專利名稱：用于控制通過發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)動力驅(qū)動的發(fā)電機(jī)的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于控制安裝在機(jī)動車輛中的發(fā)電機(jī)的控制器，這些發(fā)電機(jī)通過從發(fā)動機(jī)供給的旋轉(zhuǎn)動力驅(qū)動。
背景技術(shù)：
在安裝于機(jī)動車輛中的普通發(fā)電機(jī)中，當(dāng)發(fā)電機(jī)的場繞組在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由從機(jī)動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī))所供給的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)動的同時通過電壓調(diào)節(jié)器被間歇地勵磁時，旋轉(zhuǎn)場繞組產(chǎn)生磁通量。所產(chǎn)生的磁通量將轉(zhuǎn)子的多個場磁極磁化。多個磁化的場磁極的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁通量，并且所產(chǎn)生的磁通量在多相電樞繞組內(nèi)感生多相AC電壓。在多相電樞繞組中感生的多相AC電壓通過整流器整流，從而產(chǎn)生直流(DC)電壓。在對應(yīng)于日本專利申請公開文獻(xiàn)No. 2003-79198的美國專利申請公開文獻(xiàn) No. 2003/0042809中公開了特定類型的這種發(fā)電機(jī)。在該專利公布文獻(xiàn)中公開的三相交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造成將在單相繞組中感生的AC電壓與閾值電壓等級進(jìn)行比較，由此產(chǎn)生脈沖，并通過在脈沖數(shù)量等于或高于預(yù)設(shè)數(shù)量時使場繞組開始具有勵磁電流從而起動發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
在冷起動過程中，發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火導(dǎo)致較大的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動。因此，即使實際發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速——比如，實際平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速——較低時，在所述專利公開文獻(xiàn)中公開的三相交流發(fā)電機(jī)仍然會因為發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的較大脈動使得脈沖數(shù)量可能等于或大于預(yù)設(shè)數(shù)量而開始以產(chǎn)生電力。盡管實際發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低，但是一旦三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力，三相交流發(fā)電機(jī)所需要的用來產(chǎn)生電力的轉(zhuǎn)矩就會增大。轉(zhuǎn)矩的增大會進(jìn)一步使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)可起動性劣化。發(fā)動機(jī)的這種劣化可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)失速。鑒于上述情況，本公開的一方面試圖提供用于控制發(fā)電機(jī)的控制器。這些控制器設(shè)計為用以解決上述問題中的至少一個問題。特別地，本公開的可選方面旨在提供即使在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的脈動較大的情況下仍然能夠提高發(fā)動機(jī)可起動性的控制器。根據(jù)本公開的第一示例性方面，提供了一種用于控制發(fā)電機(jī)的控制器，發(fā)電機(jī)包括帶有場繞組的轉(zhuǎn)子、以及至少一相定子繞組，轉(zhuǎn)子能夠借助于從發(fā)動機(jī)供給的旋轉(zhuǎn)動力旋轉(zhuǎn)?？刂破魃ㄅc場繞組連接的開關(guān)；以及電壓控制器，該電壓控制器構(gòu)造成在初始勵磁模式下操作成選擇性地接通和斷開開關(guān)以向場繞組供給作為初始勵磁電流的勵磁電流、 并且在發(fā)電模式下操作成選擇性地增大和減小供給到場繞組的勵磁電流以將發(fā)電機(jī)的輸出電壓調(diào)整到目標(biāo)值?？刂破靼ㄞD(zhuǎn)數(shù)測量單元，該轉(zhuǎn)數(shù)測量單元構(gòu)造為基于在所述至少一相繞組內(nèi)感生的相電壓來測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)；以及模式轉(zhuǎn)換判定器。該模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為在電壓控制器以初始勵磁模式操作時基于所測量到的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)子的閾值轉(zhuǎn)數(shù)以及預(yù)設(shè)時段之間的關(guān)系來判斷是否將電壓控制器的操作模式從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式，所述時段等于或長于發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)脈動周期的預(yù)期最大值。
通過根據(jù)本公開第一示例性方面的控制器的構(gòu)造，模式轉(zhuǎn)換判定器可基于所測量到的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)子的閾值轉(zhuǎn)數(shù)以及等于或長于發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)脈動周期的預(yù)期最大值的預(yù)設(shè)時段來判斷是否將電壓控制器的操作模式從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式。該構(gòu)造可確定所測量到的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)確實等于或高于閾值轉(zhuǎn)數(shù)。因此，即使存在很大的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)脈動，仍然能夠在所測量到的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)確實已經(jīng)等于或高于閾值轉(zhuǎn)數(shù)之后才將電壓控制器的操作模式從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式。這樣防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速因發(fā)電模式所需的轉(zhuǎn)矩增大而下降，從而提高了發(fā)動機(jī)的可起動性。結(jié)合附圖考慮以下說明將進(jìn)一步了解本公開各個方面的上述和/或其他特征、和 /或優(yōu)點(diǎn)。本公開的多個方面可包括和/或不包括可適用的不同特征、和/或優(yōu)點(diǎn)。另外， 本公開的多個方面可結(jié)合其他可適用的實施方式的一個或更多個特征。對特定實施方式的特征和/或優(yōu)點(diǎn)的描述不應(yīng)當(dāng)解釋為限制其他實施方式或權(quán)利要求。


從以下參考附圖對實施方式的描述，本公開的其他方面將變得清楚，附圖中圖1是示意性地示出根據(jù)本公開實施方式的控制器和發(fā)電機(jī)的示例的電路圖；圖2是示意性地示出由根據(jù)實施方式的控制器執(zhí)行的基本操作流程的流程圖；圖3是示意性地示出對應(yīng)于圖2中的操作的控制器操作正時的正時圖；圖4是示意性地示出由根據(jù)實施方式的第一改型的控制器執(zhí)行的操作流程的流程圖；圖5是示意性地示出對應(yīng)于圖4中的操作的控制器操作正時的正時圖；圖6是示意性地示出由根據(jù)實施方式的第二改型的控制器執(zhí)行的操作流程的流程圖；圖7是示意性地示出對應(yīng)于圖6中的操作的控制器操作正時的正時圖；圖8是示意性地示出由根據(jù)實施方式的第三改型的控制器執(zhí)行的操作流程的流程圖；圖9是示意性地示出由根據(jù)實施方式的第四改型的控制器執(zhí)行的操作流程的流程圖；圖10是示意性地示出對應(yīng)于圖9中的操作的控制器操作正時的正時圖；圖11是示意性地示出由根據(jù)實施方式的第五改型的控制器執(zhí)行的操作流程的流程圖；圖12是示意性地示出對應(yīng)于圖11中的操作的控制器操作正時的正時圖；圖13是示意性地示出由根據(jù)實施方式的第六改型的控制器執(zhí)行的操作流程的流程圖；以及圖14是示意性地示出對應(yīng)于圖13中的操作的控制器操作正時的正時圖。
