CN1799140A - 开关装置,使用开关装置的发电电动机设备,包括发电电动机设备的驱动系统,以及在其上记录有用于指示计算机进行对发电电动机设备的控制的程序的计算机可读记录介质 - Google Patents

开关装置,使用开关装置的发电电动机设备,包括发电电动机设备的驱动系统,以及在其上记录有用于指示计算机进行对发电电动机设备的控制的程序的计算机可读记录介质 Download PDF

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Abstract

一种发电电动机设备(100)，其包括控制电路(20)，交流发电机(50)，电极板(83，84)，以及开关装置(SW1到SW6)。所述电极板(83，84)基本成马蹄形，并且被提供在所述交流发电机(50)的端面，从而包围所述交流发电机(50)的旋转轴(50A)。所述开关装置(SW1到SW6)中的每一个通过将MOS晶体管夹在两个电极之间形成，并且具有罐状结构，以利用树脂密封所述开关装置的内部空间。所述开关装置(SW1，SW3，SW5)通过焊接直接连接到所述电极板(83)，而所述开关装置(SW2，SW4，SW6)通过焊接直接连接到所述电极板(84)。所述控制电路(20)控制所述开关装置(SW1到SW6)。所述开关装置(SW1到SW6)驱动所述交流发电机(50)为电动机或电力发电机。

Description

开关装置，使用开关装置的发电电动机设备，包括发电电动机设备的驱动 系统，以及在其上记录有用于指示计算机进行对发电电动机设备的控制的 程序的计算机可读记录介质
技术领域
本发明涉及一种具有良好易安装性的发电电动机设备，一种用于所述发电电动机设备的开关装置，一种包括所述发电电动机设备的驱动系统，以及一种在其上记录有用于指示计算机进行对所述发电电动机设备的控制的程序的计算机可读记录介质。
背景技术
日本专利公开JP-A-07-184361公开了一种车辆发电电动机设备，其具有作为用于启动装载在车辆上的发动机的三相电动机的功能，以及具有作为用于对电池充电的三相交流电发电机的功能。
上述车辆发电电动机设备包括电动发电机和集成整流器。所述电动发电机包括磁转子(magnetic rotor)、定子铁心以及三相电驱绕组。所述定子铁心固定在所述电动发电机的外壳上。所述三相电枢绕组缠绕所述定子铁心。所述磁转子在缠绕所述定子铁心的所述三相电枢绕组的周边范围内转动。
所述集成整流器固定在所述电动发电机的后壳的内表面。所述集成整流器包括布置在硅(Si)基片上的六个MOS功率晶体管。
所述集成整流器通过对所述六个MOS功率晶体管进行开关控制来控制提供给所述三相电枢绕组的电流，从而指示所述电动发电机充当电动机。所述集成整流器还将由所述电动发电机利用发动机扭矩产生的交流电压变换为直流电压，从而指示所述电动发电机充当电力发电机。
所述车辆发电电动机设备为一种电动发电机，该电动发电机具有用于控制驱动设置在其端面(end surface)上的所述电动发电机的集成整流器。
然而，在配置上述车辆发电电动机设备时没有考虑构成所述集成整流器的所述MOS功率晶体管的冷却。这导致一些问题。例如，提高所述MOS功率晶体管的耐热性而引起所述集成整流器的尺寸增大，从而导致所述车辆发电电动机的易安装性降低。
并且，分立于所述电动发电机来设置所述集成整流器会引起配线数量的增加，从而导致所述车辆发电电动机的易安装性降低。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有良好易安装性的发电电动机设备。
本发明的另一个目的在于提供一种开关装置，其用于所述具有良好易安装性的发电电动机设备。
本发明的再一个目的在于提供一种驱动系统，其包括了所述具有良好易安装性的发电电动机设备。
本发明的再一个目的在于提供一种计算机可读记录介质，在其上记录有用于指示计算机进行对所述具有良好易安装性的发电电动机设备的控制的程序。
本发明的第一方面涉及一种开关装置，其包括第一电极、第二电极、开关元件以及密封件。所述开关元件与所述第一电极和所述第二电极电连接，并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间。所述密封件被提供在所述开关元件周围，并且与所述第一电极和所述第二电极接触。
在所述开关装置中，所述开关元件夹在所述两个电极之间。所述两个电极散发由所述开关元件产生的热量。
于是，利用所述开关装置，所述开关元件可被有效地冷却。优选地，所述开关元件通过焊接与所述第一电极和所述第二电极电连接。
因此，可省略引线结合步骤，从而提高生产率。
优选地，所述开关元件为N沟道MOS晶体管。在这种情况下，可以容易地实现所述MOS晶体管的反极性结构。
本发明的第二方面涉及发电电动机设备，其包括电机、第一电极板、第二电极板以及多相开关元件组。所述电机包括转子和定子，并充当电力发电机和电动机。所述第一电极板和所述第二电极板被布置在所述电机的端面上。所述第一电极板和所述第二电极板基本成马蹄形，并围绕所述电机的旋转轴。所述多相开关元件组控制提供给所述电机的所述定子的电流。所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数。每一个多相开关元件组包括多个臂。每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接。多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板，而多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板。多个所述第一开关装置和所述第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件。
于是，利用所述开关装置，尺寸可以得到减小，并且所述开关元件可被有效冷却。从而，可提高所述发电电动机设备的易安装性。
优选地，所述发电电动机设备进一步包括控制电路和母线。所述控制电路控制所述多相开关元件组。所述母线将所述多个第一开关装置和所述多个第二开关装置与所述控制电路相连接。通过夹物模压来形成所述母线。
在这种情况下，可提高所述发电电动机的可靠性和生产率。
优选地，所述发电电动机设备进一步包括温度传感器。所述温度传感器被提供在所述控制电路的内部，并且检测所述控制电路的温度。由所述温度传感器实际检测的所述控制电路的温度被用来检测所述开关元件的温度。
在这种情况下，可以减少配线的数量，并且相比于在所述多个开关元件的每一个中提供温度传感器的情况，提高了所述发电电动机设备的易安装性。
优选地，通过参照显示了所述控制电路的温度与所述开关元件的温度之间的关系的映射图提取对应于由所述温度传感器实际检测的所述控制电路的温度的所述开关元件的温度，来检测所述开关元件的温度。
在这种情况下，所述开关元件的温度可以被稳定检测。
优选地，所述多相开关元件组控制提供给所述定子的电流，从而使得，当内燃机点火时，所述电机输出预定扭矩。所述电机输出预定扭矩，并经由皮带将所述预定扭矩传送给所述内燃机。
在这种情况下，可增加所述发电电动机设备的安装中的灵活性。
优选地，所述发电电动机设备进一步包括控制电路和温度传感器。所述控制电路控制所述多相开关元件组。所述温度传感器被布置在所述第一电极板和所述第二电极板中的一个上，并且检测在其上布置了所述温度传感器的电极板的环境温度。然后，所述控制电路基于由所述温度传感器实际检测的所述环境温度，检测所述开关元件的温度。
在这种情况下，可减少配线的数量，并且相比于在所述多个开关元件的每一个中提供温度传感器的情况，提高了所述发电电动机设备的易安装性。
优选地，所述控制电路存储了显示所述环境温度与所述开关元件的温度之间的关系的映射图，并且通过利用所述映射图提取对应于由所述温度传感器实际检测的环境温度的所述开关元件的温度，来检测所述开关元件的温度。
在这种情况下，所述开关元件的温度可以被稳定检测。
