初始激勵(lì)任務(wù)。
[0092]初始激勵(lì)任務(wù)被設(shè)計(jì)成確定用于周期性地執(zhí)行M0S晶體管50的接通-關(guān)斷操作的可控占空因數(shù)。也就是說，占空因數(shù)被表示為每個(gè)周期的高電平持續(xù)時(shí)間與總持續(xù)時(shí)間(SP，高-低電平持續(xù)時(shí)間)之比，即百分比。
[0093]由所確定的占空因數(shù)控制的M0S晶體管50使得提供至場(chǎng)繞組2的激勵(lì)電流具有小于激勵(lì)電流的預(yù)定范圍的值，諸如0.5安。當(dāng)發(fā)電機(jī)1基于由電壓控制電路52執(zhí)行的正常發(fā)電控制任務(wù)執(zhí)行正常發(fā)電操作時(shí)，允許預(yù)定范圍的激勵(lì)電流從調(diào)節(jié)器5提供至場(chǎng)繞組2。
[0094]例如，初始激勵(lì)任務(wù)的執(zhí)行導(dǎo)致由轉(zhuǎn)子2M的旋轉(zhuǎn)所感生的U相電壓、V相電壓和W相電壓中的每個(gè)相電壓的振幅比由轉(zhuǎn)子2M僅基于轉(zhuǎn)子2M的磁極的剩磁的旋轉(zhuǎn)所感生的U相電壓、V相電壓和W相電壓中的每個(gè)相電壓的振幅大。與整流器模塊41檢測(cè)轉(zhuǎn)子2M僅基于轉(zhuǎn)子2M的磁極的剩磁的旋轉(zhuǎn)的情況相比，這使得整流器模塊41即使轉(zhuǎn)子2M的旋轉(zhuǎn)速度在較低范圍內(nèi)也可以檢測(cè)轉(zhuǎn)子2M的旋轉(zhuǎn)。
[0095]例如，當(dāng)通信單元54檢測(cè)到開始同步整流時(shí)或者當(dāng)LIN通信電路55接收到從EOT8發(fā)送的正常發(fā)電開始指令時(shí)，電壓控制電路52將初始激勵(lì)任務(wù)切換為正常發(fā)電控制任務(wù)。正常發(fā)電控制任務(wù)被設(shè)計(jì)成將發(fā)電機(jī)1的作為發(fā)電機(jī)1的輸出端子B處的電壓的輸出電壓Vb與經(jīng)由LIN通信電路55從EOT 8發(fā)送的目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓Vreg進(jìn)行比較。電壓控制電路52根據(jù)比較結(jié)果控制用于周期性地執(zhí)行M0S晶體管50的接通-關(guān)斷操作的占空因數(shù)。
[0096]例如，當(dāng)目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓Vreg等于或高于發(fā)電機(jī)1的輸出電壓Vb時(shí)，電壓控制電路52輸出高電平信號(hào)，并且當(dāng)目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓Vreg低于發(fā)電機(jī)1的輸出電壓Vb時(shí)，電壓控制電路52輸出低電平信號(hào)。為了抑制發(fā)電機(jī)1的輸出電流的急劇變化，電壓控制器52可以控制柵極驅(qū)動(dòng)器53逐漸改變?cè)贛0S晶體管50的每個(gè)開關(guān)周期提供至場(chǎng)繞組2的激勵(lì)電流的量。
[0097]此外，電壓控制電路52響應(yīng)于通信單元54何時(shí)接收從整流器模塊41、42和43中的一個(gè)整流器模塊的通信單元72發(fā)送的、指示由于負(fù)載突降發(fā)生過電壓的數(shù)據(jù)來執(zhí)行發(fā)電限制任務(wù)。
[0098]發(fā)電限制任務(wù)被設(shè)計(jì)成停止將激勵(lì)電流提供至場(chǎng)繞組2或者控制占空因數(shù)以將激勵(lì)電流的值減小至低于激勵(lì)電流的針對(duì)上述正常發(fā)電控制任務(wù)的預(yù)定范圍。這限制了發(fā)電機(jī)1的發(fā)電操作。