具體實施例方式下面將參照附圖描述本公開的實施方式。附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于指示等同的相應(yīng)部件。參見附圖，特別是參見圖1，示出了根據(jù)本公開實施方式的用于控制安裝在機(jī)動車輛中的發(fā)電機(jī)2的控制器1。在該實施方式中，使用三相發(fā)電機(jī)2作為該發(fā)電機(jī)2。三相發(fā)電機(jī)2包括定子(電樞)繞組21、包括場繞組22的轉(zhuǎn)子22M、以及全波整流器23。定子繞組21例如纏繞在圓筒形定子芯內(nèi)。例如，定子芯的橫截面呈環(huán)形形狀并且具有多個槽口，該多個槽口貫穿定子芯形成并以給定斜度周向地布置。定子繞組21纏繞在定子芯的槽口內(nèi)。定子繞組21由以例如星型構(gòu)造連接的X相、Y相和Z相繞組構(gòu)成。X 相、Y相和Z相繞組各自一端連接至共同的接頭(中性點(diǎn))，另一端連接至單獨(dú)的端子。轉(zhuǎn)子22M直接或間接地聯(lián)接至安裝在機(jī)動車輛內(nèi)的發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃發(fā)動機(jī))EN的曲軸。換而言之，轉(zhuǎn)子22M的旋轉(zhuǎn)可傳遞至發(fā)動機(jī)EN的曲軸作為旋轉(zhuǎn)動力使得曲軸能夠借助于該旋轉(zhuǎn)動力旋轉(zhuǎn)，并且曲軸的旋轉(zhuǎn)可傳遞至轉(zhuǎn)子22M作為旋轉(zhuǎn)動力使得轉(zhuǎn)子22M能夠借助于該旋轉(zhuǎn)動力旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子22M包括多個設(shè)置成面對定子芯的內(nèi)周的場磁極和繞場磁極纏繞的場繞組 22。場繞組22通過滑環(huán)SL或類似物與控制器1電連接。全波整流器23設(shè)置在定子繞組 21與電池3之間，并整體上構(gòu)造為三相全波整流器(橋電路)。全波整流器23操作為將在第一定子繞組21內(nèi)感生的AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓。具體地，全波整流器23包括三個高壓側(cè)(上臂)和低壓側(cè)(下臂)整流器模塊 (例如，圖1中的二極管)對。每個高壓側(cè)和低壓側(cè)模塊對彼此串接。一個對的高壓側(cè)整流器模塊與低壓側(cè)整流器模塊之間的連接點(diǎn)與單獨(dú)的X相繞組端子連接。另外的一對的高壓側(cè)整流器模塊與低壓側(cè)整流器模塊之間的連接點(diǎn)與單獨(dú)的Y相繞組端子連接，并且最后一對的高壓側(cè)整流器模塊與低壓側(cè)整流器模塊之間的連接點(diǎn)與單獨(dú)的Z相繞組端子連接。在發(fā)電機(jī)2中，當(dāng)場繞組22通過控制器1在轉(zhuǎn)子22M借助于從發(fā)動機(jī)EN供給的旋轉(zhuǎn)動力旋轉(zhuǎn)的同時被間歇地勵磁時，旋轉(zhuǎn)的場繞組22產(chǎn)生磁通量。所產(chǎn)生的磁通量使轉(zhuǎn)子22M的多個場磁極磁化。多個磁化的場磁極的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁通量，并且所產(chǎn)生的磁通量在三相定子繞組21中感生三相AC電壓。三相定子繞組21中感生的三相AC電壓通過全波整流器23進(jìn)行整流，從而產(chǎn)生直流(DC)電壓。該DC電壓作為輸出電壓VB從發(fā)電機(jī)2經(jīng)由輸出端子B被輸出至電池3以充到電池3中和/或輸出至安裝在機(jī)動車輛中的電氣負(fù)載(未示出)。發(fā)電機(jī)2還操作成通過全波整流器23將從電池3供給的DC電壓轉(zhuǎn)換成三相AC電壓，并將三相AC電壓施加于定子繞組21以由此產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子22M旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)動力(轉(zhuǎn)矩)。 轉(zhuǎn)子22M的旋轉(zhuǎn)使發(fā)動機(jī)EN的曲軸能夠旋轉(zhuǎn)?？刂破?充當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器，其操作成例如通過增大或減小供給至場繞組22的勵磁電流而將發(fā)電機(jī)2的輸出電壓VB調(diào)節(jié)至目標(biāo)電壓(調(diào)節(jié)電壓)Vreg。控制器(電壓調(diào)節(jié)器)1例如與發(fā)電機(jī)2并置，但是也可以結(jié)合在發(fā)電機(jī)2中。如上所述，控制器1設(shè)計成控制供給至場繞組22的勵磁電流，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)2 的輸出電壓VB (將全波整流器23的輸出電壓調(diào)節(jié)至目標(biāo)電壓Vreg)。下面將對控制器1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示例進(jìn)行說明。參見圖1，控制器1包括M0SFET11、續(xù)流二極管12、用于測量電壓的電阻器13、電壓比較器14和17、旋轉(zhuǎn)檢測器15、發(fā)電開始/停止電路16、電壓控制器18、電源19、以及溫度檢測單元30。
M0SFET11的一個端子(源極)與場繞組22相連，另一個端子(漏極)通過輸出端子B與電池3相連。M0SFET11的控制端子(基極)與電壓控制器18連接。M0SFET11操作成用以中斷向場繞組22的勵磁電流的供給。續(xù)流二極管12與M0SFET11的一個端子相連從而與場繞組22并聯(lián)。續(xù)流二極管12操作成用以在M0SFET11斷開的情況下使流過場繞組22的電流循環(huán)。電阻器13的一端與定子繞組21的一相繞組(在本實施方式中為Y相繞組)的單獨(dú)的端部相連，另一端接地。電阻器13充當(dāng)用于測量在其兩端上出現(xiàn)的電壓(相電壓)的測量器。電壓比較器14具有非反向輸入端子(+)、反向輸入端子和輸出端子。電壓比較器 14的非反向輸入端子與一相繞組(Y相繞組)的單獨(dú)的端部相連。預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓Vref構(gòu)造成持續(xù)地施加于比較器14的反向輸入端子。比較器14的輸出端子與旋轉(zhuǎn)檢測器15的輸入端相連。比較器14操作成將由電阻器13檢測到的相電壓與基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較，并當(dāng)相電壓高于基準(zhǔn)電壓Vref時以高電平輸出信號。就相電壓而言，正壓和負(fù)壓以與轉(zhuǎn)子22M 的旋轉(zhuǎn)同步的方式交替出現(xiàn)在電阻器13上。換而言之，正壓和負(fù)壓的組周期性地出現(xiàn)在電阻器13上。為此，當(dāng)相電壓的正峰值設(shè)定為高于基準(zhǔn)電壓Vref時，來自比較器14的從高電平到低電平(或者從低電平到高電平)的輸出信號的改變周期與相電壓的周期相同。應(yīng)當(dāng)指出，可以設(shè)置由兩個或更多個電阻器13構(gòu)成的分壓器代替所述電阻器13，而且可以將基于相電壓的分壓輸入到比較器14的非反向輸入端子。如果可以在不使用電阻器13的情況下使比較器14獲得相電壓，則可以省略電阻器13。旋轉(zhuǎn)檢測器15操作成基于比較器14的輸出信號檢測發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)。 具體地，旋轉(zhuǎn)檢測器15操作成基于比較器14的輸出信號測量相電壓每個周期，并基于相電壓的每個周期計算轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)。應(yīng)當(dāng)指出，因為發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，所以檢測轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)等同于檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，通過控制器1基于檢測到的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)實施的各種操作等同于通過控制器1基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速實施的操作。發(fā)電開始/停止電路16 (開始/停止電路)16與發(fā)電機(jī)2的輸出端子B相連，并與旋轉(zhuǎn)檢測器15和電壓控制器18操作性地連接。發(fā)電開始/停止電路16操作成向電壓控制器18輸出指令以重新設(shè)定電壓控制器18的初始勵磁模式，從而當(dāng)在等于或長于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動周期的預(yù)期最大值的時段內(nèi)所測量的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值持續(xù)等于或高于預(yù)設(shè)第一閾值數(shù)W時使電壓控制器18的操作模式進(jìn)入發(fā)電模式以便開始發(fā)電。 