本发明的第三方面涉及一种驱动系统，其包括发电电动机设备和控制装置。所述发电电动机设备启动内燃机，并利用发动机扭矩产生电力。所述控制装置控制所述发电电动机设备。所述发电电动机设备包括电机、第一电极板、第二电极板以及多相开关元件组。所述电机包括转子和定子，并且充当电力发电机以及电动机。所述第一电极板和所述第二电极板被布置在所述电机的端面上。所述第一电极板和所述第二电极板基本成马蹄形，并围绕所述电机的旋转轴。所述多相开关元件组控制提供给所述电机的所述定子的电流。所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数。每一个多相开关元件组包括多个臂。每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接。多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板，而多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板。多个所述第一开关装置和所述第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件。当所述开关元件的温度高于预定温度时，所述控制装置向用于控制所述内燃机的内燃机控制装置输出禁止所述内燃机自动停止的信号。
于是，利用所述驱动系统，可提高所述发电电动机设备的易安装性，并且防止由于所述发电电动机设备中包括的所述开关元件的温度增加而致使所述内燃机不能启动的可能性。
本发明的第四方面涉及一种驱动系统，其包括发电电动机设备和控制装置。所述发电电动机设备启动内燃机，并利用发动机扭矩产生电力。所述控制装置控制所述发电电动机设备。所述发电电动机设备包括电机、第一电极板、第二电极板以及多相开关元件组。所述电机包括转子和定子，并且充当电力发电机以及电动机。所述第一电极板和所述第二电极板被布置在所述电机的端面上。所述第一电极板和所述第二电极板基本成马蹄形，并围绕所述电机的旋转轴。所述多相开关元件组控制提供给所述电机的所述定子的电流。所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数。每一个多相开关元件组包括多个臂。每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接。多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板，而多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板。所述第一和第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件。所述控制装置控制由所述电机产生的电力量，从而使得所述开关元件的温度变为允许所述内燃机启动的温度。
于是，利用所述驱动系统，可提高所述发电电动机设备的易安装性，并且防止由于所述发电电动机设备中包括的所述开关元件的温度增加而致使所述内燃机不能启动的可能性。
本发明的第五方面涉及一种计算机可读记录介质，在其上记录有用于指示计算机进行对用于启动内燃机的发电电动机设备的控制的程序。所述发电电动机设备包括电机、第一电极板、第二电极板以及多相开关元件组。所述电机包括转子和定子，并且充当电力发电机以及电动机。所述第一电极板和所述第二电极板被布置在所述电机的端面上。所述第一电极板和所述第二电极板基本成马蹄形，并围绕所述电机的旋转轴。所述多相开关元件组控制提供给所述电机的所述定子的电流。所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数。每一个多相开关元件组包括多个臂。每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接。多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板，而多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板。所述第一和第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件。
所述程序指示所述计算机进行第一步骤，当所述电机产生电力时检测所述开关元件的温度，第二步骤，确定所述开关元件的检测的温度是否高于第一参考值，以及第三步骤，当所述开关元件的温度高于所述第一参考值时，禁止所述内燃机自动停止。
于是，利用所述记录介质，可防止由于所述发电电动机设备中包括的所述开关元件的温度增加而致使所述内燃机不能启动的可能性。
优选地，所述程序指示计算机进一步执行第四步骤，检测电池的剩余容量，第五步骤，当所述开关元件的温度等于或低于所述第一参考值时，确定所述开关元件的温度是否高于第二参考值，第六步骤，当所述开关元件的温度高于所述第二参考值时，确定所述电池的剩余容量是否大于参考容量，以及第七步骤，当所述电池的剩余容量大于所述参考容量时，限制由所述电机产生的电力量，从而使所述开关元件的温度等于或小于所述第二参考值。
在这种情况下，可以防止由于所述发电电动机设备中包括的所述开关元件的温度增加而致使所述内燃机不能启动的可能性。
优选地，所述程序指示所述计算机进一步执行第八步骤，即使自从所述电机开始电力产生之后已经经过了预定时间，当所述电池的剩余容量不增加时，点亮报警灯。
在这种情况下，可以防止由于所述发电电动机设备中包括的所述开关元件的温度增加而致使所述内燃机不能启动的可能性。
附图说明
通过参照附图进行描述的以下优选实施例，本发明的前述和更多目的、特点和优势将变得更为明显，其中，相似的数字用于表示相似的元件，并且其中：
图1为根据本发明的实施例的发电电动机设备的平面图；
图2为沿着图1中的线II-II的横断面视图；
图3为图1中所示的开关装置SW1和开关装置SW2所在区域的横断面视图；
图4为图1中所示的开关装置SW1的横断面视图；
图5为图2中所示的位置检测装置的平面图；
图6为横断面视图，用于描述将图2中所示的控制电路与所述开关装置相连接的方法；
图7为程序上的流程图，用于将所述开关装置和电极板固定在交流发电机的端面；
图8为视图，其示出了在所述位置检测装置、控制IC以及激励晶体管之间的连接；
图9为电路图，其示出了图1中所示的开关装置SW1到SW6和电极板；
图10为框图，其示出了包括了图1中所示的发电电动机设备的电机系统；
图11为系统图，用于描述对由所述交流发电机进行的电力产生中的异常的检测、对由所述交流发电机产生的电力量的控制，以及对电池充电中的异常的检测；
图12A和12B为流程图，用于描述检测由所述交流发电机进行的电力产生中的异常以及控制由所述交流发电机产生的电力量的程序；
图13为流程图，用于描述检测电池充电中的异常的程序；
图14为曲线图，其示出了在所述电力产生量和所述电池的充电状态之间的关系。
具体实施方式
此后，将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。图表中的相同部分或基本相同部分将使用相同的参考数字和字附标注，并且仅对其进行一次描述。
参照图1，根据实施例的发电电动机设备100包括开关装置SW1到SW6、控制电路20、交流发电机50、母线70以及电极板83和84。
所述电极板83和84基本为马蹄形，并被布置于所述交流发电机50的端面以围绕所述交流发电机50的旋转轴50A。所述电极板83和84用铜(Cu)制成。所述电极板83与终端90相连接，电池(未示出)向所述终端提供电源电压。所述电极板84与接地节点相连接。
所述控制电路20被布置于所述交流发电机50的所述端面和所述电极板83和84的凹口部分。
所述开关装置SW1、SW3和SW5通过焊接直接连接到所述电极板83。所述开关装置SW2、SW4和SW6通过焊接直接连接到所述电极板84。
