本說明書涉及用于車輛交流發(fā)電機或發(fā)電機的系統(tǒng)和方法。所述方法尤其可用于復(fù)激交流發(fā)電機，復(fù)激交流發(fā)電機將電功率提供到車輛電氣負(fù)載并將轉(zhuǎn)動能從發(fā)動機傳送到機械驅(qū)動的附件裝置。

背景技術(shù)：

車輛可包括用于將機械能轉(zhuǎn)換成電能的交流發(fā)電機。由交流發(fā)電機產(chǎn)生的電能可儲存在電能儲存裝置中以用于未來消耗，或所述電能可在所述電能產(chǎn)生時被電動裝置消耗。近來，車輛內(nèi)的電氣負(fù)載已增加，且隨著自主車輛投入生產(chǎn)，預(yù)期電氣負(fù)載將進一步增加。例如，一些車輛包括電輔助轉(zhuǎn)向和電驅(qū)動氣候控制系統(tǒng)。自主車輛可包括物體和距離觀察傳感器以及用以定位、停止并加速車輛的增強的通信系統(tǒng)和致動器。電氣負(fù)載可增加至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出中型交流發(fā)電機可提供的負(fù)載。另外，驅(qū)動交流發(fā)電機的發(fā)動機的速度可改變，使得發(fā)動機以交流發(fā)電機的操作效率比可期望的要低的速度來驅(qū)動交流發(fā)電機。再者，發(fā)動機速度可以以可以是效率較低的速度操作前端附件(accessory)裝置(fead)。因此，除非交流發(fā)電機的大小設(shè)定得較大，否則交流發(fā)電機電氣輸出有時可能不足以供應(yīng)電氣負(fù)載，且fead裝置可比期望的效率低。然而，增加交流發(fā)電機的大小可增加車輛質(zhì)量，從而降低車輛燃料效率。另外，將離合器安裝在fead附件與發(fā)動機之間可降低傳動系統(tǒng)效率。由此，將期望提供一種具有帶有減少的質(zhì)量以及可變速度fead驅(qū)動裝置的高輸出能力的交流發(fā)電機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文發(fā)明人已認(rèn)識到上文提及的常規(guī)交流發(fā)電機的缺點且已研發(fā)出一種電機，其包括：外殼；在外殼內(nèi)的第一勵磁繞組(fieldwinding)；第一電樞繞組(armaturewinding)；第二勵磁繞組，第一勵磁繞組和第一電樞繞組至少部分被第二勵磁繞組包裹；第二電樞繞組，第一勵磁繞組和第一電樞繞組至少部分被第二電樞繞組包裹；以及控制器，其包括用以調(diào)整供應(yīng)到第二勵磁繞組的電流以控制前端附件裝置的速度的非暫時性指令。

通過調(diào)整供應(yīng)到將電能提供到電消耗裝置的電機的第二勵磁繞組的電流，提供以下技術(shù)結(jié)果可以是可能的：提供改進的前端附件驅(qū)動速度控制。例如，如果發(fā)動機輸出增加，那么供應(yīng)到交流發(fā)電機的磁場的電流可增加，以增加水泵速度或其他前端附件裝置(fead)的速度。以這種方式，即使發(fā)動機速度不變，水泵輸出也可增加以提供另外的冷卻。

本說明書可提供若干優(yōu)點。具體地，電機可改進fead裝置速度控制。另外，傳動系統(tǒng)效率可通過在發(fā)動機速度改變的同時在期望速度范圍內(nèi)操作fead裝置來改進。再者，電機的機械輸出和電氣輸出可經(jīng)調(diào)整以改進車輛傳動系效率。

當(dāng)單獨地或結(jié)合附圖根據(jù)下面的具體實施方式，本說明書的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點以及特征將變得顯而易見。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化形式引入在具體實施方式中進一步描述的所選概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，所述主題的范圍由所附權(quán)利要求書唯一地限定。此外，所要求保護的主體并不限于解決上文或在本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。

附圖說明

通過單獨地或參考附圖來閱讀在本文中被稱為具體實施方式的實施例的示例，本文中描述的優(yōu)點將得到更加完整的理解，其中：

圖1a和圖1b示出并入車輛的動力傳動系統(tǒng)中的交流發(fā)電機/起動機。

圖2a至圖4c示出可并入圖1a和圖1b的系統(tǒng)中的示例交流發(fā)電機/起動機；

圖5是根據(jù)圖6的方法的示例發(fā)動機操作序列；以及

圖6示出用于操作交流發(fā)電機/起動機的示例方法。

具體實施方式

本說明書涉及電機。電機可作為交流發(fā)電機或起動機操作。電機可如圖1a和圖1b所示那樣并入車輛動力傳動系統(tǒng)中。交流發(fā)電機/起動機可如圖2a至圖4c所示那樣進行配置。交流發(fā)電機/起動機可根據(jù)圖6中所示的方法如圖5所示那樣進行操作。