注意，稍后將說明電壓控制器18的初始勵磁模式和發(fā)電模式的意義。另外，應(yīng)當(dāng)指出，在發(fā)動機(jī)EN的起動期間發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動周期的預(yù)期最大值已經(jīng)憑經(jīng)驗確定。發(fā)電開始/停止電路16還操作成向電壓控制器18輸出指令以將電壓控制器18 的操作模式從發(fā)電模式切換至初始勵磁模式。電壓比較器17具有非反向輸入端子(+)、反向輸入端子和輸出端子?？勺兊卮_定的目標(biāo)電壓(調(diào)節(jié)電壓)Vreg構(gòu)造成輸入至電壓比較器17的反向輸入端子。例如，目標(biāo)電壓Vreg的值可以確定為從外部ECU或內(nèi)部電路輸出。比較器17的反向輸入端子與發(fā)電機(jī) 2的輸出端子B相連，使得發(fā)電機(jī)2的輸出電壓VB輸入到比較器17的反向輸入端子。比較器17的輸出端子與電壓控制器18相連。比較器17操作成將輸出電壓VB與目標(biāo)電壓Vreg進(jìn)行比較，并且在輸出電壓VB高于目標(biāo)電壓Vreg時以較高的低電平向電壓控制器18輸出信號或者在輸出電壓VB低于目標(biāo)電壓Vreg時以高電平向電壓控制器18輸出信號。應(yīng)當(dāng)指出，比較器17可設(shè)置有分壓器，該分壓器操作成給輸出電壓VB分壓，而比較器17可將輸出電壓VB的分壓值與目標(biāo)電壓Vreg進(jìn)行比較。在發(fā)電開始之前或在發(fā)電停止之后電壓控制器18以初始勵磁模式操作，以控制 M0SFET11向場繞組22供給初始值的勵磁電流，從而防止從電池3放電。在該實施方式中， 電壓控制器18在初始勵磁模式下控制M0SFET11的占空因數(shù)以向場繞組22供給初始值的勵磁電流。M0SFET11的占空因數(shù)一般指M0SFET11的連通時間與其每一個連通-斷開周期的百分比(比率)。在該實施方式中，電壓控制器18操作成在初始勵磁模式下將M0SFET11 的占空因數(shù)設(shè)定為較其全值(百分之百或接近于百分之百)低很多的初始值(百分比)。電壓控制器18還以發(fā)電模式操作以通過從初始值開始增大供給到場繞組22的勵磁電流而開始發(fā)電。在該實施方式中，電壓控制器18在發(fā)電模式下將M0SFET11的占空因數(shù)從其初始值逐漸地或急劇地增至全值。應(yīng)當(dāng)指出，在該實施方式中，從初始值開始增大供給至場繞組22的勵磁電流被定義為開始發(fā)電。在開始發(fā)電之后，電壓控制器18操作成例如通過調(diào)節(jié)M0SFET11的占空因數(shù)來增大或減小供給到場繞組22的勵磁電流，從而將發(fā)電機(jī)2的輸出電壓VB調(diào)整為目標(biāo)電壓Vreg。電源19通過端子IG與機(jī)動車輛的點(diǎn)火開關(guān)4相連，操作成產(chǎn)生用于包含在控制器1內(nèi)的每個部件的操作電壓，并且只要點(diǎn)火開關(guān)4處于接通狀態(tài)就向包含在控制器1內(nèi)的每個部件持續(xù)地供給操作電壓。溫度測量單元30與發(fā)電開始/停止電路16相連，且操作成測量發(fā)動機(jī)EN周圍的溫度并向發(fā)電開始/停止電路16輸出發(fā)動機(jī)EN周圍的溫度的測量值，作為發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度。應(yīng)當(dāng)指出，對于根據(jù)該實施方式的溫度測量單元30而言，需要判斷發(fā)動機(jī)EN周圍的溫度是否高于介于正常溫度與低溫之間的預(yù)設(shè)閾值溫度TE1。為此，就溫度測量單元 30而言，可以在與機(jī)動車輛內(nèi)的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度相關(guān)聯(lián)的部位處設(shè)置溫度傳感器，例如，設(shè)置在控制器1內(nèi)或靠近控制器1設(shè)置的溫度傳感器。該溫度傳感器能夠測量該部位處的溫度，并向發(fā)電開始/停止電路16輸出在該部位處的溫度的測量值，作為發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度。應(yīng)當(dāng)指出，M0SFET11例如用作開關(guān)，電阻器13、電壓比較器14和旋轉(zhuǎn)檢測器15的組例如用作旋轉(zhuǎn)測量單元，發(fā)電開始/停止電路16例如用作模式切換判定器。下文將參照附圖2說明在發(fā)動機(jī)EN的起動期間控制器1的用于確定開始發(fā)電的基本操作。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)4接通從而起動控制器1的每個部件時，實施發(fā)動機(jī)EN的起動操作， 在步驟100，電壓控制器18以初始勵磁模式操作從而控制M0SFET11向場繞組22供給初始值的勵磁電流。響應(yīng)于發(fā)動機(jī)EN的起動操作的開始，在步驟102，旋轉(zhuǎn)檢測器15基于輸出信號的每個變化周期(相電壓的每個周期)檢測轉(zhuǎn)子22M(發(fā)電機(jī)2)的轉(zhuǎn)數(shù)。接著，在步驟104，發(fā)電開始/停止電路16判斷在當(dāng)前預(yù)設(shè)時段T期間所測量的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值是否等于或高于第一閾值數(shù)Ni，其中時段T等于或長于發(fā)動機(jī)EN的旋轉(zhuǎn)脈動周期C的預(yù)期最大值。當(dāng)發(fā)電開始/停止電路16判定在時段T期間所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值低于第一閾值數(shù)m (在步驟104為否)時，在步驟S106，電壓控制器18 就維持初始勵磁模式，并且旋轉(zhuǎn)檢測器15繼續(xù)步驟S102的對轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的檢測。艮口， 在下一時段T內(nèi)重復(fù)步驟S102和104的操作，直至在步驟104處的判斷為肯定判斷。否則，當(dāng)發(fā)電開始/停止電路16判定在時段T期間所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M 的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值等于或高于第一閾值數(shù)m (在步驟104為是)時，在步驟S108，發(fā)電開始/停止電路16指示電壓控制器18以將初始勵磁模式重新設(shè)定為轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式。 于是，在步驟108，電壓控制器18以發(fā)電模式操作，以便通過從初始值開始增大供給到場繞組22的勵磁電流而開始發(fā)電。在步驟108的操作使得能夠?qū)⑤敵鲭妷篤B調(diào)整為目標(biāo)電壓 Vreg0圖3示意性地圖示了對應(yīng)于圖2中的操作的控制器1的操作正時。在圖3中，豎直軸線代表與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)，而水平軸線代表自發(fā)動機(jī)EN起動開始時起經(jīng)歷的時間t。如圖3中所示，在每個時刻tl、t2和t3，因為在相應(yīng)的時段T期間所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的相應(yīng)的區(qū)間最小峰值都低于第一閾值數(shù)Ni，所以維持電壓控制器18的初始勵磁模式(見圖2的步驟104和106)。但是，在時刻t4，因為在相應(yīng)的時段T期間所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的相應(yīng)的區(qū)間最小峰值高于第一閾值數(shù)m，所以電壓控制器is的操作模式在相應(yīng)時段τ 的結(jié)束正時從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換為發(fā)電模式，使得電壓控制器18以發(fā)電模式操作，從而通過從初始值開始增大供給到場繞組22的勵磁電流而開始發(fā)電(見步驟104和108)。如上所述，根據(jù)該實施方式的控制器1使得能夠在轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)可靠地等于或高于第一閾值數(shù)W時開始發(fā)電，即使在發(fā)動機(jī)起動期間存在很大的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動亦如此。這樣防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低，從而提高了發(fā)動機(jī)EN的可起動能力。特別是，根據(jù)本實施方式的控制器1構(gòu)造成基于相電壓的每個周期測量轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)。