所述母线70包括导线71到79以及连接部分80到82。所述导线71一端与所述控制电路20相连接，另一端与所述开关装置SW1的栅极相连接。所述导线72一端与所述控制电路20相连接，另一端与所述开关装置SW2的栅极相连接。所述导线73将所述连接部分80与所述控制电路20相连接。
所述导线74一端与所述控制电路20相连接，另一端与所述开关装置SW3的栅极相连接。所述导线75一端与所述控制电路20相连接，另一端与所述开关装置SW4的栅极相连接。所述导线76将所述连接部分81与所述控制电路20相连接。
所述导线77一端与所述控制电路20相连接，另一端与所述开关装置SW5的栅极相连接。所述导线78一端与所述控制电路20相连接，另一端与所述开关装置SW6的栅极相连接。所述导线79将所述连接部分82与所述控制电路20相连接。
所述连接部分80将所述开关装置SW1的源极、所述开关装置SW2的漏极以及终端51A互相连接。所述连接部分81将所述开关装置SW3的源极、所述开关装置SW4的漏极以及终端52A互相连接。所述连接部分82将所述开关装置SW5的源极、所述开关装置SW6的漏极以及终端53A互相连接。所述终端51A，所述终端52A，以及所述终端53A分别用于与所述交流发电机50的U相线圈、V相线圈以及W相线圈交换电力。
所述开关装置SW1和所述开关装置SW2通过所述连接部分80在所述电极板83和所述电极板84之间互相串联电连接。所述开关装置SW3和所述开关装置SW4通过所述连接部分81在所述电极板83和所述电极板84之间互相串联电连接。所述开关装置SW5和所述开关装置SW6通过所述连接部分82在所述电极板83和所述电极板84之间互相串联电连接。
所述连接部分80经由所述终端51A从所述U相线圈接收电波形，并经由所述导线73向所述控制电路20输出所述接收到的波形，所述波形在所述交流发电机50充当电力发电机时，由所述U相线圈产生。相似地，所述连接部分81经由所述终端52A从所述V相线圈接收由所述V相线圈产生的电波形，并经由所述导线76向所述控制电路20输出所述接收到的波形。
所述控制电路20，如随后详细描述的，控制所述开关装置SW1到SW6，以及交流发电机50等。
图2为沿着图1中的线II-II的所述交流发电机50的横断面视图。参照图2，转子55固定于所述旋转轴50A，而转子线圈54缠绕所述转子55。定子56和57固定在所述转子55的外部，U相线圈51缠绕所述定子56，而V相线圈52缠绕所述定子57。在图2中，没有示出W相线圈所缠绕的定子。
皮带轮160与所述旋转轴50A的一端相连接。此结构使得由所述交流发电机50产生的扭矩通过皮带传送到发动机的曲轴，而来自所述发动机曲轴的所述发动机扭矩被传送到所述旋转轴50A。
在所述旋转轴50A的一端提供有所述电极板83和84以围绕所述旋转轴50A，该端位于与所述皮带轮160相连接的一端的相对侧。提供电刷58以接触所述旋转轴50A。
在图2中，在位于所述电极板84右侧和所述旋转轴50A上方的区域中，提供有位置检测装置40。在所述位置检测装置40的上方提供有所述控制电路20。所述开关装置SW3固定于面对所述电极板84的所述电极板83的表面。
图3为图1中所示开关装置SW1和开关装置SW2所在区域的横断面视图。参照图3，所述开关装置SW1和所述开关装置SW2在所述电极板83和所述电极板84之间互相串联电连接。所述开关装置SW1的漏极通过焊接与所述电极板83连接，使得所述开关装置SW1与所述电极板83直接连接。所述开关装置SW2的源极通过焊接与所述电极板84连接，使得所述开关装置SW2与所述电极板84直接连接。所述开关装置SW1的源极通过连接部分80与所述开关装置SW2的漏极相连接。
与所述开关装置SW1和所述开关装置SW2互相连接的方式相同，所述开关装置SW3和所述开关装置SW4在所述电极板83和所述电极板84之间互相串联电连接，并且，所述开关装置SW5和所述开关装置SW6在所述电极板83和所述电极板84之间互相串联电连接。
图4为图1中所示开关装置SW1的横断面视图。参照图4，所述开关装置SW1包括MOS晶体管Tr1、电极1和2、树脂(resin)5、绝缘垫(insulation pad)6以及导线7。所述MOS晶体管Tr1为N沟道MOS晶体管。
所述电极1和2由铜(Cu)制成。所述电极1形成正电极，而所述电极2形成负电极。所述电极1具有与所述电极2的形状对称的形状。所述电极1和所述电极2夹着所述MOS晶体管Tr1。在这种情况下，所述MOS晶体管Tr1的漏极D通过焊料3与所述电极1电连接，并且源极S通过焊料4与所述电极2相连接。栅极G通过焊接与所述导线7相连接。所述导线7通过所述绝缘垫6与所述电极2绝缘。
所述树脂5由硅(Si)树脂形成。在夹着所述MOS晶体管Tr1的所述电极1和所述电极2的周围部分提供有所述树脂5，以与所述电极1和2相接触，从而密封所述MOS晶体管Tr1。在这种情况下，与所述MOS晶体管Tr1的栅极相连接的所述导线7伸展到由所述电极1和2以及所述树脂5密封的所述区域的外部。
所述电极1由金属(Cu)制成。所述电极1通过焊料3与所述MOS晶体管Tr1的漏极D相连接。此结构允许所述电极1充当所述开关装置SW的漏极以及散热片。所述电极2由金属(Cu)制成。所述电极2通过焊料4与所述MOS晶体管Tr1的源极S相连接。此结构允许所述电极2充当所述开关装置SW1的源极以及散热片。
于是，由所述MOS晶体管Tr1产生的热量经由所述漏极D和所述焊料3转移到所述电极1，经由所述源极S和所述焊料4转移到所述电极2，然后从所述电极1和2散发出去。
如上所述，所述开关装置SW1夹在所述两个电极1和2之间，并且被配置使得可以容易地散发由所述MOS晶体管Tr1产生的热量。
所述树脂5将所述电极1和所述电极2彼此绝缘，并保护所述MOS晶体管使之不受潮。
所述开关装置SW2到SW6中的每一个具有与开关装置SW1相同的结构。注意到，图4所示的结构被称为“罐状结构”。利用所述“罐状结构”制造所述开关装置SW1到SW6，只需垂直地反向布置所述开关装置SW1到SW6即可以制造出具有相反极性的开关装置，而不需要将所述MOS晶体管Tr1到Tr6从N沟道MOS晶体管改变为P沟道MOS晶体管。即，所述“罐状结构”允许容易地反转极性。
配置所述开关装置SW1到SW6配置使得可以容易地冷却嵌入的MOS晶体管。所述开关装置SW1、SW3和SW5通过所述漏极D固定于所述电极板83，并且所述开关装置SW2、SW4和SW6通过所述源极S固定于所述电极板84。所述电极板83和84被布置在所述交流发电机50的后部，即，在布置了所述皮带轮160的部分的相对侧的部分。
因此，所述电极板83和84由交流发电机50中的气流冷却。在这种情况下，由于所述开关装置SW1到SW6中的每一个均被配置为将所述MOS晶体管夹在所述两个电极(金属)之间，不与所述电极板83或所述电极板84相连接的所述电极1或所述电极2与所述电极板83和84一起被冷却。
即，在所述开关装置SW1、SW3和SW5中，由所述MOS晶体管Tr1产生的热量经由所述漏极D或所述源极S转移到所述电极1或所述电极2，然后从所述电极1转移到所述电极板83。然后，利用所述交流发电机50中的气流对转移到所述电极2和所述电极板83的热量进行冷却。在所述开关装置SW2、SW4和SW6中，由所述MOS晶体管Tr1产生的热量经由所述漏极D或所述源极S转移到所述电极1或所述电极2，然后从所述电极2转移到所述电极板84。然后，利用所述交流发电机50中的气流对转移到所述电极1和所述电极板84的热量进行冷却。
当将所述开关装置SW1到SW6固定在所述交流发电机50的端面时，通过所述电极板83和84之一以及所述电极1和2之一对所述开关装置SW1到SW6的每一个进行冷却。
这可以消除使用额外装置等冷却开关装置SW1到SW6的需要。于是，可以利用紧凑结构有效地冷却所述开关装置SW1到SW6，并且，当将所述发电电动机设备100安装到车辆中时，可以提高易安装性。
图5为图2中所示的位置检测装置40的平面图。参照图5，所述位置检测装置40包括基片41，霍尔元件42A、42B和42C，电路部分43，以及终端44到49。
