專利名稱：車輛發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在客車或卡車等車輛上的車輛發(fā)電機。
背景技術(shù)：
具有由功率MOS晶體管構(gòu)成的三相全波整流器以提高發(fā)電性能的車輛交流發(fā)電 機是已知的。例如，參見日本專利申請?zhí)亻_H8-336259號公報。在上述車輛發(fā)電機中，用于 對構(gòu)成三相全波整流器的六個功率MOS晶體管進行接通/斷開控制的柵極控制電壓由控制
器產(chǎn)生。然而，如上述專利文獻中描述的該傳統(tǒng)車輛發(fā)電機存在問題，因為構(gòu)成三相全波 整流器的所有功率MOS晶體管都由同一控制器開關(guān)控制，如果該控制器失效，該三相全波 整流器就停止工作。可以想到采用這樣的配置將構(gòu)成三相全波整流器的功率MOS晶體管 分組到定子繞組的每一相，并且為每一組提供控制器，這樣即使提供給對應的其中一組的 其中一個控制器失效，該車輛發(fā)電機仍能夠繼續(xù)使用其它控制器執(zhí)行部分發(fā)電操作。然而， 這種配置難以實施，因為由于控制器很難相互配合，所以難以作為整體控制車輛發(fā)電機的 相電流，并且難以定位車輛發(fā)電機的各相中的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種車輛發(fā)電機，包括纏有場繞組的轉(zhuǎn)子，該場繞組用于激勵轉(zhuǎn)子的磁極；纏有定子繞組的定子，該定子繞組作為多相繞組用于根據(jù)由場繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁 場產(chǎn)生AC電壓；整流器模塊，其分別連接到所述定子繞組的對應輸出端子；以及發(fā)電控制裝置，用于通過控制流過所述場繞組的激勵電流來控制從所述整流器模 塊的輸出形成的所述車輛發(fā)電機的發(fā)電電壓；其中每個整流器模塊包括在電池的正負端子之間串聯(lián)連接的成對第一 MOS晶體 管和第二 MOS晶體管，所述整流器模塊通過通信線相互連接，并且所述整流器模塊通過在所述通信線上傳送的脈沖序列信號交換與所述整流器模 塊的第一和第二 MOS晶體管的控制有關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，提供一種車輛發(fā)電機，這種車輛發(fā)電機在其整流器模塊中發(fā)生故障 時仍能夠繼續(xù)可靠地執(zhí)行部分發(fā)電操作。通過以下包括附圖和權(quán)利要求的說明，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得很明顯。


在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的圖2是示出包括在圖1中所示的車輛發(fā)電機中的整流器模塊的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是示出包括在圖2中所示的每個整流器模塊中的控制電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖4是示出在發(fā)電控制裝置、整流器模塊和E⑶之間通過使用整流器通信總線的 連接的圖；圖5是示出向整流器通信總線運送的脈沖序列信號和整流器模塊的操作之間的 時間關(guān)系的圖；圖6是示出在整流器模塊中檢測到故障的定時和向ECU發(fā)送通知的定時之間關(guān)系 的圖；圖7是示出在發(fā)電控制裝置、整流器模塊和E⑶之間通過使用LIN通信線的連接 的圖；圖8是示出在整流器模塊和ECU之間交換的通信消息的例子的圖；圖9是示出當在相位控制模式下操作整流器模塊時車輛發(fā)電機的操作的例子的 圖；圖10是示出當在發(fā)電控制裝置、E⑶和整流器模塊之間進行LIN通信時的通信進 度的例子的圖；圖11是示出由于通信中斷而通知發(fā)生通信故障的通信幀的例子的圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛發(fā)電機的改進型的結(jié)構(gòu)的圖；圖13是示出用于檢測車輛發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置的位置傳感器和整流器模塊之 間連接的圖；以及圖14是示出由位置傳感器產(chǎn)生的基準脈沖的輸出定時和整流器模塊的控制定時 之間關(guān)系的圖。