參考圖1a，示出車輛系統(tǒng)中的交流發(fā)電機/起動機的示意圖。車輛1包括發(fā)動機10、控制器12、電能儲存裝置3以及電功率消耗裝置5和7。電功率消耗裝置可包括導(dǎo)航系統(tǒng)以及電制動致動器、電動轉(zhuǎn)向致動器、物體和距離感測裝置、發(fā)動機扭矩致動器(諸如電動操作的節(jié)氣門)、發(fā)動機冷卻風(fēng)扇、電動水泵、熱泵壓縮機，以及車輛氣候控制系統(tǒng)。

交流發(fā)電機/起動機17經(jīng)由鏈條或皮帶31機械地耦合到發(fā)動機軸21。在一些示例中，軸21可為曲軸，而在其他示例中，軸21可為凸輪軸。交流發(fā)電機/起動機17還經(jīng)由皮帶33機械地耦合到機械驅(qū)動輔助裝置19，以提供前端附件驅(qū)動(fead)。機械驅(qū)動輔助裝置可為水泵、動力轉(zhuǎn)向泵、真空泵、空氣泵或其他機械驅(qū)動裝置(例如，fead裝置)。在一些示例中，交流發(fā)電機/起動機17可被稱為復(fù)激交流發(fā)電機/起動機，因為其包括多個電樞繞組和勵磁繞組。

參考圖1b，內(nèi)燃發(fā)動機10通過電子發(fā)動機控制器12來控制，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸，所述汽缸中的一個汽缸在圖1b中示出。發(fā)動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，所述汽缸壁中定位有活塞36并且活塞36連接到曲軸40。所示燃燒室30經(jīng)由相應(yīng)的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進氣門和排氣門可相對于其他汽缸的氣門經(jīng)由進氣凸輪51和排氣凸輪53獨立地操作。進氣門調(diào)整器85提前或延遲進氣門52相對于曲軸40的位置的相位。另外，進氣門調(diào)整器85可增加或減少進氣門升程量。排氣門調(diào)整器83提前或延遲排氣門54相對于曲軸40的位置的相位。另外，排氣門調(diào)整器83可增加或減少排氣門升程量。進氣凸輪51的位置可通過進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可通過排氣凸輪傳感器57確定。

所示燃料噴射器66定位成將燃料直接地噴射到汽缸30中，這被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為直接噴射。另選地，燃料可被噴射到進氣道，這被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為進氣道噴射。所示進氣歧管44與任選的電子節(jié)氣門62連通，所述電子節(jié)氣門調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制從增壓室46到進氣歧管44的空氣流。在一些示例中，節(jié)氣門62和節(jié)流板64可定位在進氣門52與進氣歧管44之間，使得節(jié)氣門62為進氣道節(jié)氣門。壓縮機162將空氣從進氣口42供應(yīng)到增壓室46。壓縮機162通過軸161驅(qū)動，所述軸機械地耦合到渦輪164。壓縮機旁通閥158可經(jīng)選擇性地操作以減少增壓壓力。廢氣門72可經(jīng)選擇性地打開和閉合以控制渦輪164的速度。

駕駛員需求扭矩可從如通過加速器踏板傳感器134感測到的加速器踏板130的位置來確定。指示駕駛員需求扭矩的電壓或電流在駕駛員的腳132操作加速器踏板130時從加速器踏板傳感器134輸出。

無分電器點火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12而經(jīng)由火花塞92將點火火花提供到燃燒室30。所示寬域排氣氧(uego)傳感器126耦合到在渦輪164和催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48。另選地，雙態(tài)排氣氧傳感器可替代uego傳感器126。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可包括多個催化劑磚。在另一示例中，能夠使用多個排放控制裝置，每個排放控制裝置具有多個磚。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70能夠為三元型催化劑。

控制器12在圖1b中示出為常規(guī)微型計算機，其包括：微處理器單元(cpu)102、輸入/輸出端口(i/o)104、只讀(非暫時性)存儲器(rom)106、隨機存取存儲器(ram)108、?；畲鎯ζ?kam)110以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線。所示控制器12從耦合到發(fā)動機10的傳感器接收各種信號，除先前論述的那些信號外，還包括：來自耦合到冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度(ect)；來自耦合到進氣歧管44的壓力傳感器121的發(fā)動機歧管壓力(map)的測量值；來自壓力傳感器122的增壓壓力的測量值；來自感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動機位置傳感器；來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量的測量值；以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力還可被感測(傳感器未示出)以用于通過控制器12處理。

在操作期間，發(fā)動機10內(nèi)的每個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán)：所述循環(huán)包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程以及排氣沖程。在進氣沖程期間，一般而言，排氣門54閉合且進氣門52打開?？諝饨?jīng)由進氣歧管44被引入燃燒室30中，且活塞36移動到汽缸的底部以便增加燃燒室30內(nèi)的容積?；钊?6靠近汽缸的底部且在其沖程結(jié)束處(例如，當(dāng)燃燒室30處于其最大容積時)的位置通常被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為下止點(bdc)。在壓縮沖程期間，進氣門52和排氣門54閉合?；钊?6朝向汽缸蓋移動以便壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣?；钊?6在其沖程結(jié)束處且最接近汽缸蓋(例如，當(dāng)燃燒室30處于其最小容積時)的點通常被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為上止點(tdc)。