所述基片41由硅(Si)制成。所述霍尔元件42A、42B和42C在确定外围以有规则的间隔被布置在所述基片41上。所述电路部分43也被提供在所述基片41上。
所述霍尔元件42A、42B和42C检测正检测信号，所述信号示出了所述交流发电机50的所述转子55的磁极的位置，并向所述电路部分43输出所述检测到的位置检测信号。此位置检测信号具有正弦波形。
所述终端44接收电源电压。所述终端49与所述接地节点相连接。所述终端48接收参考值，所述参考值用于将来自所述霍尔元件42A、42B和42C的所述位置检测信号从正弦波形转换为矩形波形。所述终端45到47向所述控制电路20输出从所述电路部分43得到的具有矩形波形的位置检测信号。
所述电路部分43分别从所述霍尔元件41A、42B以及42C接收显示所述U相、所述V相以及所述W相的磁极位置的位置检测信号θu、θv以及θw，并接收来自所述终端48的所述参考值。然后，所述电路部分43对所述接收到的位置检测信号θu、θv以及θw进行波形整形，对其进行放大，然后利用通过终端48接收到的所述参考值将其转换为具有矩形波形的位置检测信号Hu、Hv以及Hw。然后，所述电路部分43分别经由所述终端45、46和47向所述控制电路20输出所述位置检测信号Hu、Hv以及Hw。
在所述实施例中，所述位置检测装置40被制造为一个IC，其具有在一个外壳(package)中的所述基片41，所述霍尔元件42A、42B和42C，以及所述电路部分43，并且具有终端44到49。
于是，相比于所述三个霍尔元件在印刷基片上以30电角度的间隔布置的情况，所述发电电动机设备100的尺寸得到减小，从而提高所述发电电动机设备100的易安装性。
图6为横断面视图，用于描述将图2中所示控制电路20与所述开关装置SW1和SW2连接的方法。参照图6，所述控制电路20包括控制IC 21、激励晶体管22以及基片23。所述控制IC 21和所述激励晶体管22被布置在所述基片22上。
通过夹物模压形成所述母线70。即，通过将图1中所示的导线71到79放置在模具中，并利用树脂进行成型来制造所述母线70。然后，将所述母线70布置在所述电极板83和所述电极板84之间。所述母线70的一端通过TIG焊接与所述控制电路20的所述基片23相连接，而其另一端与所述开关装置SW1、SW2等相连接。
所述温度传感器60被布置在所述电极板84上。电容器(condenser)30被布置在所述控制电路20附近。
所述电容器30与所述开关装置SW1到SW6的输入侧连接，并且去除波纹电流。所述温度传感器60检测所述电极板84的环境温度，并向所述控制电路20的所述控制IC 21输出所述检测到的温度。
所述控制IC 21通过所述母线70输出控制信号，从而控制所述开关装置SW1、SW2等。所述控制IC 21还通过所述母线70接收由所述交流发电机50产生的电波形，并确定所述交流发电机50是否实际产生电力。
所述控制IC 21控制所述激励晶体管22，从而控制提供给所述交流发电机50的所述转子线圈54的电流。即，所述控制IC 21控制由所述交流发电机50产生的电力量。
此外，所述控制IC 21基于由所述温度传感器60检测到的温度来估计所述开关装置SW1到SW6中的每一个包括的MOS晶体管的元件温度。所述控制IC 21存储映射图，其示出了在所述温度传感器60的环境温度和所述元件温度之间的关系。所述控制IC 21从所述映射图中提取对应于由所述温度传感器60实际检测到的环境温度的元件温度，并估计所述元件温度。
如上所述，代替直接测量所述开关装置SW1到SW6中的每一个的元件温度，而测量所述电极板84的环境温度，并且估计所述元件温度。这样减少了与所述控制电路20相连接的配线的数量，从而能够提高所述发电电动机设备100的易安装性。
所述控制IC 21还具有其它功能，这将在以下进行详细描述。所述温度传感器60可被布置在所述电极板83上。即，将所述温度传感器60仅布置在所述两个电极板83和84中的一个之上即足够。
图7为程序上的流程图，用于将所述开关装置SW1到SW6和电极板83和84固定在交流发电机50的端面。参照图7，准备了具有上述“罐状结构”的开关装置SW1到SW6，以及基本成马蹄形的电极板83和84。然后，通过焊接将所述开关装置SW1和SW3固定在所述电极板83的一个表面(参照图7的步骤7A)。在这种情况下，还通过焊接将所述开关装置SW5固定在所述电极板83上(此步骤未在图7的步骤7A中示出)。通过焊接将所述开关装置SW2、SW4和SW6固定在所述电极板84的一个表面。
然后，在其一个表面上焊接了所述开关装置SW1、SW3和SW5的所述电极板83被放置在具有重压(weight)的炉中。然后，所述开关装置SW1、SW3和SW5以及所述电极板83被加热(参照图7中的步骤7B)。此步骤增强了在所述开关装置SW1、SW3和SW5与所述电极板83之间的附着力。在这种情况下，在其一个表面上焊接了所述开关装置SW2、SW4和SW6的所述电极板84也被放置在具有重压的炉中。然后，所述开关装置SW2、SW4和SW6以及所述电极板84被加热。
然后，支撑所述电极板83和84，使得所述开关装置SW1、SW3和SW5分别面对所述开关装置SW2、SW4和SW6。通过夹物模压形成的所述母线70被布置在所述电极板83和所述电极板84之间。在所述母线70中包括的导线71、72、74、75、77和78分别与所述开关装置SW1到SW6的栅极相连接。所述连接部分80与所述开关装置SW1的源极、所述开关装置SW2的漏极以及所述终端51A相连接。所述连接部分81与所述开关装置SW3的源极、所述开关装置SW4的漏极以及所述终端52A相连接。所述连接部分82与所述开关装置SW5的源极、所述开关装置SW6的漏极以及所述终端53A相连接(参照图7的步骤7C)。
然后，将通过所述母线70互相连接的所述开关装置SW1、SW3和SW5，所述电极板83，所述开关装置SW2、SW4和SW6，以及所述电极板84固定在所述交流发电机50的所述端面(参照图7的步骤7D)。然后，所述控制电路20被布置在所述电极板83和84的凹口部分中。所述母线70的一端通过TIG焊接与所述控制电路20的所述基片23相连接。
至此完成一系列步骤。图8为视图，其示出了在所述位置检测装置40、控制IC 21以及激励晶体管22之间的连接。参照图8，所述控制IC 21包括控制部分211、MOS驱动部分212以及温度传感器213。当在其中安装了所述发电电动机设备100的车辆的启动键IG被开启时，所述控制IC 21经由所述终端21A在所述电源的正终端电压+B接收电源电流。所述电源电流还提供给所述位置检测装置40的终端44以及所述激励晶体管22的终端22A。
当所述交流发电机50不产生电力时，所述控制部分211经由终端21B通知主ECU(电气控制单元)所述交流发电机50中出现异常。当所述电池的SOC很小时，所述控制部分211基于经由所述终端21B接收的充电指示灯信号CHG点亮充电指示灯。
所述控制部分211经由终端21C接收信号M/G，并基于所述接收到的信号M/G控制所述开关装置SW1到SW6，从而使得所述交流发电机50作为电动机或电力发电机进行工作。
此外，所述控制部分211经由终端21D接收调整指令电压Reg.V，并控制所述开关装置SW1到SW6，从而向所述交流发电机50输出所述已接收的调整指令电压Reg.V。
此外，所述控制部分211经由终端21L、21M以及21N接收由所述交流发电机50的每一相产生的电波形，并基于所述接收到的波形确定所述交流发电机50是否正常地产生电力。所述终端21L、21M以及21N经由电容器分别与终端21I、21J以及21K相连接。
此外，所述控制部分211经由终端21V向所述激励晶体管22的终端22B输出用于控制所述激励晶体管22的栅极的控制信号。即，所述控制部分211经由所述终端21V控制由所述交流发电机50产生的电力量。
所述MOS驱动部分212经由终端21H向所述位置检测装置40的所述终端48输出参考值，所述参考值用于将由所述霍尔元件42A、42B和42C检测的所述位置检测信号θu、θv以及θw转换为具有矩形波形的位置检测信号Hu、Hv以及Hw。
