施例的剖視圖。

根據圖1所示，離合器為干式單片電磁離合器，由吸盤總成1、皮帶輪2、定子總成3組成。增速機構為行星齒輪增速，由外殼5、轉臂11、行星輪6、動力輸出軸7、內齒輪8組成。

外殼5有深入到皮帶輪內腔的結構，并且外殼5通過軸承10和皮帶輪2裝配在一起。轉臂11通過軸承9和外殼5固定在一起。

吸盤總成1和轉臂11固定在一起，動力通過吸盤總成1和轉臂11傳遞到行星齒輪機構。

離合器為常開形式，當電子控制模塊13給定子總成3的線圈通電后，在線圈磁場的吸合力作用下，吸盤總成1同皮帶輪2吸合。

圖2為應用了本發明的車用交流發電機的系統框圖。

發動機14的曲軸皮帶輪15通過皮帶16同皮帶輪2相連，行星齒輪增速機構19的動力輸出軸7同發電機20的轉子軸固定在一起。

車輛起動過程中，發動機14的曲軸皮帶輪15通過皮帶16拖動皮帶輪2旋轉，此時離合器17是分離狀態，這樣可以減小發動機14的起動力矩，使之更容易起動。當車輛起動成功后，電子控制模塊13給離合器定子3的線圈通電，離合器17吸合，動力通過皮帶輪2、吸盤總成1、轉臂11、行星輪6、動力輸出軸7依次傳遞，最終帶動發電機19的轉子旋轉，發電機開始發電。

由于有行星增速機構18存在，在車輛怠速時，發電機19的轉子即可達到額定輸出的轉速，使得發電機19在車輛怠速時即可輸出額定值電流。

電子控制模塊13通過插接器12和定子總成3的線圈，以及轉速傳感器4相連。安裝在行星增速機構外殼5上的轉速傳感器4獲得皮帶輪2的旋轉脈沖信號，傳遞到電子控制模塊13，從而根據行星增速機構18的速比可以計算出發電機19的轉子轉速，并通過特定的算法來控制離合器總成17的吸合及斷開。

當隨著車輛的行走，發電機19的轉速持續升高，達到工作上限時，電子控制模塊13切斷離合器總成17的定子線圈的電流，吸盤總成1和皮帶輪2分離，轉子轉速回落，避免了發動機14高速運轉時，發電機19的轉子超速而導致軸承故障。

圖3為表示應用了本發明的車用交流發電機的電性能特性曲線。曲線20為應用本發明的發電機輸出特性曲線，21為傳統發電機輸出特性曲線。

在附圖和說明書中對應的構件使用的參考標號如下：

1吸盤總成

2皮帶輪

3定子總成

4轉速傳感器

5外殼

6行星輪

7輸出軸

8內齒輪

9軸承

10軸承

11轉臂

12插接器

13電子控制模塊

14發動機

15曲軸皮帶輪

16皮帶

17離合器總成

18行星增速機構

19發電機

20應用本發明的發電機輸出特性曲線

21傳統發電機輸出特性曲線。