在下文中被稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室中。在下文中被稱為點火的過程中，所噴射的燃料通過諸如火花塞92等已知的點火裝置來點火，從而引起燃料。在膨脹沖程期間，膨脹的氣體將活塞36推回到bdc。曲軸40將活塞移動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最后，在排氣沖程期間，排氣門54打開以將燃燒后的空氣燃料混合物釋放到排氣歧管48且活塞返回到tdc。注意，上文僅示出為示例，且進氣門和排氣門打開和/或閉合正時可變化，諸如以提供正或負(fù)進氣門和排氣門打開重疊、延遲進氣門閉合或各種其他示例。

現(xiàn)在參考圖2a至圖2c，圖2a示出第一交流發(fā)電機/起動機17的分解視圖。圖2b示出另選的交流發(fā)電機/起動機17的分解視圖。圖2c示出圖2a中示出的起動機/交流發(fā)電機17的橫截面。圖2a至圖4c所示的交流發(fā)電機/起動機可在第一模式中作為將電功率提供到如圖1a所示的車輛系統(tǒng)的交流發(fā)電機操作。圖2a至圖4c所示的交流發(fā)電機/起動機可在第二模式中作為用于使發(fā)動機10旋轉(zhuǎn)的起動機操作。在一些示例中，可用永久磁鐵來替代不同交流發(fā)電機/起動機配置的一個或多個繞組。

交流發(fā)電機/起動機17包括外殼202，其至少部分包裹以至少部分包封勵磁繞組和電樞繞組。軸承204和224被壓入到外殼202中以支撐第二勵磁繞組支撐件220和第二勵磁繞組230。軸承206和218被壓入到第二勵磁繞組支撐件220中以支撐第二電樞支撐件210、第二電樞繞組233以及第一勵磁支撐件214。第一勵磁支撐件214被壓入到第二電樞支撐件210，使得第一勵磁支撐件214隨第二電樞支撐件210一起旋轉(zhuǎn)。第二電樞軸承208和212被壓入到第一勵磁支撐件214中以支撐第一電樞支撐件216和第一電樞繞組231。軸承208和212還支撐軸225和帶輪226。第二勵磁支撐件220還包括帶輪222。

第二勵磁繞組230耦合到第二勵磁支撐件220的內(nèi)側(cè)220a并定位在其上。第二電樞繞組233耦合到第二電樞支撐件210的外側(cè)210a并定位在其上。第一勵磁繞組232耦合到第一勵磁支撐件214的內(nèi)側(cè)214a并定位在其上。第一電樞繞組231耦合到第一電樞支撐件216的外側(cè)216a并定位在其上?；h(huán)225或另選地電刷或?qū)щ娭ㄟ^軸承接觸來提供旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組和電樞繞組與外殼202之間的電氣連接，其中電氣連接器(未示出)提供交流發(fā)電機/起動機17與控制器12之間的電耦合。

應(yīng)注意，在一些示例中，第二勵磁繞組230可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)诙畲爬@組230被配置為第二電樞繞組時，第二電樞繞組233可替代地被配置為第二勵磁繞組。第二勵磁繞組230和第二電樞繞組233包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第二交流發(fā)電機/起動機。同樣地，第一勵磁繞組232可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)谝粍畲爬@組232被配置為第一電樞繞組時，第一電樞繞組231可替代地被配置為第一勵磁繞組。第一勵磁繞組232和第一電樞繞組231包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第一交流發(fā)電機/起動機。因此，交流發(fā)電機/起動機17為復(fù)激電機，其由第一交流發(fā)電機/起動機和第二交流發(fā)電機/起動機構(gòu)成。

帶輪222可通過圖1a的發(fā)動機10驅(qū)動以使第二勵磁支撐件220旋轉(zhuǎn)。帶輪226可機械地耦合到fead裝置。另選地，發(fā)動機10可驅(qū)動帶輪226，且?guī)л?22可機械地耦合到fead裝置。第二電樞支撐件210、第一電樞支撐件216以及第一勵磁支撐件214在沒有電流流經(jīng)第二勵磁繞組230時不旋轉(zhuǎn)。然而，通過在第二勵磁支撐件220由圖1a的發(fā)動機10旋轉(zhuǎn)時使電流流經(jīng)第二勵磁繞組230，可在第二電樞繞組233中感應(yīng)出電壓。第二電樞繞組233中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。另外，第二勵磁繞組232中的勵磁電流產(chǎn)生磁場，所述磁場向發(fā)動機旋轉(zhuǎn)提供反扭矩。當(dāng)在第二電樞繞組233中感應(yīng)出電壓時，反扭矩還使得第一勵磁支撐件214旋轉(zhuǎn)，因為第一勵磁支撐件214機械地耦合到第二電樞支撐件210，所述第二電樞支撐件機械地耦合到第二電樞繞組233。如果在第一勵磁支撐件214通過經(jīng)由第二勵磁繞組230產(chǎn)生的反扭矩被旋轉(zhuǎn)時電流被供應(yīng)到第一勵磁繞組232，那么產(chǎn)生磁場，所述磁場向第二電樞支撐件210的旋轉(zhuǎn)提供反扭矩。當(dāng)在第一電樞繞組231中感應(yīng)出電壓時，反扭矩還使得第一電樞支撐件216旋轉(zhuǎn)。第一電樞繞組231中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。第一電樞支撐件216經(jīng)由軸225使帶輪226旋轉(zhuǎn)。如果勵磁電流不流經(jīng)第一勵磁繞組232，那么電樞繞組支撐件216不旋轉(zhuǎn)。