所述MOS驱动部分212经由终端21E、21F和21G从所述位置检测装置40接收所述检测信号Hu、Hv以及Hw，并且同步于所述接收到的位置检测信号Hu、Hv以及Hw中的每一个的上升时间和下降时间，产生用于驱动所述开关装置SW1到SW6的驱动信号。所述MOS驱动部分212分别经由终端21O、21P、21Q、21R、21S以及21T向所述开关装置SW1到SW6输出所产生的驱动信号。
所述温度传感器213检测所述控制IC 21的温度，并向后面将提到的经济运行ECU 230输出所述检测到的温度。
终端21U与地GND相连接。所述激励晶体管22经由所述终端22A接收电源电流。所述激励晶体管22将直流电从所述终端21C提供给所述交流发电机50，所述直流电对应于由所述栅极经由所述终端22B接收到的控制信号。
图9为电路图，其示出了图1中所示的开关装置SW1到SW6和电极板83和84。图9示出了分别包括在所述开关装置SW1到SW6中的MOS晶体管Tr1到Tr6。
所述MOS晶体管Tr1和Tr2在由所述电极板83构成的电源线LN1和由所述电极板84构成的地线LN2之间互相串联连接。相似地，所述MOS晶体管Tr3和Tr4在所述电源线LN1和所述地线LN2之间互相串联连接，并且所述MOS晶体管Tr5和Tr6在所述电源线LN1和所述地线LN2之间互相串联连接。
所述MOS晶体管对Tr1和Tr2、所述MOS晶体管对Tr3和Tr4，以及所述MOS晶体管对Tr5和Tr6，在所述电源线LN1和所述地线LN2之间并联连接。
所述交流发电机50的所述U相线圈与位于所述MOS晶体管Tr1和所述MOS晶体管Tr2中间的点相连接。所述交流发电机50的所述V相线圈与位于所述MOS晶体管Tr3和所述MOS晶体管Tr4中间的点相连接。所述交流发电机50的所述W相线圈与位于所述MOS晶体管Tr5和所述MOS晶体管Tr6中间的点相连接。
所述电容器30与所述MOS晶体管Tr1到Tr6的输入侧相连接。所述电容器30去除波纹电流。
所述MOS晶体管Tr1到Tr6构成逆变器INV。在所述逆变器INV中，所述MOS晶体管Tr1到Tr6根据来自所述控制IC 21的所述终端21O、21P、21Q、21R、21S以及21T开启/关断，由此将所述交流发电机50作为电动机驱动。
当所述交流发电机50充当电力发电机时，所述逆变器INV将由所述交流发电机50产生的交流电压转换为直流电压，并向所述电池提供所述直流电压。在从交流电压到直流电压的转换中电力损失减小的情况下，所述逆变器INV将所述MOS晶体管Tr1到Tr6开启/关断，从而将交流电压转换为直流电压。在其它情况下，通过所述MOS晶体管Tr1到Tr6的虚拟二极管将交流电压转换为直流电压。
互相串联连接的所述MOS晶体管Tr1和Tr2构成一个臂，互相串联连接的所述MOS晶体管Tr3和Tr4构成一个臂，互相串联连接的所述MOS晶体管Tr5和Tr6构成一个臂。即，所述逆变器INV由三个臂构成。
在所述实施例中，并不将所述臂的个数限制为三个。一般而言，根据所述交流发电机50的相的个数来决定所述臂的个数。因此，当所述交流发电机50包括多个相时，所述逆变器INV包括多个臂。
图10为框图，其示出了包括了图1中所示的发电电动机设备的电机系统200。参照图10，所述发动机系统200包括所述电池100，所述控制电路20，所述交流发电机50，发动机110，扭矩变换器120，自动传输130，皮带轮140、150和160，皮带170，辅件172，起动器174，电液泵180，喷油阀190，电动机210，节流阀220，经济运行ECU 230，发动机ECU 240，以及VSC(车辆稳定控制)ECU 250。
如前所述，在所述交流发电机50的端面上提供所述控制电路20。通过所述交流发电机50或所述起动器74启动所述发动机110，并产生预定量的输出。更具体地，当在所述停止后利用所述经济运行系统(以下将适当地将其称为“eco-run system(经济运行系统)”)启动时，通过所述交流发电机50启动所述发动机110。当利用所述点火开关启动时，利用所述起动器174启动所述发动机110。所述发动机110将来自曲轴110a的产生的输出传送给所述扭矩变换器120或所述皮带轮140。
所述扭矩变换器120将来自所述曲轴110a的所述发动机110的旋转传送给所述自动传输130。所述自动传输130进行自动换档控制(automaticshift control)，将来自所述扭矩变换器120的所述扭矩转变为对应于所述换档控制的扭矩，然后向输出轴130a输出所述扭矩。
所述皮带轮140经由电磁离合器140a与所述发动机110的曲轴110a相连接。所述皮带轮140经由所述皮带170与所述皮带轮150和160协调工作。
所述电磁离合器140a根据所述经济运行ECU 230的控制将所述皮带轮140与所述曲轴110a相连接，或者将其从所述曲轴110a断开。所述皮带170将所述皮带轮140、150以及160互相连接。所述皮带轮150与所述辅件172的旋转轴相连接。
所述皮带轮160与所述交流发电机50的旋转轴相连接，并通过所述交流发电机50或所述发动机110的所述曲轴110a转动。
所述辅件172由空调压缩机、动力转向泵以及发动机冷却水泵中的一个或一些构成。所述辅件172经由所述皮带轮160、所述皮带170以及所述皮带轮150接收来自所述交流发电机50的输出，并由所接收到的输出驱动。
通过所述控制电路20驱动所述交流发电机50。所述交流发电机50经由所述皮带轮140、所述皮带170以及所述皮带轮160接收所述发动机110的所述曲轴110a的旋转力，并将所述接收到的旋转力转换为电能。即，所述交流发电机50利用所述曲轴110a的所述旋转力产生电力。在两种情况下，所述交流发电机50产生电力。在其中一种情况下，通过在包括了所述发动机系统200的混合动力车正常行驶时驱动所述发动机110，所述交流发电机50接收所述曲轴110a的所述旋转力，并且产生电力。在另一种情况下，尽管不驱动所述发动机110，当所述混合动力车减速时，将驱动轮的旋转力传送给所述曲轴110a，并且，所述交流发电机50接收所述传送的旋转力并产生电力。
通过所述控制电路20驱动所述交流发电机50，并将预定量的输出(能量)传送给所述皮带轮160。当启动所述发动机110时，经由所述皮带170和所述皮带轮140将所述预定量的输出传送给所述发动机110的所述曲轴110a。当驱动所述辅件172时，经由所述皮带170和所述皮带轮150将所述预定量的输出传送给所述辅件172。
例如，所述电池10向所述控制电路20提供12V的直流电压。所述控制电路20依照所述经济运行ECU 230的控制，将来自所述电池10的所述直流电压变换为交流电压，并利用所述得到的交流电压驱动所述交流发电机50。所述控制电路20依照所述经济运行ECU 230的控制，将由所述交流发电机50产生的交流电压变换为直流电压，并利用所述得到的直流电压对所述电池10充电。
所述起动器174依照所述经济运行ECU 230的控制，启动所述发动机110。所述电液泵180嵌在所述自动传输130中，并依照所述发动机ECU 240的控制向提供于所述自动传输130中的液压控制部分提供液压液。所述液压液用于调整所述自动传输130中的离合器、制动器以及单向离合器的工作状态，并且利用所述液压控制部分中的控制阀来根据需要改变所述换档状态(shift state)。
所述经济运行ECU 230进行对所述交流发电机50和所述控制电路20的模式控制，并且，控制所述起动器174，控制所述电池10的充电状态，检测由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常，控制由所述交流发电机50产生的电力量，以及检测所述电池10充电中的异常。所述交流发电机50和所述控制电路20的模式控制包括对电力产生模式的控制，在其中所述交流发电机50充当电力发电机，以及对驱动模式的控制，在其中所述交流发电机50充当驱动电动机。注意到，在图中没有示出从所述经济运行ECU 230到所述电池10的控制线。