該構(gòu)造能夠使由于需要時間檢測轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)而導(dǎo)致對開始發(fā)電的確定延遲的程度最小化，從而立刻從發(fā)電機(jī)2向電池3供電。第一改型將參照圖4和5說明根據(jù)本公開實施方式的第一改型的控制器。根據(jù)第一改型的控制器的結(jié)構(gòu)和/或功能在以下幾點(diǎn)上不同于控制器1的結(jié)構(gòu)和 /或功能。因此下面主要說明這些不同點(diǎn)。下文將參照圖4描述在發(fā)動機(jī)EN起動期間根據(jù)第一改型的控制器的用于確定開始發(fā)電的操作。在圖2和4的流程圖中，相同的操作(步驟)被配以相同的參考步驟編號， 并且省略或簡化對其的過多描述。具體地，根據(jù)第一改型的控制器被編程為在執(zhí)行步驟100的操作之前先執(zhí)行以下步驟200到206的操作。因此，下文將完整地描述步驟200到206的操作。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)4從而起動控制器1的每個部件時，在步驟200，溫度測量單元30 測量發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度，在步驟202，發(fā)電開始/停止電路16判斷所測量的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度是否等于或高于預(yù)設(shè)的閾值溫度TE1。當(dāng)判定所測量的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)的閾值溫度TEl (在步驟202為否)時，發(fā)電開始/停止電路16判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在低溫范圍內(nèi)(換而言之，發(fā)動機(jī)起
9動為冷起動)。于是，在步驟204，發(fā)電開始/停止電路16將時段Tl設(shè)定為時段T。例如， 在步驟204，發(fā)電開始/停止電路16將與圖2的步驟104中使用的時段T相同的值設(shè)定為時段Tl。否則，當(dāng)判定所測量的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度等于或高于預(yù)設(shè)的閾值溫度TEl (在步驟202為是)時，發(fā)電開始/停止電路16判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在除去低溫范圍之外的正常溫度范圍內(nèi)。于是，在步驟206，發(fā)電開始/停止電路16將時段T2設(shè)定為時段T。該時段T2短于時段Tl。在步驟200或206的操作之后，根據(jù)第一改型的控制器執(zhí)行上述步驟100到步驟 108的操作。應(yīng)當(dāng)指出，在第一改型中，控制器執(zhí)行步驟200到206的操作，但是可以在步驟 100到108的操作執(zhí)行完畢后執(zhí)行步驟200到206的操作，或者可以與步驟100到108的操作并行地執(zhí)行步驟200到206的操作。圖5示意性地圖示了對應(yīng)于圖4中的操作的控制器操作正時。如圖5中所示，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在低溫范圍內(nèi)時，電壓控制器18的操作模式在相應(yīng)時段Tl的結(jié)束正時從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換為發(fā)電模式。相比之下，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，電壓控制器18的操作模式在相應(yīng)時段T2的結(jié)束正時從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換為發(fā)電模式。該轉(zhuǎn)換正時早于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的轉(zhuǎn)換正時。也就是說，因為在低溫范圍內(nèi)存在很大的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動，使得脈動周期的預(yù)期最大值增大，需要用于判斷發(fā)電是否開始的時段T的值較長。相比之下，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動小于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動，使得與在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的脈動周期的預(yù)期最大值相比，在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的脈動周期的預(yù)期最大值有所減小。因此，用于判斷發(fā)電是否開始的時段T的值可以設(shè)定得短于用于低溫范圍的時段T的值。如上所述，根據(jù)第一改型的控制器構(gòu)造成根據(jù)發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度變化可變地設(shè)定時段T的值。這樣的構(gòu)造確保了開始發(fā)電所需的時長，該時長對于發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度的每個值而言是最優(yōu)化的。因此，除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣還實現(xiàn)了在考慮發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度的情況下進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)EN的可起動能力的效果。第二改型將參照圖6和7說明根據(jù)本公開實施方式的第二改型的控制器。根據(jù)第二改型的控制器的結(jié)構(gòu)和/或功能在以下幾點(diǎn)上不同于控制器1的結(jié)構(gòu)和 /或功能。因此下面主要說明這些不同點(diǎn)。下文將參照圖6描述在發(fā)動機(jī)EN起動期間根據(jù)第二改型的控制器的用于確定開始發(fā)電的操作。在圖2和6的流程圖中，相同的操作(步驟)被配以相同的參考步驟編號， 并且省略或簡化對其的過多描述。具體地，根據(jù)第二改型的控制器被編程為在步驟102與104的操作之間執(zhí)行以下步驟300到304的操作。因此，下文將完整地描述步驟300到304的操作。在測量發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)之后，在步驟300，發(fā)電開始/停止電路16判斷所測量的轉(zhuǎn)數(shù)是否高于第二閾值數(shù)N2，該轉(zhuǎn)數(shù)N2高于與所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M 的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值進(jìn)行比較用的第一閾值數(shù)m。當(dāng)判定所測量到的轉(zhuǎn)數(shù)等于或低于第二閾值數(shù)N2(在步驟300為否)時，在步驟302，發(fā)電開始/停止電路16將時段Tl設(shè)定為時段T。例如，在步驟302，發(fā)電開始/停止電路16將與圖2的步驟104中使用的時段T相同的值設(shè)定為時段Tl。否則，當(dāng)判定所測量到的轉(zhuǎn)數(shù)高于第二閾值數(shù)N2 (在步驟300為是)時，在步驟 304，發(fā)電開始/停止電路16將時段T2設(shè)定為時段T。該時段T2短于時段Tl。在步驟302或304的操作之后，根據(jù)第二改型的控制器執(zhí)行上述的步驟104至108 的操作。圖7示意性地圖示了對應(yīng)于圖6中的操作的控制器操作正時。如圖7中所示，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速立即上升， 使得轉(zhuǎn)數(shù)超過第一閾值數(shù)W而達(dá)到第二閾值數(shù)N2。此時，將用于判斷發(fā)電開始的時段T從用于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的值Tl轉(zhuǎn)換為用于在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的值 T2。該值T2低于值Tl。因此，根據(jù)第二改型的控制器構(gòu)造成當(dāng)在開始發(fā)電之前轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)高于比第一閾值數(shù)W高的第二閾值數(shù)N2時判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)，因而縮短用于確定開始發(fā)電的時段T。