具體實施例方式圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛發(fā)電機1的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1中所示，車輛 發(fā)電機1包括兩個定子繞組2和3、場繞組4、兩個整流器模塊組5和6以及發(fā)電控制裝置 7。定子繞組2是圍繞定子芯(未示出)纏繞的多相繞組(在本實施例中是包括X相 繞組、Y相繞組和Z相繞組的三相繞組)。定子繞組3也是圍繞同一定子芯纏繞的關(guān)于定子 繞組2具有30度電角位移的多相繞組(在本實施例中是包括U相繞組、V相繞組和W相繞 組的三相繞組)。定子繞組2、3和定子芯構(gòu)成車輛發(fā)電機1的定子。圍繞朝向定子芯的內(nèi)圓周布置的場磁極(未示出)纏繞場繞組4以形成車輛發(fā)電 機1的轉(zhuǎn)子。當激勵電流流過場繞組4時，磁極被激勵。通過當磁極被激勵時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn) 場，定子繞組2和3的每一個都產(chǎn)生AC電壓。形成三相全波整流器的整流器模塊組5連接到定子繞組2。整流器模塊組5包括 整流器模塊5X、5Y和5Ζ，分別用于定子繞組2的三相。整流器模塊5Χ連接到定子繞組2的 X相繞組。整流器模塊5Υ連接到定子繞組2的Y相繞組。整流器模塊兄連接到定子繞組 2的Z相繞組。形成三相全波整流器的整流器模塊組6連接到定子繞組3。整流器模塊組6包括 整流器模塊6U、6V和6W，分別用于定子繞組3的三相。整流器模塊6U連接到定子繞組3的U相繞組。整流器模塊6V連接到定子繞組3的V相繞組。整流器模塊6W連接到定子繞組 3的W相繞組。發(fā)電控制裝置7控制流過激勵繞組4的激勵電流，從而控制車輛發(fā)電機1的發(fā)電 電壓(各整流器模塊的輸出電壓)。發(fā)電控制裝置7連接到作為外部控制裝置的ECU 8，并 與ECU 8交換各種信號。接下來，解釋整流器模塊的結(jié)構(gòu)。圖2是示出整流器模塊5X的結(jié)構(gòu)的圖。其它整流器模塊5YJZ、6U、6V和6W具有 與整流器模塊5X相同的結(jié)構(gòu)。如圖2中所示，整流器模塊5X包括兩個MOS晶體管50和51、電流檢測元件53和 控制電路M。MOS晶體管50的源極連接到定子繞組2的X相繞組，其漏極連接到電池9的 正端子9，MOS晶體管50作為高側(cè)開關(guān)元件操作。MOS晶體管51的漏極連接到定子繞組2 的X相繞組，其源極連接到電池9的接地的負端子9，MOS晶體管51作為低側(cè)開關(guān)元件操作。圖3示出控制電路M的結(jié)構(gòu)的圖。如圖3中所示，控制電路M包括控制部100、 電源102、電池電壓檢測部110、操作檢測部120和130、溫度檢測部150、電流檢測部160、高 側(cè)驅(qū)動器170、低側(cè)驅(qū)動器172和通信電路180。當車輛引擎啟動并且在定子繞組2的X相繞組中產(chǎn)生相電壓時，電源102開始工 作以向包括在控制電路中的各組件提供工作電壓。高側(cè)驅(qū)動器170在其輸出端子(Gl)處連接到高側(cè)MOS晶體管50的柵極，并且產(chǎn) 生驅(qū)動信號以接通和斷開MOS晶體管50。類似地，低側(cè)驅(qū)動器172在其輸出端子(G2)處連 接到低側(cè)MOS晶體管51的柵極，并且產(chǎn)生驅(qū)動信號以接通和斷開MOS晶體管51。由差動放大器和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的電池電壓檢測部110輸出表示電池9的正端子 電壓的數(shù)據(jù)。由差動放大器和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的操作檢測部120輸出表示高側(cè)MOS晶體管50的 源極-漏極電壓的數(shù)據(jù)(圖2和圖3中所示的A端子和B端子之間的電壓)?？