所述喷油阀190依照所述发动机ECU 240的控制来控制燃油喷射。所述电动机210依照所述发动机ECU 240的控制来控制所述节流阀220的开量(opening amount)。由所述电动机210将所述节流阀220的开量设置为预定值。
所述发动机ECU 240对除所述发动机冷却水泵以外的辅件172进行开/关控制，对所述电液泵180进行驱动控制，对所述自动传输130进行换档控制，利用所述喷油阀190进行燃油喷射控制，由所述电动机210对节流阀220进行开量控制，以及进行其它发动机控制。
所述发动机ECU 240检测来自冷却液温度传感器的发动机冷却液温度THW，来自怠速开关的是否加速踏板被压下的信号指示，来自加速踏板操作量传感器的加速踏板操作量ACCP，来自方向舵偏角传感器的驾驶的方向舵偏角，来自车辆速度传感器的车辆速度SPD，来自节流阀开量传感器的节流阀开量TA，来自换档位置传感器的换档位置SHFT，来自发动机转速传感器的发动机转速NE，来自空调机开关的是否进行开/关操作的信号指示，以及其它数据。
所述VSC-ECU 250检测来自制动开关的是否所述制动踏板被压下的信号指示以及其它数据。
所述经济运行ECU 230、所述发动机ECU 240以及所述VSC-ECU 250中的每一个主要包括微型计算机。所述CPU(中央处理单元)依照写入内部ROM(只读存储器)中的程序进行所需要的计算，并且所述ECU基于所述计算结果进行各种控制。可经由数据通信在所述经济运行ECU 230、所述发动机ECU 240和所述VSC-ECU 250之间传输所述计算的结果和所述检测到的数据。所述经济运行ECU 230、所述发动机ECU 240和所述VSC-ECU 250可根据需要交换数据，并且可以进行相互协调控制。
作为所述发动机系统200的操作，可进行已知的怠速停止控制。更具体地，当基于来自各种传感器的输出检测到车辆减速或者停止时，所述发动机被停止。然后，当驾驶员希望启动车辆时，通过所述交流发电机50启动所述发动机110(可基于制动器和加速踏板的操作状态来检测驾驶员的意图)。在所述发动机系统200中，将用于控制所述交流发电机50的控制电路20提供在所述交流发电机50的端面上，并根据来自所述经济运行ECU 230的指示驱动所述交流发电机50作为驱动电动机或电力发电机。当驱动所述交流发电机50作为驱动电动机或电力发电机时，由所述开关装置SW1到SW6的所述MOS晶体管Tr1到Tr6产生的热量被经由所述电极1或所述电极2传送到所述电极板83或所述电极板84，从而，所述MOS晶体管Tr1到Tr6被有效地冷却。
此后，将描述由所述经济运行ECU 230进行的，对由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常的检测，对由所述交流发电机50产生的电力量的控制，以及对在所述发动机系统200中由所述交流发电机50对所述电池10进行充电的过程中的异常的检测。
图11为系统图，用于描述对由所述交流发电机50进行的产生电力中的异常的检测，对由所述交流发电机50产生的电力量的控制，以及对电池10充电中的异常的检测。参照图11，所述经济运行ECU 230从电流传感器11接收输入/输出所述电池10的电池电流值。所述经济运行ECU 30累计所述电池电流值，并且计算所述电池10的SOC(充电状态)。
终端TEMP接收来自提供在所述控制IC 21中的温度传感器213(参照图8)的所述控制IC 21的温度，并且，所述经济运行ECU 230基于所述接收到的温度估计所述开关装置SW1到SW6的元件温度。所述经济运行ECU 230存储映射图，该映射图显示了在所述控制IC 21的温度和所述元件温度之间的关系，并从所述映射图中提取对应于从所述温度传感器213接收到的所述控制IC 21的温度的温度，从而估计所述元件温度。
然后，所述经济运行ECU 230基于所述估计的元件温度对由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常进行检测，并控制由所述交流发电机50产生的电力量。然后，所述经济运行ECU 230基于所述估计的元件温度和所述电池10的所述计算得到的SOC对所述电池10充电中的异常进行检测。
图12A和12B为流程图，用于描述检测由所述交流发电机50进行的产生电力中的异常以及控制由所述交流发电机50产生的电力量的程序。参照图12A和12B，当所述程序开始时，所述经济运行ECU 230在确认满足所述经济运行状态后，设置“eco-run permission＝1”(步骤S1)。即，当装配了所述发动机系统200的混合动力车由于停车灯等停止时，所述经济运行ECU 230允许停止发动机110的操作。
然后，所述经济运行ECU 230接收来自所述控制IC 21中的温度传感器213的所述控制IC 21的温度，并以前述方式估计对应于所述控制IC 21的所述已接收的温度的所述开关装置SW1到SW6的元件温度(步骤S2)。然后，所述经济运行ECU 230接收来自所述电流传感器11的所述电池电流值，并累计所述接收到的电池电流值，从而读取所述电池10的所述SOC(步骤S3)。
然后，所述经济运行ECU 230确定是否要进行启动指令，即，是否将所述交流发电机50作为电动机工作，以及是否要启动所述发动机110(步骤S4)。更具体地，所述经济运行ECU 230基于信号“M/G＝1”是否将被输出到所述控制IC 21来确定是否要启动所述发动机110。
当所述经济运行ECU 230确定要启动所述发动机110时，进行步骤S12。
另一方面，当所述经济运行ECU 230在步骤S4中确定不启动所述发动机110时，所述经济运行ECU 230确定在步骤S2中估计的所述元件温度是否高于参考值T0(步骤S5)。所述参考值T0为临界温度，在此温度所述交流发电机50可继续充当电力发电机。
当确定所述元件温度高于所述参考值T0时，所述经济运行ECU 230生成用于将从所述激励晶体管22提供的激励电流设置为“0”的“excitingcurrent command＝0”，并将其输出到所述控制IC 21。然后，所述控制IC 21控制所述激励晶体管22，从而使所述激励电流变为“0”，从而停止由所述交流发电机50进行的电力产生。然后，所述经济运行ECU 230点亮用于提醒驾驶员不能产生电力的警告灯(步骤S6)，之后，所述程序结束。
当在步骤S5中确定所述元件温度高于所述参考值T0时，控制所述交流发电机50，使得由于如下原因停止电力产生：当所述元件温度高于所述参考值T0时，如果继续由所述交流发电机50进行电力产生，所述开关装置SW1到SW6断开，从而在停止经济运行之后不能将所述交流发电机50作为电动机工作，并且不能启动所述发动机110。
另一方面，当在步骤S5中确定所述元件温度等于或低于所述参考值T0时，所述经济运行ECU 230确定所述元件温度是否高于所述参考值T1(＜T0)(步骤S7)。所述参考值T1为允许所述经济运行的临界温度。
当在步骤S7中确定所述元件温度高于所述参考值T1时，所述经济运行ECU 230设置“eco-run permission＝0”，并向所述发动机240输出此“eco-run permission＝0”，从而禁止经济运行。然后，所述经济运行ECU230关闭经济运行灯，并提醒驾驶员禁止所述经济运行(步骤S8)。根据来自所述经济运行ECU 230的“eco-run permission＝0”，即使当所述混合动力车停止时，所述发动机ECU 240不停止所述发动机110。这消除了当停止经济运行之后启动所述混合动力车时，利用所述交流发电机50启动所述发动机110的必要，防止所述开关装置SW1到SW6的所述元件温度升高。然后，进行步骤S12。
当所述元件温度高于所述参考值T1时，禁止经济运行，以减少停止经济运行后通过所述交流发电机50启动所述发动机110的次数(即，通过所述开关装置SW1到SW6将所述交流发电机50驱动为电动机的次数)，从而防止所述开关装置SW1到SW6的所述元件温度升高。