[0099]柵極驅(qū)動(dòng)器53生成作為具有由電壓控制電路52確定的占空因數(shù)的周期脈沖信號(hào)的PWM信號(hào)。也就是說，在M0S晶體管50接通時(shí)，基于輸出電壓Vb提供流過場(chǎng)繞組2的激勵(lì)電流，并且在MOS晶體管50關(guān)斷期間，不提供流過場(chǎng)繞組2的激勵(lì)電流。因此，可以根據(jù)由電壓控制電路52確定的占空因數(shù)調(diào)整在MOS晶體管50的每個(gè)開關(guān)周期流過場(chǎng)繞組2的激勵(lì)電流的量，即平均值，因此，基于激勵(lì)電流的調(diào)整量來對(duì)輸出電壓Vb進(jìn)行反饋控制。
[0100]LIN通信電路55可操作用于與EOT 8進(jìn)行串聯(lián)雙向通信，即根據(jù)LIN協(xié)議的LIN通信。LIN通信電路55能夠接收包括發(fā)電開始指令的指令以及包括指示例如從ECU 8發(fā)送的目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓Vreg的數(shù)據(jù)的多條數(shù)據(jù)作為通信消息。LIN通信電路55還能夠發(fā)送包括指示負(fù)載突降發(fā)生或者指示調(diào)節(jié)器5正進(jìn)行負(fù)載突降保護(hù)的數(shù)據(jù)的多條數(shù)據(jù)作為通信消息。如上所述，LIN通信電路55在接收從EOT 8發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)送指示目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓Vreg的數(shù)據(jù)，使得指示目標(biāo)調(diào)節(jié)電壓Vreg的數(shù)據(jù)使電壓控制電路52能夠執(zhí)行正常發(fā)電控制任務(wù)。
[0101]接著，將參照?qǐng)D4所示的流程圖描述當(dāng)在發(fā)電機(jī)1中發(fā)生負(fù)載突降時(shí)發(fā)電機(jī)1的操作。例如，充電線12在點(diǎn)K處與電池9斷開連接，使得在電負(fù)載11保持連接至斷開連接的充電線12的剩余部分時(shí)發(fā)生負(fù)載突降；該剩余部分連接至發(fā)電機(jī)1。注意，在下文中，將代表性地描述針對(duì)U相繞組的整流器模塊41的操作，而整流器模塊42和43執(zhí)行與整流器模塊41的操作相同的操作。
[0102]如上所述，整流器模塊41的M0S控制器63在同步整流模式下進(jìn)行同步整流，其根據(jù)基于在步驟100中所計(jì)算的轉(zhuǎn)子2M的RPM而確定的對(duì)應(yīng)的適當(dāng)定時(shí)來交替地導(dǎo)通和斷開第一 M0S晶體管60和第二 M0S晶體管61。在進(jìn)行同步整流時(shí)，在步驟102中，整流器模塊41的輸出電壓檢測(cè)器65檢測(cè)輸出端子B處的輸出電壓Vb。然后，在步驟102中，過電壓確定器66確定由輸出電壓檢測(cè)器65檢測(cè)到的輸出電壓Vb在預(yù)定時(shí)間內(nèi)是否連續(xù)地高于第一閾值電壓Vl
[0103]當(dāng)確定輸出電壓Vb在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未連續(xù)地高于第一閾值電壓VlDH時(shí)，過電壓確定器66確定輸出電壓Vb可靠地等于或低于第一閾值電壓ν_，使得過電壓確定器66確定尚未發(fā)生負(fù)載突降(在步驟102中為否)。然后，由于沒有具有高電平的脈沖信號(hào)S1被從過電壓確定器66輸入至M0S控制器63，所以M0S控制器63重復(fù)執(zhí)行步驟100和步驟102中的操作，從而連續(xù)地進(jìn)行同步整流。
[0104]否則，當(dāng)確定輸出電壓Vb在預(yù)定時(shí)間內(nèi)連續(xù)地高于第一閾值電壓\DH時(shí)，過電壓確定器66確定輸出電壓Vb可靠地高于第一閾值電壓ν_(在步驟102中為是)。如上所述，在發(fā)電機(jī)1正在執(zhí)行例如正常發(fā)電操作時(shí)由于充電線12在點(diǎn)Κ處與電池9斷開連接而引起的負(fù)載突降的發(fā)生使得輸出電壓Vb暫時(shí)增大至高于第一閾值電壓\DH。