如果帶輪226經(jīng)由發(fā)動機10驅(qū)動，那么帶輪22可在電流被供應(yīng)到繞組231和繞組233時將扭矩提供到fead裝置。在此條件下，在繞組232和繞組230中感應(yīng)的電壓可被供應(yīng)到車輛電氣系統(tǒng)以用于電能儲存裝置充電和操作車輛電氣負(fù)載。

帶輪222示出為具有比帶輪226大的直徑，但根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和機械驅(qū)動附件裝置的期望速度范圍，可使帶輪直徑相等，或帶輪226可具有比帶輪222大的直徑。

提供本文中包括的交流發(fā)電機/起動機的五個示例情況?？杉僭O(shè)交流發(fā)電機的效率為90％。典型的皮帶驅(qū)動的空氣調(diào)節(jié)(ac)壓縮機針對最大冷卻負(fù)載來設(shè)定大小，所述最大冷卻負(fù)載可為熱透的汽車的初始冷卻。對于一些系統(tǒng)，ac系統(tǒng)的機械負(fù)載可達(dá)到8kw。較高效率的ac系統(tǒng)可在5kw下操作，但在許多循環(huán)上的實際連續(xù)功耗均值可在1kw之下。典型車輛的最小電氣要求可為350w。平均電氣要求可為從750w到1000w。然而，自主車輛可具有2.5kw的最小電氣要求和超過3kw的典型操作要求。

作為第一示例，描述了自主車輛中消耗大量電功率的交流發(fā)電機/起動機的操作。具有適中的空氣調(diào)節(jié)(ac)負(fù)載的車輛白天驅(qū)動負(fù)載包括2.5kw(例如電氣負(fù)載)的電功率消耗和900w的fead負(fù)載(例如，施加到交流發(fā)電機/起動機的機械負(fù)載)，所述900w的fead負(fù)載包括用以驅(qū)動ac壓縮機的750w、用以驅(qū)動水泵的100w以及50瓦特。

因此，機械負(fù)載總計為900w且電氣負(fù)載總計為2.5kw，這些負(fù)載將從交流發(fā)電機/起動機17輸出。作為交流發(fā)電機和機械fead驅(qū)動操作的交流發(fā)電機/起動機以90％的電氣效率操作。因此，用以提供電氣輸出的機械負(fù)載為2.78kw。需要施加到用以將功率遞送到fead和電氣系統(tǒng)的交流發(fā)電機/起動機的總最小機械功率為輸入到交流發(fā)電機/起動機中的900w+2.78kw＝3.68kw機械功率。

機械fead負(fù)載施加到交流發(fā)電機/起動機機械輸出端(例如，第二交流發(fā)電機)。第二交流發(fā)電機消耗900w的機械功率以驅(qū)動僅fead裝置。如果至第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的功率輸入經(jīng)平衡以從兩個交流發(fā)電機提供相等的功率輸出，那么第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機消耗3.68kw/2或1.84kw以提供fead功率和電功率輸出。如果第一交流發(fā)電機將1.84kw機械功率加載到交流發(fā)電機輸入端以便輸出1.66kw電氣輸出，那么機械地耦合到fead的第二交流發(fā)電機可經(jīng)操作以將1.84kw-900w＝940w乘以0.9kw或0.846kw的電氣輸出和900w的機械輸出遞送到fead。以這種方式，可以均衡第一交流發(fā)電機的功率輸出(例如，電功率)和來自第二交流發(fā)電機的功率輸出(例如，電功率和機械功率)。

作為第二示例，另一自主車輛，夜間負(fù)載，冬天(無ac)。車輛電氣附件的電消耗為2.75kw。車輛的機械附件經(jīng)由fead機械地耦合到交流發(fā)電機/起動機，所述fead包括50w的水泵負(fù)載和50w的動力轉(zhuǎn)向負(fù)載。耦合到交流發(fā)電機起動機的機械負(fù)載為50w(水泵)加50w(動力轉(zhuǎn)向)。如果交流發(fā)電機起動機以90％的效率產(chǎn)生電功率，那么用以提供電功率的交流發(fā)電機/起動機的機械負(fù)載為2.75kw/0.9＝3.05kw。施加到用以遞送電功率和機械功率的交流發(fā)電機/起動機的總最小機械功率為100w(例如，fead負(fù)載)+3.05kw(例如，電功率)＝3.15kw。

為平衡交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的功率輸出，每個交流發(fā)電機應(yīng)消耗3.15kw/2或1.575kw的功率以提供期望的輸出功率。如果第一交流發(fā)電機將1.575kw的機械功率加載到交流發(fā)電機/起動機輸入端以提供1.42kw的電氣輸出，那么機械地耦合到fead的第二交流發(fā)電機可經(jīng)操作以將1.575kw-100w＝1.475kw乘以0.9kw或1.3275kw的電氣輸出和100w的機械輸出遞送到fead。