刂撇?00 基于該數(shù)據(jù)監(jiān)視由高側(cè)驅(qū)動器170驅(qū)動的MOS晶體管50的操作，并且根據(jù)需要對MOS晶體 管50進行控制和故障檢測。由差動放大器和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的操作檢測部130輸出表示低側(cè)MOS晶體管51的 源極-漏極電壓的數(shù)據(jù)(圖2和圖3中所示的B端子和C端子之間的電壓)。控制部100 基于該數(shù)據(jù)監(jiān)視由低側(cè)驅(qū)動器172驅(qū)動的MOS晶體管51的操作，并且根據(jù)需要對MOS晶體 管51進行控制和故障檢測。由恒流源、二極管、差動放大器和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的溫度檢測部150輸出表示該二 極管的取決于溫度的正向電壓降的數(shù)據(jù)?？刂撇?00監(jiān)視整流器模塊5X的溫度以檢測整 流器模塊5X的熱故障。由差動放大器和A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的電流檢測部160輸出表示跨過例如電阻器的電 流檢測元件53的電壓(C端子和GND端子之間的電壓)的數(shù)據(jù)。控制部100基于該數(shù)據(jù)監(jiān) 視低側(cè)MOS晶體管51的源極-漏極電流以檢測X相繞組的短路或斷路。通信電路180連接到發(fā)電控制裝置7的通信端子(P端子)，并通過連接到P端子 的通信線(整流器通信總線)與整流器模塊交換脈沖序列信號。六個整流器模塊5X、5Y、5Z.6U.6V和6W通過該通信線相互連接，使得可以在這些整流器模塊之間交換該脈沖序列 信號，作為用于控制MOS晶體管50和51的數(shù)據(jù)。接下來，解釋通過該通信線的數(shù)據(jù)交換和使用該數(shù)據(jù)進行操作的例子(1)至(6)。例子(1)基于該通信線上的脈沖序列信號設(shè)置MOS晶體管50和51的接通/斷 開定時。圖4是示出發(fā)電控制裝置7、整流器模塊和E⑶8之間連接的圖。在該例子中，六 個整流器模塊5X、5YJZ、6U、6V和6W連接到作為通信線的整流器通信總線。該整流器通信 總線還與發(fā)電控制裝置7的P端子相連。圖5是示出運送到整流器通信總線的脈沖序列信號和整流器模塊的操作之間關(guān) 系的圖。在圖5中，文字說明“X相高側(cè)激勵開始定時”表示整流器模塊5X的高側(cè)MOS晶 體管50接通的定時。將X相繞組的電壓(X相電壓)超過預定閾值電壓(例如，電池電壓 Vb)的時刻設(shè)置為該定時。在該X相高側(cè)激勵開始定時，整流器模塊5X的控制電路M以預 定的時間間隔將整流器通信總線的電壓從高電平改變?yōu)榈碗娖健ｎ愃频?，文字說明“V相高 側(cè)激勵開始定時”表示整流器模塊6V的高側(cè)MOS晶體管50接通的定時。將V相繞組的電 壓(V相電壓)超過預定閾值電壓的時刻設(shè)置為該定時。在該V相高側(cè)激勵開始定時，整流 器模塊6V的控制電路M以預定時間間隔將該整流器通信總線的電壓從高電平改變?yōu)榈碗?平。以上解釋也適用于其它整流器模塊。因此，以60度電角的間隔改變到低電平的脈沖序 列信號被運送到整流器通信總線。每個整流器模塊基于運送到整流器通信總線的脈沖序列信號設(shè)置MOS晶體管50 和51的接通定時或斷開定時。在圖5中，文字說明“X相.G1”表示從整流器模塊5X的控 制電路M輸出到MOS晶體管50的柵極信號G1，文字說明“X相.G2”表示從整流器模塊5X 的控制電路M輸出到MOS晶體管51的柵極信號G2。類似地，文字說明“V相.G1”表示從 整流器模塊6V的控制電路M輸出到MOS晶體管50的柵極信號G1，文字說明“V相.G2”表 示從整流器模塊6V的控制電路M輸出到MOS晶體管51的柵極信號G2。如圖5中所示，在整流器模塊5X中，例如，基于X相電壓設(shè)置高側(cè)MOS晶體管50 的接通定時，基于出現(xiàn)在整流器通信總線上的脈沖序列信號設(shè)置高側(cè)MOS晶體管50的斷開 定時，以使得與整流器模塊5Y的高側(cè)MOS晶體管50的接通定時一致。