除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣的構(gòu)造還實現(xiàn)了在充分確保發(fā)動機(jī)EN在正常溫度范圍內(nèi)的可起動能力的同時縮短開始發(fā)電所需的時間的效果。第三改型將參照圖8說明根據(jù)本公開實施方式的第三改型的控制器。根據(jù)第三改型的控制器的結(jié)構(gòu)和/或功能在以下幾點(diǎn)上不同于控制器1的結(jié)構(gòu)和 /或功能。因此下面主要說明這些不同點(diǎn)。下文將參照圖8描述在發(fā)動機(jī)EN起動期間根據(jù)第三改型的控制器的用于確定開始發(fā)電的操作。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)4從而起動控制器1的每個部件時，在步驟400，進(jìn)行發(fā)動機(jī)EN的起動操作，并且電壓控制器18以初始勵磁模式操作以控制M0SFET11向場繞組22供給初始值的勵磁電流。響應(yīng)于發(fā)動機(jī)EN的起動操作的開始，在步驟402，發(fā)電開始/停止電路16 將先前預(yù)備的用于計算相電壓的周期數(shù)的計數(shù)值J設(shè)定為零初始狀態(tài)值，并且在步驟404， 旋轉(zhuǎn)檢測器15基于輸出信號變化的每個周期(相電壓的每個周期)檢測轉(zhuǎn)子22M(發(fā)電機(jī) 2)的轉(zhuǎn)數(shù)。接著，在步驟406，發(fā)電開始/停止電路16判斷所測量的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)
數(shù)是否等于或高于第一閾值數(shù)W。當(dāng)發(fā)電開始/停止電路16判定所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)低于第一閾值數(shù)W (在步驟406為否)時，在步驟S408，電壓控制器18維持初始勵磁模式，并且重復(fù)步驟S402到S406的操作，直至在步驟406的判定為“是”。否則，當(dāng)判定所測量到的發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)等于或高于第一閾值數(shù) Nl(在步驟406為是)時，在步驟410，發(fā)電開始/停止電路16給計數(shù)值j增加1。然后，在步驟412，發(fā)電開始/停止電路16將計數(shù)值j與對應(yīng)于時段T的相電壓周期的預(yù)設(shè)數(shù)η進(jìn)行比較以由此判斷計數(shù)值j是否高于對應(yīng)于時段T的相電壓的連續(xù)周期的預(yù)設(shè)數(shù)η，該時段 T等于或長于發(fā)動機(jī)EN的旋轉(zhuǎn)脈動周期C的預(yù)期最大值。具體地，相電壓的連續(xù)周期數(shù)η被設(shè)定為高于在發(fā)動機(jī)EN轉(zhuǎn)動曲柄時對應(yīng)于發(fā)動機(jī)EN內(nèi)的空氣-燃料混合物的爆震間隔的相電壓周期數(shù)。當(dāng)發(fā)電開始/停止電路16判定計數(shù)值j等于或低于相電壓的連續(xù)周期預(yù)設(shè)數(shù) η (在步驟412為否)時，在步驟414，電壓控制器18維持初始勵磁模式，并且重復(fù)步驟S404 到S414的操作，直至在步驟412的判定為“是”。否則，當(dāng)判定計數(shù)值j高于相電壓的連續(xù)周期預(yù)設(shè)數(shù)n(在步驟412為是)時，在步驟416，發(fā)電開始/停止電路16指令電壓控制器18將初始勵磁模式重新設(shè)定為轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式。于是，在步驟416，電壓控制器18以發(fā)電模式操作從而通過從初始值開始增大供給到場繞組22的勵磁電流而開始發(fā)電。在步驟416的操作使得能夠?qū)⑤敵鲭妷篤B調(diào)整到目標(biāo)電壓Vreg0具體地，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)、即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速立刻上升，使得所測量到的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)超過第一閾值數(shù)m的次數(shù)變得高于對應(yīng)于時段T的相電壓的連續(xù)周期數(shù)n，該時段T等于或長于發(fā)動機(jī)EN的旋轉(zhuǎn)脈動周期C 的預(yù)期最大值(見步驟412)。于是，電壓控制器18以發(fā)電模式操作從而通過從初始值開始增大供給到場繞組 22的勵磁電流而開始發(fā)電(見步驟416)。如上所述，根據(jù)第三改型的控制器構(gòu)造成通過監(jiān)測在相電壓的η個連續(xù)周期內(nèi)每個相電壓周期的轉(zhuǎn)子22Μ的轉(zhuǎn)數(shù)來確定開始發(fā)電。除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣的構(gòu)造還實現(xiàn)了在充分確保發(fā)動機(jī)EN在正常溫度范圍內(nèi)的可起動能力的同時簡化確定開始發(fā)電的正時的效果。此外，因為根據(jù)第三改型的控制器構(gòu)造成在判定計數(shù)值 j高于相電壓的預(yù)設(shè)周期數(shù)η之后立即確定開始發(fā)電的正時。該構(gòu)造使得開始發(fā)電的時間短于根據(jù)所述實施方式的開始發(fā)電的時間。應(yīng)當(dāng)指出，已經(jīng)根據(jù)圖4說明了用于根據(jù)發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度可變地設(shè)定用來確定是否開始發(fā)電的時段T的第一改型，然而第一改型可與圖8中所示的操作組合。具體地，根據(jù)第一改型的控制器可編程為在圖8的步驟400的操作之前執(zhí)行圖4 的步驟200到206的操作。在這種情況下，發(fā)電開始/停止電路16判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在低溫范圍內(nèi)，于是在步驟204，將相電壓的周期數(shù)nl設(shè)定為用于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的相電壓周期數(shù)n，數(shù)值nl等于相電壓周期數(shù)η。另外，發(fā)電開始/停止電路16判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)，于是在步驟206，將相電壓周期數(shù)n2設(shè)定為用于在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的相電壓周期數(shù)η， 相電壓周期數(shù)η2低于相電壓周期數(shù)nl。也就是說，因為在低溫范圍內(nèi)具有較大的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動，使得脈動周期的預(yù)期最大值增大，需要用于判斷是否開始發(fā)電的時段T的值較長，使得相位電壓的周期數(shù)η的值被設(shè)定的較高。相比之下，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動小于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動，使得與用于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的脈動周期的預(yù)期最大值相比，用于在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的脈動周期的預(yù)期最大值減小。因此，由于用于判斷是否開始發(fā)電的時段T的值可以設(shè)定成短于用于低溫范圍的時段T的值，所以相電壓的周期數(shù)η的值設(shè)定成低于用于低溫范圍的相電壓的周期數(shù)η的值。如上所述，根據(jù)第一改型和第三改型的組合的控制器構(gòu)造為根據(jù)發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度的變化可變地設(shè)定用于判斷是否開始發(fā)電的相電壓的周期數(shù)η的值。除第三改型的效果之外，這種構(gòu)型還可進(jìn)一步實現(xiàn)與第一改型所實現(xiàn)的效果同樣的效果。類似地，已經(jīng)根據(jù)圖6說明了用于在轉(zhuǎn)子22Μ的轉(zhuǎn)數(shù)快速上升時可變地設(shè)定判斷是否開始發(fā)電用的時段T的第二改型，然而第二改型可以與圖8中所示的操作組合。具體地，根據(jù)第二改型的控制器可編程為在圖8的步驟404到406的操作之間執(zhí)行圖6的步驟300到304的操作。在這種情況下，當(dāng)判定所測量的轉(zhuǎn)數(shù)等于或低于轉(zhuǎn)數(shù) Ν2 (在步驟300為是)時，在步驟302，發(fā)電開始/停止電路16將相電壓周期數(shù)nl設(shè)定為相電壓周期數(shù)n，該值nl等于相電壓周期數(shù)η。