作為第三示例，在夜間行駛的沒有自主駕駛能力的車輛可消耗1000w(瓦特)的電功率。機械fead負(fù)載可為由水泵消耗的50w和通過動力轉(zhuǎn)向消耗的50w。在90％效率下，用以提供1000w的電功率的交流發(fā)電機/起動機17的機械負(fù)載為1.11kw。因此，用以操作fead并提供電功率的交流發(fā)電機/起動機的最小機械功率輸入為100w+1.11kw＝1.21kw。

經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機輸出的功率可通過將1.21kw除以2(等于0.605kw)來平衡。如果第一交流發(fā)電機將0.605kw的機械功率加載到交流發(fā)電機/起動機輸入端以提供0.5445kw的電氣輸出，那么機械地耦合到fead的第二交流發(fā)電機可經(jīng)操作以將0.605kw-100w＝0.505kw乘以0.9kw或0.4545kw的電氣輸出和100w的機械輸出遞送到fead。

在第四示例中，車輛白天電氣負(fù)載可為800w。在90％效率下，用以提供800w的電功率的交流發(fā)電機/起動機17的機械負(fù)載為889w。機械fead負(fù)載可為通過ac消耗的750w，通過水泵消耗的100w，以及通過動力轉(zhuǎn)向消耗的50w，總計為來自交流發(fā)電機/起動機的900w機械功率輸出。因此，用以操作fead并提供電功率的交流發(fā)電機/起動機的最小機械功率輸入為900w加889w＝1.79kw。

經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機輸出的功率可通過將1.79kw除以2(等于895w)來平衡。如果第一交流發(fā)電機將895w的機械功率加載到交流發(fā)電機/起動機輸入端以提供805.5w的電氣輸出，那么機械地耦合到fead的第二交流發(fā)電機可經(jīng)操作以遞送895w-900w＝-5w的功率。因此，在第一交流發(fā)電機輸出和第二交流發(fā)電機輸出被平衡的情況下可不提供期望的電氣輸出。此情況的一種解決方案可為將一個負(fù)載放置在第一交流發(fā)電機(例如，水泵)的輸入側(cè)上。

作為第五示例，在白天行駛的沒有自主駕駛能力的車輛可包括750w的電氣負(fù)載。機械fead負(fù)載可為通過ac消耗的5000w，通過水泵消耗的150w，以及通過動力轉(zhuǎn)向消耗的50w。在90％效率下，用以提供750w的電功率的交流發(fā)電機/起動機17的機械負(fù)載為833.3w。因此，用以操作fead并提供電功率的交流發(fā)電機/起動機的最小機械功率輸入為5.2kw+833.3w＝6.03kw。

經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機輸出的功率可通過將6.03kw除以2(等于3.02kw)來平衡。如果第一交流發(fā)電機將3.02kw的機械功率加載到交流發(fā)電機/起動機輸入端以提供2.72kw的電氣輸出，那么機械地耦合到fead的第二交流發(fā)電機可經(jīng)操作以遞送3.02kw-5.2kw＝-2.18kw乘以0.9kw或-1.962kw的電氣輸出。因此，可期望將第二交流發(fā)電機作為馬達(dá)操作以驅(qū)動fead，而將第一交流發(fā)電機作為交流發(fā)電機操作。

現(xiàn)在參考圖2b，其示出另選的交流發(fā)電機/起動機。圖2b的交流發(fā)電機/起動機17包括圖2a中示出的示例交流發(fā)電機/起動機的所有相同部件，除了在此示例中，第一勵磁支撐件214為第一勵磁繞組232和第二電樞繞組233提供支撐。因此，出于簡潔性的目的，每個部件的描述不再重復(fù)。第一勵磁繞組232定位在第一勵磁支撐件214的內(nèi)側(cè)214a上。第二交流發(fā)電機繞組233定位在第一勵磁支撐件214的外側(cè)214b上。圖2b的交流發(fā)電機/起動機以與圖2a的交流發(fā)電機/起動機17相同的方式操作。因此，圖2b的交流發(fā)電機/起動機17省略圖2a中示出的交流發(fā)電機/起動機的第二電樞支撐件。

現(xiàn)在參考圖2c，其示出圖2a的交流發(fā)電機/起動機17的縱向橫截面。交流發(fā)電機/起動機部件的編號與圖2a中使用的相同。另外，圖2c示出滑環(huán)255可提供外殼202與勵磁和電樞繞組230至233之間的電通信路徑的一種示例方式。多個滑環(huán)可用于提供從外殼202中的電氣連接器(未示出)到第一勵磁繞組232、第二電樞繞組233以及第一電樞繞組231的電流路徑。提供從電氣連接器到繞組的路徑的滑環(huán)可經(jīng)由導(dǎo)體耦合。

現(xiàn)在參考圖3a和圖3b，其示出另一另選的交流發(fā)電機/起動機。此示例交流發(fā)電機/起動機可使用較小直徑外殼提供與圖2a中示出的交流發(fā)電機/起動機類似的電功率和機械功率輸出。