類似地，基于出現(xiàn)在 整流器通信總線上的脈沖序列信號設(shè)置低側(cè)MOS晶體管51的接通定時，以使得與整流器模 塊6V的高側(cè)MOS晶體管50的接通定時一致，并且基于出現(xiàn)在整流器通信總線上的脈沖序 列信號設(shè)置低側(cè)MOS晶體管51的斷開定時，以使得與整流器模塊6W的高側(cè)MOS晶體管50 的接通定時一致。其它整流器模塊的MOS晶體管50和51的接通定時和斷開定時以與上述 相同的方式設(shè)置。例子O)使用通信線上的脈沖序列信號在整流器模塊之間傳送發(fā)生故障的通 知。在上述例子(1)中，只要所有的整流器模塊都正常操作，就將以60度電角的間隔 改變到低電平的脈沖序列信號運送到整流器通信線。如果在任何一個整流器模塊中發(fā)生故 障，故障整流器模塊的控制電路M將整流器通信總線的電壓固定到低電平。因此，其它正 常操作的五個整流器模塊可以在它們檢測到整流器通信總線的電壓被固定到低電平時知 道發(fā)生故障。
為了使控制電路M能夠檢測到整流器通信總線被固定到低電平，通信電路180可 以提供有以下電路當整流器通信總線處于低電平的預定時間段長于例如在引擎怠速時對 應于60度電角的時間段時該電路輸出信號。如果在任何一個整流器模塊中出現(xiàn)這種故障，其它正常操作的整流器模塊不能基 于整流器通信總線上的脈沖序列信號設(shè)置MOS晶體管50和51的接通定時和斷開定時，因 為在發(fā)生故障之后整流器通信總線被固定到低電平。因此，在此情況下，控制電路M通過 基于連接到其中包括控制電路M的整流器模塊的相繞組的電壓設(shè)置MOS晶體管50和51 的接通定時和斷開定時而繼續(xù)整流操作。例子(3)使用通信線上的脈沖序列信號檢測整流器模塊中出現(xiàn)的故障，并且發(fā) 電控制裝置7通知E⑶8發(fā)生故障。在該例子中，發(fā)電控制裝置7可以采用與例子(2)相 似的方式檢測整流器模塊中的故障。通過提供有當整流器通信總線處于低電平的預定時間段長于例如在引擎怠速時 對應于60度電角的時間段時則輸出信號的電路，發(fā)電控制裝置7可以知道整流器通信總線 被固定到低電平。當基于整流器通信總線上的脈沖序列信號檢測到任何一個整流器模塊中發(fā)生故 障時，發(fā)電控制裝置7將其L端子的電壓從高電平改變到低電平，以通知ECU 8發(fā)生故障。L端子可以是用于向E⑶8通知是否正在發(fā)電并且在沒發(fā)電時點亮充電指示燈的 診斷端子(diag terminal)。因此，在開始發(fā)電之前，從L端子輸出低電平信號，并且在開始 發(fā)電之后從L端子輸出高電平信號。圖6是示出發(fā)電控制裝置7檢測到整流器模塊之一發(fā)生故障時的定時和發(fā)電控制 裝置7通知ECU 8出現(xiàn)該故障的定時之間關(guān)系的圖。如圖6中所示，當在整流器模塊總線 上的脈沖序列信號在預定時間段T持續(xù)處于低電平時，發(fā)電控制裝置7確定發(fā)生故障，并且 通過將L端子的電壓從高電平改變到低電平向ECU 8發(fā)送表示發(fā)生故障的通知。例子在上述例子(1)至(3)中，使用運送到將發(fā)電控制裝置7連接到整流器 模塊的整流器通信總線的脈沖序列信號控制整流器模塊的操作。然而，在發(fā)電控制裝置7和E⑶8之間通過位于其間的串行通信線進行雙向串行 通信的情況中(例如，使用LIN(局部互聯(lián)網(wǎng)絡)協(xié)議的LIN通信)，該串行通信線還可用于 整流器模塊之間的通信。圖7是示出發(fā)電控制裝置7、整流器模塊和E⑶8之間通過LIN通信線的連接的 圖。圖8的(A)部示出從整流器模塊發(fā)送到E⑶8的通信消息的發(fā)送幀的結(jié)構(gòu)。圖8 的(B)部示出從ECU 8發(fā)送到整流器模塊的通信消息的接收幀的結(jié)構(gòu)。如圖8的㈧部中所示，發(fā)送幀包括同步間斷、同步字段、ID字段、操作故障、溫度、 電流和電壓。操作故障是表示MOS晶體管50和51中存在或不存在故障以及已經(jīng)發(fā)生的故 障的類型的數(shù)據(jù)。包括在發(fā)送幀中的溫度、電流和電壓是分別由溫度檢測部150、電流檢測 部160和電池電壓檢測部110檢測到的數(shù)據(jù)。如圖8中的(B)部所示，接收幀包括同步間斷、同步字段、ID字段、運行模式和相 角。