另一方面，当在步骤S7中确定所述元件温度等于或低于所述参考值T1时，所述经济运行ECU 230确定所述元件温度是否高于参考温度T2(步骤S9)。所述参考值T2为限制由所述交流发电机50产生的电力量以使得所述元件温度不超过所述参考值T1的临界温度。
当确定所述元件温度高于所述参考值T2时，所述经济运行ECU 230进一步确定在步骤S3中获得的所述电池的SOC是否大于参考值C(步骤S10)。当所述电池的SOC等于或小于所述参考值C时，进行步骤S12。
另一方面，当在步骤S10中确定所述电池的SOC大于所述参考值C时，所述经济运行ECU 230控制所述控制IC 21，从而限制由所述交流发电机50产生的电力量(步骤S11)。更具体地，所述经济运行ECU 230存储了显示在所述元件温度和所述激励电流指令之间的关系的映射图。所述经济运行ECU 230利用所述映射图提取对应于在步骤S2中获得的所述元件温度的激励电流指令，并将所述提取出的激励电流指令输出到所述控制IC 21。所述控制IC 21控制所述激励晶体管22，使得由来自所述经济运行ECU 230的所述激励电流指令所指定的激励电流流动。从而限制由所述交流发电机50产生的电力量，并将所述开关装置SW1到SW6的所述元件温度限制为所述交流发电机50可以作为电动机工作并且所述发动机110可以被启动的温度，之后，所述程序结束。
另一方面，当在步骤S9中确定所述元件温度等于或低于所述参考值T2时，所述经济运行ECU 230设置“M/G＝0”，并允许所述交流发电机50正常产生电力(步骤S12)，之后，所述程序结束。
图13为流程图，用于描述检测电池10充电中的异常的程序。参照图13，当开始所述程序时，所述经济运行ECU 230将定时计数器重置为“0”(TIME＝0)(步骤S21)。然后，所述经济运行ECU 230确定所述交流发电机50是否正在产生电力(步骤S22)。更具体地，所述经济运行ECU230通过确定所述信号M/G是否为“0”来确定所述交流发电机50是否正在产生电力。
当在步骤S22中确定所述交流发电机50没有在产生电力时，所述程序结束。
另一方面，当在步骤S22中确定所述交流发电机50正在产生电力时，所述经济运行ECU 230从所述电流传感器11读取电池电流值I(步骤S23)，并累计所述电池电流值I，从而计算所述电池10的充电状态SOC(步骤S24)。
所述经济运行ECU 230控制所述控制IC 21，使得由所述交流发电机50产生对应于所述计算得到的充电状态SOC的电力量(步骤S25)。所述经济运行ECU 230存储了显示图14中所示的在所述电力产生量和所述充电状态SOC之间的关系的映射图。所述经济运行ECU 230提取对应于在步骤S24中计算的所述充电状态SOC的电力产生量，并控制所述控制IC 21使得所述交流发电机50产生所述提取的电力量。
所述经济运行ECU 230确定所述充电状态SOC是否达到充满状态(步骤S26)。当确定所述充电状态SOC达到所述充满状态时，所述经济运行ECU 230关闭所述报警灯(步骤S28)，之后，所述程序结束。
另一方面，当在步骤S26中确定所述充电状态SOC没有达到所述充满状态时，所述经济运行ECU 230确定所述电池电流I是正还是负(步骤S27)。在这种情况下，所述电池电流I为正的事实表示所述电池电流I从所述电池10放电，而所述电池电流I为负的事实表示所述电池电流I向所述电池10充电。
当在步骤S27中确定所述电池电流I为负时，所述经济运行ECU 230关闭所述报警灯(步骤S28)，之后，所述程序结束。
另一方面，当在步骤S28中确定所述电池电流I为正时，所述经济运行ECU 230增加由所述定时计数器示出的值(步骤S29)，并确定所述得到的定时计数值TIME是否大于参考值A(步骤S30)。所述参考值A为确定没有对所述电池10进行充电的临界时间值。
当在步骤S30中确定所述定时计数值TIME大于所述参考值A时，所述经济运行ECU 230确定没有对所述电池10进行充电，并点亮所述报警灯(步骤S31)，之后，所述程序结束。
另一方面，当在步骤S30中确定所述定时计数值TIME等于或小于所述参考值A时，重复进行步骤S22到S30。
实际上通过所述CPU来进行在所述经济运行ECU 230中的对由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常的检测以及对由所述交流发电机50产生的电力量的控制。所述CPU从所述ROM读取包括了图12A和12B中流程图所示步骤的程序，并执行图12A和12B中的所述步骤，从而进行对由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常的检测，以及对由所述交流发电机50产生的电力量的控制。
于是，所述ROM可作为计算机(CPU)可读记录介质，在其上记录有程序，所述程序用于指示所述计算机(CPU)进行对由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常的检测，以及对由所述交流发电机50产生的电力量的控制。
实际上通过所述CPU来进行在所述经济运行ECU 230中的对所述电池10的充电中的异常的检测。所述CPU从所述ROM读取包括了图13中流程图所示步骤的程序，并进行图13中的所述步骤，从而检测所述电池10的充电中的异常。
于是，所述ROM可作为计算机(CPU)可读记录介质，在其上记录有程序，该程序用于指示所述计算机(CPU)进行对所述电池10的充电中的异常的检测。
如上所述，所述经济运行ECU 230基于由所述温度传感器213检测到的温度来估计所述开关装置SW1到SW6的所述元件温度，所述温度传感器213提供在所述发电电动机设备100的所述控制IC21中。然后，所述ECU 230基于所述估计的元件温度来进行对由所述交流发电机50进行的电力产生中的异常的检测，以及对由所述交流发电机50产生的电力量的控制。
所述经济运行ECU 230基于来自所述电流传感器11的电池电流值检测在所述电池10充电中的异常，所述电流传感器11提供在所述电池10附近。
因此，取代用于进行对由所述交流发电机50的电力产生中的异常的检测，对由所述交流发电机50产生的电力量的控制，以及对所述电池10充电中的异常的检测的微型计算机，在所述交流发电机的端面提供了上述一个IC芯片(所述控制IC 21)，从而使得所述发电电动机设备100的尺寸减小。于是，提高了所述发电电动机设备100的易安装性。
在以上描述中，没有对所述交流发电机50和所述发动机110之间的位置关系进行详细描述。当利用“组合点火启动”启动所述发动机110时，不限制所述交流发电机50所在的位置。
所述“组合点火启动”表明燃料被压缩在所述发动机110的汽缸中并被点火的状态，所述曲轴开始转动，并且利用所述电动机的扭矩辅助所述转动，从而促进所述发动机110的启动。在这种情况下，所述电动机输出的扭矩小于正常状态下所输出的扭矩。
于是，当通过所述“组合点火启动”启动所述发动机110时，经由所述皮带170将所述交流发电机50的所述输出扭矩传送给所述发动机110的所述曲轴110a。因此，不限制所述交流发电机50所在的位置。
另一方面，当无需使用所述“组合点火启动”来启动所述发动机110时，所述交流发电机50需要输出大扭矩。因此，所述交流发电机50被提供在所述发动机110附近。
所述交流发电机50可被视为“电动机”，其包括定子和转子，并充当电力发电机和电动机。
所述各对开关装置SW1和SW2，开关装置SW3和SW4，以及开关装置SW5和SW6中的每一对可被视为“多相开关元件组”。
所述经济运行ECU 230和所述发电电动机设备100可被视为“驱动系统”。
此外，所述经济运行ECU 230可被视为“控制装置”，其控制所述发电电动机设备100。
已经参考示例性的实施例描述了本发明，可以理解到，本发明不限于所述示例性的实施例和结构。相反，本发明意在覆盖各种变型例和等效设计。此外，虽然已经在各种组合和构造中示出了所述示例性的实施例的各种元件，但是，这只是示例性的，包括更多、更少或仅单个元件的其它组合和构造也在本发明的精神和范围之内。