[0105]這種情況使得過電壓確定器66執(zhí)行步驟102中的肯定的確定。然后，過電壓確定器66將脈沖信號(hào)S1輸出至經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67、LD保護(hù)確定器68和通信單元72中的每一個(gè)，在步驟102中，脈沖信號(hào)S1從時(shí)刻tal開始。具體地，圖5示出了當(dāng)確定在時(shí)刻tal輸出電壓Vb可靠地高于第一閾值電壓Vujj時(shí)脈沖信號(hào)S1變成高電平。
[0106]在步驟104中，當(dāng)由過電壓確定器66確定輸出電壓Vb可靠地高于第一閾值電壓\DH(換言之，從過電壓確定器66輸入至LD保護(hù)確定器68的脈沖信號(hào)S1升高)時(shí)，LD保護(hù)確定器68指示M0S控制器63導(dǎo)通第二 M0S晶體管61并且斷開第一 M0S晶體管60。在步驟104中，M0S控制器63根據(jù)LD保護(hù)確定器68的指令導(dǎo)通第二 M0S晶體管61并且斷開第一 M0S晶體管60。注意，導(dǎo)通M0S晶體管的處理包括使關(guān)斷的M0S晶體管導(dǎo)通的第一處理以及使接通的MOS晶體管保持接通的第二處理。類似地，斷開MOS晶體管的處理包括斷開接通的MOS晶體管的第一處理以及使斷開的MOS晶體管保持?jǐn)嚅_的第二處理。
[0107]在第一 M0S晶體管60斷開的情況下第二 M0S晶體管61導(dǎo)通允許較高脈沖電流從通電的定子繞組循環(huán)通過第二 M0S晶體管61和供電的定子繞組，以減小發(fā)電機(jī)1的輸出端子B處的過電壓。
[0108]在步驟106中，在由過電壓確定器66確定輸出電壓Vb可靠地高于第一閾值電壓V_ (換言之，從過電壓確定器66輸入至經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67的脈沖信號(hào)S1升高)的時(shí)刻ta2處，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67開始測(cè)量時(shí)間tm。參照?qǐng)D5，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67需要時(shí)間(即，延遲時(shí)間)Td以響應(yīng)于脈沖信號(hào)S1從低電平改變?yōu)楦唠娖蕉_始測(cè)量時(shí)間tm。也就是說，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67理想地立即響應(yīng)于脈沖信號(hào)S1的升高而開始測(cè)量時(shí)間tm。
[0109]例如，如圖5所示，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67將具有預(yù)定高電平的脈沖信號(hào)S2輸出至LD保護(hù)確定器68。
[0110]在步驟106中，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67確定所測(cè)量的時(shí)間是否達(dá)到預(yù)定的經(jīng)過時(shí)間(參見圖5中的Ton)。注意，如果在由過電壓確定器66確定已可靠地超過第一閾值電壓\DH的輸出電壓Vb等于或低于第一閾值電壓\DH的時(shí)刻，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67開始測(cè)量時(shí)間，則預(yù)定的經(jīng)過時(shí)間為時(shí)間Ton與時(shí)間Td之和，其被表示為(Ton+Td)。
[0111]當(dāng)確定所測(cè)量的時(shí)間未達(dá)到預(yù)定的經(jīng)過時(shí)間Ton (在步驟106中為否)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67重復(fù)步驟106中的確定，使得脈沖信號(hào)S2被連續(xù)地發(fā)送至LD保護(hù)確定器
68 ο