通過從ECU 8接收用于控制MOS晶體管50和51的相角和運行模式，可以進行不同模式 的發(fā)電，包括將重點放在發(fā)電效率的同步整流模式；將重點放在輸出電流以通過傳輸將相電壓引向定子繞組2和3中每一個的電流而產(chǎn)生最大功率的相控模式；以及通過降低車 輛發(fā)電機1的效率以降低引擎速度從而增加引擎的扭矩負荷以施加制動的再生發(fā)電模式。圖9是示出當整流器模塊以指定特定相角的相控模式操作時的車輛發(fā)電機的操 作例子的圖。在圖9中，文字說明“G1”表示由控制電路M施加到高側(cè)MOS晶體管50的柵 極信號，文字說明“G2”代表由控制電路M施加到低側(cè)MOS晶體管51的柵極信號。當指定 相控制模式和特定相角時，每個整流器模塊檢測流過對應的相繞組的相電流的極性從正變 為負的第一零交叉點，將從第一零交叉點經(jīng)過該指定相角的時間設(shè)置為高側(cè)MOS晶體管50 的斷開定時，檢測流過對應的相繞組的相電流的極性從負變?yōu)檎牡诙憬徊纥c，并將從 第二零交叉點經(jīng)過該指定相角的時間設(shè)置為低側(cè)MOS晶體管51的斷開定時?？梢苑謩e基于MOS晶體管50和51的源極-漏極電壓檢測第一和第二零交叉點。 可以參考相電壓超過預定閾值的時間或者第一或第二零交叉點來設(shè)置MOS晶體管50和51 中每一個的接通定時。圖10是示出當在發(fā)電控制裝置7、ECU 8和整流器模塊之間進行LIN通信時的通 信進度例子的圖。在圖10中，文字說明“發(fā)電控制裝置接收幀”表示從ECU 8發(fā)送并由發(fā) 電控制裝置7接收的幀，文字說明“發(fā)電控制裝置發(fā)送幀”表示從發(fā)電控制裝置7發(fā)送并由 ECU 8接收的幀。根據(jù)轉(zhuǎn)子的時間常數(shù)設(shè)置發(fā)電控制裝置7和ECU 8之間的幀交換頻率，例 如當轉(zhuǎn)子的時間常數(shù)為200ms時，將幀交換頻率設(shè)置為每秒鐘20次。此外，文字說明“所有整流器模塊接收幀”表示從E⑶8發(fā)送到所有整流器模塊 5X、5YJZ、6U、6V和6W的幀，文字說明“整流器模塊5X4Z發(fā)送幀”表示從整流器模塊5X、 5Y和兄中任何一個發(fā)送的幀，文字說明“整流器模塊6U-6W發(fā)送幀”表示從整流器模塊6U、 6V和6W中任何一個發(fā)送的幀。發(fā)電控制裝置7和整流器模塊之間的幀交換頻率被設(shè)置為 低于發(fā)電控制裝置7和ECU 8之間的幀交換頻率，例如設(shè)置為大約每秒鐘1次?？商孢x地， 可以每當發(fā)電控制裝置7和ECU 8之間的幀交換進行預定次數(shù)(例如，32次)時進行整流 器模塊和E⑶8之間的幀交換。例子(5)在例子中，由于從每個整流器模塊發(fā)送到E⑶8的幀包括與圖8的 (A)部中所示的操作故障有關(guān)的數(shù)據(jù)，E⑶8可以通過接收該幀知道故障的發(fā)生。然而，作為使ECU 8能夠檢測到發(fā)生故障的可替選的簡單方式，可以在任一整流 器模塊中發(fā)生故障時中斷發(fā)電控制裝置 和E⑶8之間的LIN通信。圖11是示出通過中斷發(fā)電控制裝置7和E⑶8之間的LIN通信使E⑶8能夠知 道發(fā)生故障的例子的圖。如圖11中所示，在沒有故障時，在發(fā)電控制裝置7和ECU 8之間 交替重復幀發(fā)送和幀接收。當在任一個整流器模塊中發(fā)生故障時，該故障整流器模塊的控 制電路M通過周期性接通(上拉)例如由包括在通信電路180中的上拉電阻器和開關(guān)元 件構(gòu)成的通信驅(qū)動器將通過LIN通信的幀發(fā)送和接收中斷比一個通信幀長的時間段。在圖 11中所示的例子中，三幀F(xiàn)1、F2和F3的發(fā)送和接收被中斷。將通信驅(qū)動器在長于一個通信 幀的時間段接通的原因是中斷至少兩幀的發(fā)送和接收以確保可靠地通知ECU 8發(fā)生故障。 如果通信驅(qū)動器被接通短于一個通信幀的時間段，那么可能出現(xiàn)以下情況僅在發(fā)電控制 裝置7處的幀接收被中斷，并且不能將故障的發(fā)生通知給ECU 8。周期性發(fā)生的接通通信 驅(qū)動器的定時間隔被設(shè)置為足夠長的時間段以防止通信中斷(例如，長于兩幀的時間段)。 這使得能夠結(jié)合發(fā)送發(fā)生故障的通知在發(fā)電控制裝置7和ECU 8之間交換與發(fā)電控制有關(guān)的數(shù)據(jù)。例子(6)例子⑴至(5)針對車輛發(fā)電機1進行發(fā)電操作的情況。