軸承304、314、318和328被壓入到外殼302中，以為第一勵磁繞組支撐件308和第二勵磁繞組支撐件324提供支撐。軸承306、312和322被壓入到第一勵磁繞組支撐件308和第二勵磁繞組支撐件324中，以為第一電樞支撐件310和第二電樞支撐件320提供支撐。軸承306、312和322還支撐軸325。發(fā)動機10可機械地耦合到第二勵磁支撐件324的帶輪部分324a以驅(qū)動第二勵磁支撐件324。帶輪326機械地耦合到軸325且其可經(jīng)由皮帶或鏈條驅(qū)動fead裝置。另選地，帶輪326可經(jīng)由發(fā)動機10驅(qū)動，且?guī)л啿糠?24a可經(jīng)由皮帶或鏈條驅(qū)動fead裝置。

第一勵磁繞組334耦合到第一勵磁繞組支撐件308。第一電樞繞組333耦合到第一電樞繞組支撐件310。耦合器316將第一勵磁繞組支撐件308機械地耦合到第二電樞支撐件320，使得第一勵磁繞組支撐件308以與第二電樞支撐件320相同的速度旋轉(zhuǎn)。第二電樞繞組332耦合到第二電樞支撐件320。第二勵磁繞組331耦合到第二勵磁繞組支撐件324。滑環(huán)355或另選地電刷或?qū)щ娭ㄟ^軸承接觸來提供旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組和電樞繞組與外殼302之間的電氣連接，其中電氣連接器(未示出)提供交流發(fā)電機/起動機17與控制器12之間的電耦合。

應(yīng)注意，在一些示例中，第二勵磁繞組331可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)诙畲爬@組331被配置為第二電樞繞組時，第二電樞繞組332可替代地被配置為第二勵磁繞組。第二勵磁繞組331和第二電樞繞組332包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第二交流發(fā)電機/起動機。同樣地，第一勵磁繞組334可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)谝粍畲爬@組334被配置為第一電樞繞組時，第一電樞繞組333可替代地被配置為第一勵磁繞組。第一勵磁繞組334和第一電樞繞組333包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第一交流發(fā)電機/起動機。因此，交流發(fā)電機/起動機17為復(fù)激電機，其由第一交流發(fā)電機/起動機和第二交流發(fā)電機/起動機構(gòu)成。

第二電樞支撐件320、第一電樞支撐件310以及第一勵磁支撐件308在沒有電流流經(jīng)第二勵磁繞組331且第二勵磁支撐件324通過發(fā)動機10驅(qū)動時不旋轉(zhuǎn)。然而，通過在第二勵磁支撐件324由圖1a的發(fā)動機10旋轉(zhuǎn)時使電流流經(jīng)第二勵磁繞組331，可在第二電樞繞組332中感應(yīng)出電壓。第二電樞繞組332中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。另外，第二勵磁繞組334中流動的勵磁電流產(chǎn)生磁場，所述磁場為發(fā)動機旋轉(zhuǎn)提供反扭矩。當(dāng)在第二電樞繞組332中感應(yīng)出電壓時，反扭矩還使得第一勵磁支撐件308旋轉(zhuǎn)，因為第一勵磁支撐件308經(jīng)由耦合器316機械地耦合到第二電樞支撐件320。如果在第一勵磁支撐件308通過經(jīng)由第二勵磁繞組331電流產(chǎn)生的反扭矩旋轉(zhuǎn)時電流被供應(yīng)到第一勵磁繞組334，那么產(chǎn)生磁場，所述磁場提供反扭矩以使第一電樞支撐件310旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在第一電樞繞組333中從第一勵磁繞組331電流感應(yīng)出電壓時，反扭矩還使得第一電樞支撐件310旋轉(zhuǎn)。第一電樞繞組333中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。第一電樞支撐件310經(jīng)由軸325使帶輪326旋轉(zhuǎn)。如果勵磁電流不流經(jīng)第一勵磁繞組334，那么電樞繞組支撐件310不旋轉(zhuǎn)。

帶輪324a示出為具有比帶輪326大的直徑，但根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和機械驅(qū)動附件裝置的期望速度范圍，可使帶輪直徑相等，或帶輪326可具有比帶輪324a大的直徑。

如果帶輪326經(jīng)由發(fā)動機10驅(qū)動，那么帶輪324a可在電流被供應(yīng)到繞組333和繞組332時將扭矩提供到fead裝置。在此條件下，在繞組334和繞組331中感應(yīng)的電壓可被供應(yīng)到車輛電氣系統(tǒng)以用于電能儲存裝置充電和操作車輛電氣負(fù)載。

現(xiàn)在參考圖4a和圖4b，其示出另一另選的交流發(fā)電機/起動機。此示例交流發(fā)電機/起動機可以較少的移動零部件操作，同時執(zhí)行與圖2a至圖3b中示出的交流發(fā)電機/起動機相同的功能。另外，此另選方案在交流發(fā)電機/起動機的相對側(cè)上提供輸入端帶輪和輸出端帶輪，使得車輛封裝可得到改進。

軸承404、408、412和416被壓入到外殼410中，以為第一勵磁繞組支撐件402和第二電樞繞組支撐件422提供支撐。軸承406和420被壓入到第一勵磁繞組支撐件402和第二電樞繞組支撐件422中，以為軸414提供支撐。軸414為電樞和勵磁繞組支撐件418提供支撐。帶輪440可機械地耦合到發(fā)動機10，且?guī)л?42可經(jīng)由皮帶或鏈條機械地耦合到fead裝置。