[0112]否則，在步驟106中，當(dāng)確定所測(cè)量的時(shí)間達(dá)到預(yù)定的經(jīng)過時(shí)間Τοη(在步驟106中為是)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67將脈沖信號(hào)S2的高電平改變?yōu)榈碗娖?L)，并且將計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)輸出至LD保護(hù)確定器68。也就是說，脈沖信號(hào)S2的接通持續(xù)時(shí)間(即高電平持續(xù)時(shí)間)與確定出所測(cè)量的時(shí)間未達(dá)到預(yù)定的經(jīng)過時(shí)間Ton的持續(xù)時(shí)間匹配。注意，具有低電平的脈沖信號(hào)S2用作例如計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)。
[0113]在接收計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)之后，在步驟108中，LD保護(hù)確定器68等待浪涌抑制定時(shí)的到來。具體地，在步驟108中，響應(yīng)于接收從經(jīng)過時(shí)間測(cè)量單元67發(fā)送的計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)，浪涌抑制確定器69根據(jù)第二 M0S晶體管61的源極-漏極電壓以及在第二 M0S晶體管61的漏極與源極之間流動(dòng)的電流來確定浪涌抑制定時(shí)是否到來。
[0114]具體地，在步驟108中，浪涌抑制確定器69確定是否滿足以下第一條件和第二條件之一:
[0115](1)源極-漏極電壓為與本征二極管61a的正向電壓相反的電壓(即反向電壓)，并且從第二 M0S晶體管61的漏極流向源極的電流的值等于或低于預(yù)定閾值；
[0116](2)源極-漏極電壓為本征二極管61a的正向電壓，并且電流從源極流向漏極。
[0117]當(dāng)確定第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)均未到來(在步驟108中為否)時(shí)，浪涌抑制確定器69重復(fù)步驟108中的確定。
[0118]否則，當(dāng)確定第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一到來(在步驟108中為是)時(shí)，浪涌抑制確定器69將指示第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一到來的信息發(fā)送至LD保護(hù)確定器68。注意，僅可以使用第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一。
[0119]在步驟108中，LD保護(hù)確定器68指示M0S控制器63斷開第二 M0S晶體管61，使得MOS控制器63斷開第二 M0S晶體管61。由于在第一浪涌抑制定時(shí)或第二浪涌抑制定時(shí)進(jìn)行斷開，所以第二 M0S晶體管61的斷開產(chǎn)生了小浪涌。
[0120]在步驟112中，在第一 M0S晶體管60斷開的情況下斷開第二 M0S晶體管61使得整流器模塊41在二極管整流模式下進(jìn)行二極管整流。具體地，在步驟112中，由相應(yīng)的整流器模塊41、42和43進(jìn)行的二極管整流在步驟112中使用本征二極管60a和61a來將在三相定子繞組3中感生的三相AC電壓整流成DC電壓。
[0121]在步驟112中的操作之后，在步驟114中，M0S控制器63確定是否滿足將二極管整流模式切換至同步整流模式所需的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定要求；在下文中，將一個(gè)或多個(gè)預(yù)定要求稱為一個(gè)或多個(gè)同步整流要求。例如，一個(gè)或多個(gè)同步整流要求包括與發(fā)電機(jī)1的操作條件有關(guān)的條件。