Claims (15)

1.一种开关装置，包括：
第一电极；
第二电极；
开关元件，其与所述第一电极和所述第二电极电连接，并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间；以及
密封件，其提供在所述开关元件周围，并且与所述第一电极和所述第二电极接触。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其中，所述开关元件通过焊接与所述第一电极和所述第二电极电连接。
3.根据权利要求1或2所述的开关装置，其中，所述开关元件为N沟道MOS晶体管。
4.一种发电电动机设备，包括：
电机，其包括转子和定子，并充当电力发电机和电动机；
第一电极板和第二电极板被布置在所述电机的端面上，并且基本成马蹄形，从而围绕所述电机的旋转轴；以及
多相开关元件组，其控制提供给所述定子的电流，其中，所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数；每一个多相开关元件组包括多个臂，每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接；多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板；多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板；并且，多个所述第一开关装置和所述第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件。
5.根据权利要求4所述的发电电动机设备，进一步包括：
控制电路，其控制所述多相开关元件组；以及
母线，其将多个所述第一开关装置和多个所述第二开关装置与所述控制电路相连接，其中，通过夹物模压形成所述母线。
6.根据权利要求4或5所述的发电电动机设备，进一步包括：
温度传感器，其被提供在所述控制电路的内部，并且检测所述控制电路的温度，其中，由所述温度传感器实际检测的所述控制电路的温度被用来检测所述开关元件的温度。
7.根据权利要求6所述的发电电动机设备，其中，通过参照显示了所述控制电路的温度与所述开关元件的温度之间的关系的映射图提取对应于由所述温度传感器实际检测的所述控制电路的温度的所述开关元件的温度，来检测所述开关元件的温度。
8.根据权利要求4到7所述的发电电动机设备，其中，所述多相开关元件组控制提供给所述定子的电流，从而使得当内燃机点火时所述电机输出预定扭矩，并且所述电机输出所述预定扭矩，并经由皮带将所述预定扭矩传送给所述内燃机。
9.根据权利要求4所述的发电电动机设备，进一步包括：
控制电路，其控制所述多相开关元件组；以及
温度传感器，其被布置在所述第一电极板和所述第二电极板中的一个上，并且检测在其上布置了所述温度传感器的所述电极板的环境温度，其中，所述控制电路基于由所述温度传感器实际检测的所述环境温度，检测所述开关元件的温度。
10.根据权利要求9所述的发电电动机设备，其中，所述控制电路存储了显示所述环境温度与所述开关元件的温度之间的关系的映射图，并通过利用所述映射图提取对应于由所述温度传感器实际检测的所述环境温度的所述开关元件的温度，来检测所述开关元件的温度。
11.一种驱动系统，其包括：
发电电动机设备，其启动内燃机，并利用发动机扭矩产生电力；
控制装置，其控制所述发电电动机设备，其中，所述发电电动机设备包括电机，该电机包括转子和定子并且充当电力发电机和电动机，第一电极板和第二电极板，被布置在所述电机的端面上，并基本成马蹄形，从而围绕所述电机的旋转轴，以及多相开关元件组，用于控制提供给所述电机的所述定子的电流；所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数；每一个多相开关元件组包括多个臂，每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接；多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板；多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板；多个所述第一开关装置和所述第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件；并且，当所述开关元件的温度高于预定温度时，所述控制装置向用于控制所述内燃机的内燃机控制装置输出禁止所述内燃机自动停止的信号。
12.一种驱动系统，其包括：
发电电动机设备，其启动内燃机，并利用发动机扭矩产生电力；
控制装置，其控制所述发电电动机设备，其中，所述发电电动机设备包括电机，该电机包括转子和定子并且充当电力发电机和电动机，第一电极板和第二电极板，被布置在所述电机的端面上，并基本成马蹄形，从而围绕所述电机的旋转轴，以及多相开关元件组，用于控制提供给所述电机的所述定子的电流；所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数；每一个多相开关元件组包括多个臂，每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接；多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板；多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板；多个所述第一开关装置和所述第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件；以及，所述控制装置控制由所述电机产生的电力量，从而使得所述开关元件的温度变为允许所述内燃机启动的温度。
13.一种计算机可读记录介质，在其上记录有用于指示计算机进行对用于启动内燃机的发电电动机设备的控制的程序，其中，所述发电电动机设备包括电机，该电机包括转子和定子并且充当电力发电机和电动机，第一电极板和第二电极板，被布置在所述电机的端面上，并基本成马蹄形，从而围绕所述电机的旋转轴，以及多相开关元件组，用于控制提供给所述电机的所述定子的电流；所述多相开关元件组的数目对应于所述电机的相的个数；每一个多相开关元件组包括多个臂，每一个臂包括第一开关装置和第二开关装置，它们在所述第一电极板和所述第二电极板之间互相串联电连接；多个所述第一开关装置直接连接到所述第一电极板；多个所述第二开关装置直接连接到所述第二电极板；多个所述第一开关装置和所述第二开关装置中的每一个包括第一电极、第二电极、与所述第一电极和所述第二电极电连接并且夹在所述第一电极和所述第二电极之间的开关元件以及被提供在所述开关元件周围并且与所述第一电极和所述第二电极接触的密封件；并且，所述程序指示所述计算机进行第一步骤，当所述电机产生电力时检测所述开关元件的温度，第二步骤，确定所述开关元件的所述检测的温度是否高于第一参考值，以及第三步骤，当所述开关元件的温度高于所述第一参考值时，禁止所述内燃机自动停止。
14.根据权利要求13所述的记录介质，其中，所述记录介质存储这样的程序，其用于指示计算机进一步执行第四步骤，检测电池的剩余容量，第五步骤，当所述开关元件的温度等于或低于所述第一参考值时，确定所述开关元件的温度是否高于第二参考值，第六步骤，当所述开关元件的温度高于所述第二参考值时，确定所述电池的剩余容量是否大于参考容量，以及第七步骤，当所述电池的所述剩余容量大于所述参考容量时，限制由所述电机产生的电力量，从而使所述开关元件的温度等于或小于所述第二参考值。
15.根据权利要求13或14所述的记录介质，其中，所述记录介质存储这样的程序，该程序用于指示计算机进一步执行第八步骤，即使自从所述电机开始电力产生之后已经经过了预定时间，当所述电池的剩余容量不增加时，点亮报警灯。
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