然而，如果車輛發(fā)電機1提供有檢測轉(zhuǎn)子相對于定子的轉(zhuǎn)動位置(電角)的位置 傳感器，并且將轉(zhuǎn)動位置的檢測結(jié)果從車輛發(fā)電機1發(fā)送到整流器模塊，可以將車輛發(fā)電 機1用作能夠進行發(fā)電操作和電驅(qū)動操作二者的汽車電動發(fā)電機。圖12是示出作為上述車輛發(fā)電機1的改進型的車輛發(fā)電機IA的結(jié)構(gòu)的圖。如 圖12中所示，與圖1中所示的車輛發(fā)電機1相比，車輛發(fā)電機IA另外提供有用于檢測轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)動位置的位置傳感器13。使用位置傳感器13檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置(電角)的方法有多 種。例如，位置傳感器13可以包括固定到車輛發(fā)電機1的框架上以檢測固定到轉(zhuǎn)子的磁體 的轉(zhuǎn)動位置的檢測線圈。再例如，位置傳感器13可以包括固定到車輛傳感器1的框架上以 檢測固定到轉(zhuǎn)子的永磁體的轉(zhuǎn)動位置的霍爾元件。除了上面所述的，可變磁阻類型的分解 器(resolver)或者光學傳感器也可以用于檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置。圖13是示出位置傳感器13和整流器模塊之間連接的例子的圖。在該例子中，位 置傳感器13和整流器模塊通過整流器通信總線相連接，并且從位置傳感器13向整流器模 塊發(fā)送基準脈沖。當轉(zhuǎn)子關(guān)于定子轉(zhuǎn)動了預定的電角時輸出該基準脈沖。在該例子中，每 360度電角輸出一次該基準脈沖。然而，也可以每360度電角輸出兩次或更多次該基準脈 沖。圖14是示出基準脈沖的輸出定時和整流器模塊的控制定時之間關(guān)系的圖。每個 整流器模塊基于從位置傳感器13輸出的基準脈沖進行定時計算以為其自用設(shè)置定時基準 以控制MOS晶體管50和51的接通/斷開定時。在圖14中，將整流器模塊5X、5YJZ、6U、6V 和6W的定時基準分別表示為5X基準、5Y基準、M基準、6U基準、6V基準和6W基準。根據(jù) 該改進型，車輛發(fā)電機IA可以進行發(fā)電操作以對電池9充電或者向電負載10和12供電， 并且使用電池9提供的電能進行電驅(qū)動操作。當然，可以如下所述對上述實施例進行各種改進。上述實施例的車輛發(fā)電機包括 兩個定子繞組2、3和兩個整流器模塊組5和6。然而，本發(fā)明還適用于包括一個轉(zhuǎn)子和一 個整流器模塊組的車輛發(fā)電機。此外，盡管上述實施例的車輛發(fā)電機包括每個都是星形連 接的兩個定子繞組2和3，但是本發(fā)明也適用于包括一個或多個Δ連接(delta-connected) 的定子繞組的車輛發(fā)電機。上面解釋的優(yōu)選實施例是僅由所附權(quán)利要求說明的本申請的發(fā)明的例子。應該理 解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到，可以對上述優(yōu)選實施例進行改進。
權(quán)利要求
1.一種車輛發(fā)電機，包括纏有場繞組的轉(zhuǎn)子，該場繞組用于激勵所述轉(zhuǎn)子的磁極；纏有定子繞組的定子，該定子繞組作為多相繞組用于根據(jù)由所述場繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁 場產(chǎn)生AC電壓；多個整流器模塊，其分別連接到所述定子繞組的對應輸出端子；以及發(fā)電控制裝置，用于通過控制流過所述場繞組的激勵電流來控制從所述多個整流器模 塊的輸出形成的所述車輛發(fā)電機的發(fā)電電壓；其中每個所述整流器模塊包括在電池的正負端子之間串聯(lián)連接的成對第一 MOS晶體 管和第二 MOS晶體管，所述多個整流器模塊通過通信線相互連接，并且所述多個整流器模塊通過在所述通信線上傳送的脈沖序列信號交換與所述多個整流 