[0122]當(dāng)確定不滿足一個(gè)或多個(gè)同步整流要求(在步驟114中為否)時(shí)，M0S控制器63重復(fù)步驟114中的確定，使得由整流器模塊41至43進(jìn)行二極管整流。否則，當(dāng)確定滿足一個(gè)或多個(gè)同步整流要求(在步驟114中為是)時(shí)，M0S控制器63返回至步驟100，并且在步驟100中，根據(jù)基于所計(jì)算的轉(zhuǎn)子2M的RPM確定的對(duì)應(yīng)的適當(dāng)定時(shí)來進(jìn)行同步整流。
[0123]接著，在下文中，將描述由以上所述那樣配置的發(fā)電機(jī)1實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0124]如上所述，假定充電線12在點(diǎn)K處與電池9斷開連接，使得在電負(fù)載11保持連接至斷開連接的充電線12的剩余部分的情況下發(fā)生負(fù)載突降；該剩余部分連接至發(fā)電機(jī)1。
[0125]在該假設(shè)中，如果電負(fù)載11需要較高的電流并且/或者電容器7的電容相對(duì)低，則第二 M0S晶體管61隨著負(fù)載突降保護(hù)的開始而導(dǎo)通(參見時(shí)刻tal)導(dǎo)致輸出電壓Vb快速減小至作為預(yù)定電平的示例的零(參見圖5)。
[0126]為了解決輸出電壓Vb的快速下降，發(fā)電機(jī)1的整流器模塊41至43中的每一個(gè)被配置成在自從已超過第一閾值電壓v_的輸出電壓Vb變得等于或低于第一閾值電壓起經(jīng)過了經(jīng)過時(shí)間Ton之后，防止導(dǎo)通的第二 M0S晶體管61斷開，直到第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一到來為止。該配置將第二 M0S晶體管61穩(wěn)定地保持在接通狀態(tài)，直到第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)到來為止，從而對(duì)由于在第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一斷開第二 M0S晶體管61而引起的浪涌進(jìn)行抑制。這在防止第二 M0S晶體管61不穩(wěn)定地進(jìn)行操作(諸如振蕩或者在不飽和狀態(tài)下進(jìn)行操作)時(shí)立刻減小了由于負(fù)載突降的發(fā)生而在發(fā)電機(jī)1的輸出引起的過電壓。
[0127]如果輸出電壓Vb下降至使得部件64A、64B和63不能進(jìn)行操作的電平，則在第二電源的電容器71中充電的電壓將操作電壓Vcc提供至M0S控制器63和第二 LD保護(hù)器64B中的每一個(gè)，使得M0S控制器63和第二 LD保護(hù)器64B中的每一個(gè)基于操作電壓Vcc進(jìn)行操作。M0S控制器63和第二 LD保護(hù)器64B中的每一個(gè)基于操作電壓Vcc可以操作多久取決于電容器71的電容。也就是說，調(diào)整電容器71的電容自由地確定M0S控制器63和第二LD保護(hù)器64B中的每一個(gè)基于操作電壓Vcc的可操作時(shí)間。
[0128]具體地，整流器模塊41至43中的每個(gè)整流器模塊包括具有經(jīng)調(diào)整的電容的電容器71，經(jīng)調(diào)整的電容使得M0S控制器63和第二 LD保護(hù)器64B中的每一個(gè)的基于操作電壓Vcc的可操作時(shí)間被設(shè)置成等于或高于在對(duì)應(yīng)的機(jī)動(dòng)車輛空轉(zhuǎn)期間的對(duì)應(yīng)的相電壓的半周期。即使輸出電壓Vb快速降低，該配置也可靠地操作第二 LD保護(hù)器64B和M0S控制器63，直到第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一到來為止。
[0129]整流器模塊41至43中的每個(gè)整流器模塊基于是否滿足以下第一條件和第二條件之一的確定來確定第一浪涌抑制定時(shí)和第二浪涌抑制定時(shí)之一:
[0130](1)源極-漏極電壓為與本征二極管61a的正向電壓相反的電壓(即反向電壓)，并且從第二 M0S晶體管61的漏極流向源