否則，當(dāng)判定所測量轉(zhuǎn)數(shù)高于轉(zhuǎn)數(shù)m (在步驟300為是)時，在步驟206，發(fā)電開始 /停止電路16將相電壓周期數(shù)n2設(shè)定為用于在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的相電壓周期數(shù)η，相電壓周期數(shù)n2低于相電壓周期數(shù)nl。也就是說，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)、 即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速立刻上升，使得轉(zhuǎn)數(shù)超過第一閾值數(shù)m到達(dá)第二閾值數(shù)N2。此時，用于確定開始發(fā)電的相電壓周期數(shù)η從用于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的值nl轉(zhuǎn)換為用于在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的值n2，該值n2低于值nl。因此，根據(jù)第二和第三改型的組合的控制器構(gòu)造為當(dāng)在開始發(fā)電之前轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)高于比第一閾值數(shù)m大的轉(zhuǎn)數(shù)N2時判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)，從而減少用于確定開始發(fā)電的相電壓周期數(shù)η。除第三改型的效果之外，這種構(gòu)型還可進(jìn)一步實現(xiàn)與第二改型所實現(xiàn)的效果同樣的效果。第四改型將參照圖9和10說明根據(jù)本公開實施方式的第四改型的控制器。根據(jù)第四改型的控制器的結(jié)構(gòu)和/或功能在以下幾點(diǎn)上不同于控制器1的結(jié)構(gòu)和 /或功能。因此下面主要說明這些不同點(diǎn)。下文將參照圖9描述在發(fā)動機(jī)EN起動期間根據(jù)第四改型的控制器的用于確定開始發(fā)電的操作。在圖2和9的流程圖中，相同的操作(步驟)被配以相同的參考步驟編號， 并且省略或簡化對其的過多描述。具體地，根據(jù)第四改型的控制器編程為在執(zhí)行步驟100的操作之前先執(zhí)行以下步驟500到506的操作。因此，下文將完整地描述步驟500到506的操作。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)4從而起動控制器1的每個部件時，在步驟500，溫度測量單元30 測量發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度，在步驟502，發(fā)電開始/停止電路16判斷所測量的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度是否等于或高于預(yù)設(shè)的閾值溫度ΤΕ2。當(dāng)判定所測量的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)的閾值溫度ΤΕ2(在步驟502為否)時，發(fā)電開始/停止電路16判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在低溫范圍內(nèi)。于是，在步驟504，發(fā)電開始/停止電路16設(shè)定用于低溫范圍的轉(zhuǎn)子22Μ的轉(zhuǎn)數(shù)，該轉(zhuǎn)子22Μ的轉(zhuǎn)數(shù)等于在圖2 的步驟104中使用的第一閾值數(shù)m。否則，當(dāng)判定所測量的發(fā)動機(jī)EN的環(huán)境溫度等于或高于預(yù)設(shè)的閾值溫度TE2(在步驟502為是)時，發(fā)電開始/停止電路16判定發(fā)動機(jī)起動發(fā)生正常溫度范圍內(nèi)。于是， 在步驟506，發(fā)電開始/停止電路16設(shè)定轉(zhuǎn)子22M的第三閾值數(shù)W，。該第三閾值數(shù)W’ 小于第一閾值數(shù)W。
在步驟504或506的操作之后，根據(jù)第四改型的控制器執(zhí)行上述步驟100到步驟 108的操作，同時在步驟104使用第一閾值數(shù)m或第三閾值數(shù)m’。應(yīng)當(dāng)指出，在第四改型中，控制器執(zhí)行步驟500到506的操作，但是可以在步驟100到108的操作執(zhí)行完畢后執(zhí)行步驟500到506的操作，或者可以與步驟100到108的操作并行地執(zhí)行步驟500到506的操作。閾值溫度TE2可設(shè)定為等于或不同于在圖4步驟202中所使用的閾值溫度TE1。步驟500到506的操作可與圖4的操作、圖6的操作以及圖8的操作中的一者進(jìn)行組合。圖10示意性地圖示了對應(yīng)于圖9中的操作的控制器操作正時。如圖10中所示， 當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在低溫范圍內(nèi)時，電壓控制器18的操作模式在時段TA的結(jié)束正時從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換為發(fā)電模式，在時段TA內(nèi)，在時段TA期間測量的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值等于或高于第一閾值數(shù)W。相比之下，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，電壓控制器18的操作模式在時段TB的結(jié)束正時從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換為發(fā)電模式，在時段TB內(nèi)，在時段TB期間測量的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小峰值等于或高于第三閾值數(shù)m’，該轉(zhuǎn)換正時早于用于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的轉(zhuǎn)換正時。也就是說，因為在低溫范圍內(nèi)存在很大的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動，使得脈動周期的預(yù)期最大值增大，需要用于判斷發(fā)電是否開始的閾值數(shù)的值較大。相比之下，當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在正常溫度范圍內(nèi)時，在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動小于在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動，使得與在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的脈動周期的預(yù)期最大值相比，在正常溫度范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)起動的脈動周期的預(yù)期最大值有所減小。因此，用于判斷發(fā)電是否開始的閾值數(shù)的值νγ可以設(shè)定為小于用于低溫范圍的閾值數(shù)的值m。如上所述，根據(jù)第四改型的控制器構(gòu)造成當(dāng)發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在獲得脈動很少的發(fā)動機(jī)EN穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的正常溫度范圍內(nèi)時，縮短確定開始發(fā)電所需的時間。除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣的構(gòu)造實現(xiàn)了提高發(fā)動機(jī)EN在正常溫度范圍內(nèi)的可起動能力的效果。另外，根據(jù)第四改型控制器構(gòu)造為在發(fā)動機(jī)EN的旋轉(zhuǎn)換得足夠穩(wěn)定之前防止開始發(fā)電。除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣的構(gòu)造實現(xiàn)了可靠地確保了在低溫范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)EN可起動能力。第五改型將參照圖11和12說明根據(jù)本公開實施方式的第五改型的控制器。根據(jù)第五改型的控制器的結(jié)構(gòu)和/或功能在以下幾點(diǎn)上不同于控制器1的結(jié)構(gòu)和 /或功能。因此下面主要說明這些不同點(diǎn)。下文將參照圖11描述在發(fā)動機(jī)EN起動期間根據(jù)第五改型的控制器的用于確定開始發(fā)電的操作。在圖2和11的流程圖中，相同的操作(步驟)被配以相同的參考步驟編號， 并且省略或簡化對其的過多描述。具體地，根據(jù)第五改型的控制器編程為在步驟102和104的操作之間執(zhí)行以下步驟600到602的操作。因此，下文將完整地描述步驟600到602的操作。