第一勵磁繞組433耦合到第一勵磁繞組支撐件402。第一電樞繞組432耦合到電樞和勵磁繞組支撐件418。第二勵磁繞組431還耦合到電樞和勵磁繞組支撐件418。第二電樞繞組430耦合到第二電樞繞組支撐件422?；h(huán)435或另選地電刷或?qū)щ娭ㄟ^軸承接觸來提供旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組和電樞繞組與外殼410之間的電氣連接，其中電氣連接器(未示出)提供交流發(fā)電機/起動機17與控制器12之間的電耦合。

應(yīng)注意，在一些示例中，第二勵磁繞組431可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)诙畲爬@組431被配置為第二電樞繞組時，第二電樞繞組430可替代地被配置為第二勵磁繞組。第二勵磁繞組431和第二電樞繞組430包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第二交流發(fā)電機/起動機。同樣地，第一勵磁繞組433可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)谝粍畲爬@組433被配置為第一電樞繞組時，第一電樞繞組432可替代地被配置為第一勵磁繞組。第一勵磁繞組433和第一電樞繞組432包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第一交流發(fā)電機/起動機。因此，交流發(fā)電機/起動機17為復(fù)激電機，其由第一交流發(fā)電機/起動機和第二交流發(fā)電機/起動機構(gòu)成。

電樞和勵磁支撐件418、第一勵磁支撐件402以及第二電樞支撐件422在沒有電流流經(jīng)第一勵磁繞組431且第一勵磁支撐件402通過發(fā)動機10驅(qū)動時不旋轉(zhuǎn)。然而，通過在第一勵磁支撐件402由圖1a的發(fā)動機10旋轉(zhuǎn)時使電流流經(jīng)第一勵磁繞組433，可在第一電樞繞組432中感應(yīng)出電壓。第一電樞繞組432中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。另外，第一勵磁繞組433中流動的勵磁電流產(chǎn)生磁場，所述磁場為發(fā)動機旋轉(zhuǎn)提供反扭矩。當(dāng)在第一電樞繞組432中感應(yīng)出電壓時，反扭矩還使得電樞和勵磁支撐件418旋轉(zhuǎn)。結(jié)果是，第二勵磁431也旋轉(zhuǎn)。如果在電樞和勵磁支撐件418通過經(jīng)由第一勵磁繞組433電流產(chǎn)生的反扭矩被旋轉(zhuǎn)時電流被供應(yīng)到第二勵磁繞組431，那么產(chǎn)生磁場，所述磁場提供反扭矩以使第二電樞支撐件422旋轉(zhuǎn)。第二電樞繞組430中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。如果勵磁電流不流經(jīng)第二勵磁繞組431，那么第二電樞繞組支撐件422不旋轉(zhuǎn)。

帶輪440示出為具有與帶輪442相同的直徑，但根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和機械驅(qū)動附件裝置的期望速度范圍，可使帶輪直徑不同。

如果帶輪440經(jīng)由發(fā)動機10驅(qū)動，那么帶輪442可在電流被供應(yīng)到勵磁繞組433和勵磁繞組431時將扭矩提供到fead裝置。在此條件下，在繞組432和繞組430中感應(yīng)的電壓可被供應(yīng)到車輛電氣系統(tǒng)以用于電能儲存裝置充電和操作車輛電氣負(fù)載。

現(xiàn)在參考圖4c，其示出另一另選的交流發(fā)電機/起動機。此示例交流發(fā)電機/起動機也可以較少的移動零部件操作，同時執(zhí)行與圖2a至圖3b中示出的交流發(fā)電機/起動機相同的功能。另外，此另選方案也在交流發(fā)電機/起動機的相對側(cè)上提供輸入端帶輪和輸出端帶輪，使得車輛封裝可得到改進。

軸承456和470被壓入到外殼472中，以為勵磁和電樞繞組支撐件458提供支撐。軸承454、464、466和474被壓入到勵磁和電樞支撐件458中，以為軸490和軸492提供支撐。軸490為第一電樞支撐件460和帶輪452提供支撐。軸492為第二勵磁支撐件480和帶輪476提供支撐。帶輪452可機械地耦合到發(fā)動機10，且?guī)л?76可經(jīng)由皮帶或鏈條機械地耦合到fead裝置。

第一勵磁繞組480耦合到勵磁和電樞繞組支撐件458。第一電樞繞組482耦合到第一電樞支撐件460。第二勵磁繞組486耦合到第二勵磁繞組支撐件480。第二電樞繞組484耦合到勵磁和電樞繞組支撐件458?；h(huán)435或另選地電刷或?qū)щ娭ㄟ^軸承接觸來提供旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組和電樞繞組與外殼472之間的電氣連接，其中電氣連接器(未示出)提供交流發(fā)電機/起動機17與控制器12之間的電耦合。