器模塊的所述第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管的控制有關(guān)的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛發(fā)電機，其中每個所述整流器模塊包括監(jiān)視所述第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管的操作的監(jiān)視部以及通過所述通信線發(fā)送和接收所述脈沖序 列信號的通信部，并且每個所述整流器模塊被配置成當所述監(jiān)視部檢測到所述第一 MOS晶 體管和第二 MOS晶體管至少一個中的故障時改變從所述通信部輸出的所述脈沖序列信號 的電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛發(fā)電機，其中所述發(fā)電控制裝置連接到所述通信線，所 述發(fā)電控制裝置具有通過所述通信線與外部控制裝置進行通信的通信功能，并且所述發(fā)電 控制裝置被配置成當檢測到已經(jīng)對所述脈沖序列信號進行所述改變時通知所述外部控制 裝置在所述多個整流器模塊的至少一個中發(fā)生了故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛發(fā)電機，其中所述發(fā)電控制裝置具有通過串行通信線與 外部控制裝置進行串行通信的功能，所述串行通信線還被用作用于在所述多個整流器模塊 之間連接的所述通信線，所述外部控制裝置被配置成通過監(jiān)視發(fā)送到所述串行通信線的所 述脈沖序列信號來檢測故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛發(fā)電機，其中每個所述整流器模塊被配置成當檢測到所 述故障時周期性地中斷所述發(fā)電控制裝置和所述外部控制裝置之間的串行通信，以通知所 述外部控制裝置發(fā)生了所述故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛發(fā)電機，其中所述脈沖序列信號是具有與所述第一MOS 晶體管和第二 MOS晶體管的接通/斷開控制定時相對應的電平改變定時的脈沖信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛發(fā)電機，其中每個所述整流器模塊檢測流到所述第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管之一的電流的極性改變時的零交叉點，并且將從所述零交叉 點經(jīng)過從所述外部控制裝置通過所述通信線接收到的預定相位角的時間設(shè)定為所述第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管中所述之一的斷開定時。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛發(fā)電機，還包括位置傳感器，該位置傳感器用于檢測所 述轉(zhuǎn)子相對于所述定子的轉(zhuǎn)動位置并且將表示所檢測到的轉(zhuǎn)動位置的基準脈沖發(fā)送到所 述通信線，每個所述整流器模塊被配置成基于所述基準脈沖設(shè)置所述第一 MOS晶體管和第 二 MOS晶體管的接通/斷開定時，以使所述車輛發(fā)電機能夠選擇性地執(zhí)行發(fā)電操作和電驅(qū) 動操作之一。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛發(fā)電機。該車輛發(fā)電機包括纏有場繞組的轉(zhuǎn)子；纏有定子繞組的定子；分別連接到所述定子繞組的對應輸出端子的整流器模塊；以及發(fā)電控制裝置，用于通過控制流過所述場繞組的激勵電流來控制從所述整流器模塊的輸出形成的所述車輛發(fā)電機的發(fā)電電壓。每個所述整流器模塊包括在電池的正負端子之間串聯(lián)連接的成對第一MOS晶體管和第二MOS晶體管。所述整流器模塊通過通信線相互連接。所述整流器模塊通過在所述通信線上傳送的脈沖序列信號交換與所述整流器模塊的所述第一和第二MOS晶體管的控制有關(guān)的數(shù)據(jù)。
文檔編號H02J7/14GK102130552SQ20111002518
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者堀畑晴美, 淺田忠利 申請人:株式會社電裝