在測量發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)之后，在步驟600，發(fā)電開始/停止電路16計算在每個時段T3內(nèi)轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的平均測量值，其中時段T3等于或長于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動周期C的預(yù)期最大值。時段T3可以設(shè)定為等于或不同于步驟104中所使用的時段T。應(yīng)當(dāng)指出，如果步驟600中的操作執(zhí)行正時不是計算轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的平均測量值的正時，那么跳過步驟600的操作。接著，在步驟602，發(fā)電開始/停止電路16判斷每個時段T3的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的計算平均值與前一時段T3的該計算平均值相比的增長率是否等于或大于預(yù)設(shè)值A(chǔ)。當(dāng)判定當(dāng)前時段T3的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的計算平均值的增長率低于預(yù)設(shè)值A(chǔ) (在步驟602為否) 時，發(fā)電開始/停止電路16轉(zhuǎn)換到步驟104的操作并執(zhí)行上述步驟104的判斷。否則，當(dāng)判定每個時段T3的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)的計算平均值的增長率等于或大于預(yù)設(shè)值A(chǔ) (在步驟602為是)時，在步驟108，發(fā)電開始/停止電路16立即轉(zhuǎn)換到步驟108并指令電壓控制器18重新設(shè)置初始勵磁模式以轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式。于是，在上述步驟108，電壓控制器18以發(fā)電模式操作從而通過從初始值開始增大供給到場繞組22的勵磁電流而開始發(fā)電。圖12示意性地圖示了對應(yīng)于圖11中的操作的控制器操作正時。如圖12中所示， 曲線圖“a”圖示出在正常溫度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的變化，曲線圖“b” 圖示出在低溫范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的變化。另外，點(diǎn)“C”代表在正常溫度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的平均測量值的變化。參見圖12，當(dāng)在正常溫度范圍內(nèi)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)、即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速即刻上升時，在時段T3內(nèi)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的相應(yīng)平均測量值的增長率在發(fā)動機(jī) EN起動時上升為超過預(yù)設(shè)值A(chǔ)。在正時t20，根據(jù)第五實施方式的控制器構(gòu)造為開始發(fā)電。該構(gòu)造使得與在相應(yīng)的最小峰值超過第一閾值數(shù)m之后等待經(jīng)過相應(yīng)的時段τ 的構(gòu)造相比，發(fā)電開始得更早。除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣的構(gòu)造還實現(xiàn)了在充分確保發(fā)動機(jī)EN在正常溫度范圍內(nèi)的可起動能力的同時加速在正常溫度范圍內(nèi)開始發(fā)電的效果。步驟600和602的操作可與圖4的操作、圖6的操作、圖8的操作以及圖9的操作中的一者進(jìn)行組合。第六改型將參照圖13和14說明根據(jù)本公開實施方式的第六改型的控制器。根據(jù)第六改型的控制器的結(jié)構(gòu)和/或功能在以下幾點(diǎn)上不同于控制器1的結(jié)構(gòu)和 /或功能。因此下面主要說明這些不同點(diǎn)。下文將參照圖13描述在發(fā)動機(jī)EN起動期間根據(jù)第六改型的控制器的用于確定開始發(fā)電的操作。在圖2和13的流程圖中，相同的操作(步驟)被配以相同的參考步驟編號， 并且省略或簡化對其的過多描述。具體地，根據(jù)第六改型的控制器編程為在步驟102和104的操作之間執(zhí)行以下步驟700到702的操作。因此，下文將完整地描述步驟700到702的操作。在測量發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)之后，在步驟700，發(fā)電開始/停止電路16計算在每個時段T4內(nèi)由Vp表示的相電壓增長率，其中時段T4等于或長于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速脈動周期 C的預(yù)期最大值。時段T4可以設(shè)定為等于或不同于步驟104中所使用的時段T。應(yīng)當(dāng)指出， 如果步驟700中的操作執(zhí)行正時不是計算相電壓Vp的增量的正時，那么跳過步驟700的操作。發(fā)電開始/停止電路16可以使用以下程序中的任何一個來計算在每個時段T4內(nèi)的相電壓增長率。第一個程序是計算在每個時段T4內(nèi)的相電壓Vp的正峰值或峰峰值(振幅)的平均值，從而計算每個時段T4的計算平均值與前一時段T4的計算平均值相比的增長率。第二個程序是簡單地計算在每個時段T4內(nèi)的相電壓Vp的正峰值或相電壓的從最小峰值(最小峰峰值)到最大峰值(最大峰峰值)的峰峰值(振幅)的增長率。接著，在步驟702，發(fā)電開始/停止電路16判斷當(dāng)前時段T4的相電壓Vp的增長率是否等于或高于預(yù)設(shè)值B。當(dāng)判定當(dāng)前時段T4的相電壓Vp的增長率低于預(yù)設(shè)值B(在步驟702為否)時，發(fā)電開始/停止電路16轉(zhuǎn)移到步驟104的操作并執(zhí)行上述步驟104的判斷。 否則，當(dāng)判定當(dāng)前時段T4的相電壓Vp等于或高于預(yù)設(shè)值B (在步驟702為是)時， 在步驟108，發(fā)電開始/停止電路16立即轉(zhuǎn)移到步驟108并指令電壓控制器18重新設(shè)置初始勵磁模式以轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式。于是，在上述步驟108，電壓控制器18以發(fā)電模式操作從而通過從初始值開始增大供給到場繞組22的勵磁電流而開始發(fā)電。圖14示意性地圖示了對應(yīng)于圖13中的操作的控制器操作正時。在圖14中，曲線圖“a”圖示出在正常溫度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的變化，曲線圖“b”圖示出在低溫范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的變化。另外，點(diǎn)“Vp”代表在正常溫度范圍內(nèi)的相電壓Vp的平均值的變化。參見圖14，當(dāng)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子22M的轉(zhuǎn)數(shù)、即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在正常溫度范圍內(nèi)即刻上升時，在時段T4A內(nèi)的相電壓Vp的相應(yīng)平均值的增長率在發(fā)動機(jī)EN起動時上升為超過預(yù)設(shè)值B。根據(jù)第六實施方式的控制器構(gòu)造為在正時t30開始發(fā)電。該構(gòu)造使得與在相應(yīng)的最小峰值超過第一閾值數(shù)m之后等待經(jīng)過相應(yīng)的時段T 的構(gòu)造相比，發(fā)電開始得更早。除了在所述實施方式中實現(xiàn)的那些效果之外，這樣的構(gòu)造還實現(xiàn)了在充分確保發(fā)動機(jī)EN在正常溫度范圍內(nèi)的可起動能力的同時加速在正常溫度范圍內(nèi)開始發(fā)電的效果。步驟700和702的操作可與圖4的操作、圖6的操作、圖8的操作、圖 9的操作以及圖11的操作中的一者進(jìn)行組合。在根據(jù)所述實施方式及其多個變型中的每一個的發(fā)電機(jī)2中，設(shè)置有用于場繞組 22的三個整流器模塊，但是可以設(shè)置可選數(shù)量的用于場繞組22的整流器模塊。在根據(jù)所述實施方式及其多個變型中的每一個的發(fā)電機(jī)2中，可以設(shè)置MOS晶體管或其它類型的晶體管，作為整流器模塊的高壓側(cè)(上臂)和低壓側(cè)(下臂)中的每一個。盡管本文已經(jīng)對本公開的說明性實施方式及其變型進(jìn)行了描述，但是本公開并不局限于此處描述的實施方式及其變型，而是包括本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本公開可以理解的任意和全部具有改型、刪除、組合(例如，全部各種實施方式的方面的)、適應(yīng)性修改和/或替代方式的實施方式。權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)基于權(quán)利要求中采用的語言廣義地解釋，并且其不限于本說明書中或在應(yīng)用執(zhí)行過程中描述的示例，這些示例應(yīng)當(dāng)理解為非排他性的。
權(quán)利要求
1.一種用于控制發(fā)電機(jī)的控制器，所述發(fā)電機(jī)包括帶有場繞組的轉(zhuǎn)子、以及至少一相定子繞組，所述轉(zhuǎn)子能夠借助于從發(fā)動機(jī)供給的旋轉(zhuǎn)動力旋轉(zhuǎn)，所述控制器包括與所述場繞組連接的開關(guān)；電壓控制器，所述電壓控制器構(gòu)造成在初始勵磁模式下操作成選擇性地接通和斷開所述開關(guān)以向所述場繞組供給作為初始勵磁電流的勵磁電流，并且在發(fā)電模式下操作成選擇性地增減所要供給到所述場繞組的所述勵磁電流以將所述發(fā)電機(jī)的輸出電壓調(diào)整到目標(biāo)值；轉(zhuǎn)數(shù)測量單元，所述轉(zhuǎn)數(shù)測量單元構(gòu)造為基于在所述至少一相繞組內(nèi)感生的相電壓來測量所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)；以及模式轉(zhuǎn)換判定器，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為在所述電壓控制器以所述初始勵磁模式操作時基于所測量到的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)、所述轉(zhuǎn)子的閾值轉(zhuǎn)數(shù)以及預(yù)設(shè)時段來判斷是否將所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式轉(zhuǎn)換到所述發(fā)電模式，所述時段等于或長于所述發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)脈動周期的預(yù)期最大值。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)在所述時段期間所測量到的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)間最小值等于或高于所述閾值轉(zhuǎn)數(shù)時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述轉(zhuǎn)數(shù)測量單元構(gòu)造為基于所述相電壓的每個周期測量所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，并且所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)在所述時段期間所測量到的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)等于高于所述閾值轉(zhuǎn)數(shù)時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的環(huán)境溫度等于或低于閾值溫度時將所述預(yù)設(shè)時段設(shè)定為第一值，并且當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的所述環(huán)境溫度高于所述閾值溫度時將所述時段設(shè)定為第二值，所述第二值小于所述第一值。
5.如權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所測量到的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到第二閾值數(shù)時縮短所述時段，所述第二閾值數(shù)高于作為第一閾值數(shù)的閾值數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述轉(zhuǎn)數(shù)測量單元構(gòu)造為基于所述相電壓的每個周期測量所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，并且所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)在所述相電壓的連續(xù)周期數(shù)范圍內(nèi)所測量到的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)等于或高于所述閾值轉(zhuǎn)數(shù)時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換，所述相電壓的連續(xù)周期數(shù)對應(yīng)于所述時段。
7.如權(quán)利要求6所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的環(huán)境溫度等于或低于閾值溫度時將所述相電壓的連續(xù)周期數(shù)設(shè)定為第一值，并且當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的所述環(huán)境溫度高于所述閾值溫度時將所述相電壓的連續(xù)周期數(shù)設(shè)定為第二值，所述第二值低于所述第一值。
8.如權(quán)利要求6所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所測量到的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到第二閾值數(shù)時減小所述相電壓的連續(xù)周期數(shù)，所述第二閾值數(shù)高于作為第一閾值數(shù)的閾值數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的控制器，其中，所述相電壓的連續(xù)周期數(shù)被設(shè)定為高于與所述發(fā)動機(jī)內(nèi)的空氣-燃料混合物的爆震間隔相對應(yīng)的所述相電壓的周期數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的環(huán)境溫度等于或低于閾值溫度時將所述閾值轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為第一閾值數(shù)，并且當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的所述環(huán)境溫度高于所述閾值溫度時將所述閾值轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為第二閾值數(shù)，所述第二閾值數(shù)低于所述第一閾值數(shù)。
11.如權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所測量到的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)的平均值的增長率等于或高于預(yù)設(shè)值時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換。
12.如權(quán)利要求6所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所測量到的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)的平均值的增長率等于或高于預(yù)設(shè)值時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換。
13.如權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所述相電壓的增長率等于或高于預(yù)設(shè)值時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換。
14.如權(quán)利要求6所述的控制器，其中，所述模式轉(zhuǎn)換判定器構(gòu)造為當(dāng)所述相電壓的增長率等于或高于預(yù)設(shè)值時判定進(jìn)行所述電壓控制器的操作模式從所述初始勵磁模式到所述發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換。
全文摘要
提供了一種用于控制發(fā)電機(jī)的控制器，在控制器中，電壓控制器在初始勵磁模式下操作成選擇性地接通和斷開開關(guān)以向場繞組供給作為初始勵磁電流的勵磁電流、并且在發(fā)電模式下操作成選擇性地增大和減小供給到場繞組的勵磁電流以將發(fā)電機(jī)的輸出電壓調(diào)整到目標(biāo)值。模式轉(zhuǎn)換判定器在電壓控制器以初始勵磁模式操作時基于所測量到的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)子的閾值轉(zhuǎn)數(shù)以及預(yù)設(shè)時段來判斷是否將電壓控制器的操作模式從初始勵磁模式轉(zhuǎn)換到發(fā)電模式，所述時段等于或長于發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)脈動周期的預(yù)期最大值。
文檔編號H02P9/08GK102545755SQ20111040998
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者田代貴彥, 秋田貢一 申請人:株式會社電裝