應(yīng)注意，在一些示例中，第二勵磁繞組486可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)诙畲爬@組486被配置為第二電樞繞組時，第二電樞繞組484可替代地被配置為第二勵磁繞組。第二勵磁繞組486和第二電樞繞組484包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第二交流發(fā)電機/起動機。同樣地，第一勵磁繞組480可替代地被配置為第二電樞繞組。另外，當(dāng)?shù)谝粍畲爬@組480被配置為第一電樞繞組時，第一電樞繞組482可替代地被配置為第一勵磁繞組。第一勵磁繞組480和第一電樞繞組482包括在交流發(fā)電機/起動機17內(nèi)的第一交流發(fā)電機/起動機。因此，交流發(fā)電機/起動機17為復(fù)激電機，其由第一交流發(fā)電機/起動機和第二交流發(fā)電機/起動機構(gòu)成。

電樞和勵磁支撐件458、第一電樞支撐件460以及第二勵磁支撐件480在沒有電流流經(jīng)第一勵磁繞組480且勵磁和電樞支撐件458通過發(fā)動機10驅(qū)動時不旋轉(zhuǎn)。然而，通過在第一電樞支撐件460由圖1a的發(fā)動機10旋轉(zhuǎn)時使電流流經(jīng)第一勵磁繞組480，可在第一電樞繞組482中感應(yīng)出電壓。第一電樞繞組482中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。另外，第一勵磁繞組480中流動的勵磁電流產(chǎn)生磁場，所述磁場為發(fā)動機旋轉(zhuǎn)提供反扭矩。當(dāng)在第一電樞繞組480中感應(yīng)出電壓時，反扭矩還使得電樞和勵磁支撐件458旋轉(zhuǎn)。結(jié)果是，第二電樞繞組484也旋轉(zhuǎn)。如果在電樞和勵磁支撐件458通過經(jīng)由第一勵磁繞組480電流產(chǎn)生的反扭矩被旋轉(zhuǎn)時電流被供應(yīng)到第二勵磁繞組486，那么產(chǎn)生磁場，所述磁場提供反扭矩以使第二勵磁支撐件480旋轉(zhuǎn)。第二電樞繞組486中的感應(yīng)電壓可用于將電功率供應(yīng)到電能儲存裝置或車輛電消耗裝置。如果勵磁電流不流經(jīng)第二勵磁繞組486，那么第二勵磁繞組支撐件480不旋轉(zhuǎn)。

帶輪452示出為具有比帶輪476大的直徑，但根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和機械驅(qū)動附件裝置的所需速度范圍，可使帶輪直徑相同，或帶輪476可具有比帶輪452大的直徑。

如果帶輪452經(jīng)由發(fā)動機10驅(qū)動，那么帶輪476可在電流被供應(yīng)到勵磁繞組480和勵磁繞組486時將扭矩提供到fead裝置。在此條件下，在繞組482和繞組484中感應(yīng)的電壓可被供應(yīng)到車輛電氣系統(tǒng)以用于電能儲存裝置充電和操作車輛電氣負(fù)載。

因此，圖1a至圖4c的系統(tǒng)提供一種電機，其包括：外殼；在外殼內(nèi)的第一勵磁繞組；第一電樞繞組；第二勵磁繞組，第一勵磁繞組和第一電樞繞組至少部分被第二勵磁繞組包裹；第二電樞繞組，第一勵磁繞組和第一電樞繞組至少部分被第二電樞繞組包裹；以及控制器，其包括用以調(diào)整供應(yīng)到第二勵磁繞組的電流以控制前端附件裝置的速度的非暫時性指令。電機包括前端附件裝置是空氣調(diào)節(jié)器壓縮機的情況。電機包括前端附件裝置是水泵的情況。

在一些示例中，電機還包括用以基于經(jīng)由車輛電消耗裝置消耗的電能來調(diào)整供應(yīng)到第一勵磁繞組的電流的附加指令。電機包括車輛電消耗裝置包括熱泵壓縮機的情況。電機還包括用以響應(yīng)于前端附件裝置的速度小于期望速度而增加第二勵磁繞組的勵磁電流的附加指令。電機還包括用以響應(yīng)于前端附件裝置的速度大于期望速度而減少第二勵磁繞組的勵磁電流的附加指令。

圖1a至圖4c的系統(tǒng)還提供一種電機，其包括：外殼；第一勵磁繞組，其在外殼中經(jīng)由第一勵磁繞組支撐件支撐；第一電樞繞組；第二勵磁繞組；第二電樞繞組，所述第二電樞繞組經(jīng)由第二電樞繞組支撐件支撐，所述第二電樞繞組支撐件機械地耦合到第一勵磁繞組支撐件，第二電樞繞組至少部分被第二勵磁繞組包裹；以及控制器，其包括用以響應(yīng)于前端附件驅(qū)動負(fù)載而調(diào)整供應(yīng)到第一勵磁繞組的勵磁電流以及供應(yīng)到第二勵磁繞組的電流的非暫時性指令。

電機還包括用以響應(yīng)于經(jīng)由車輛電消耗裝置施加到電機的負(fù)載而調(diào)整供應(yīng)到第一勵磁繞組的勵磁電流以及供應(yīng)到第二勵磁繞組的電流的附加指令。

電機包括勵磁電流經(jīng)調(diào)整以將來自第一電樞繞組的電功率輸出的量提供為等于經(jīng)由第二電樞繞組遞送到前端附件裝置的機械功率的量和遞送到車輛電消耗裝置的電功率的量的情況。電機還包括用以調(diào)整供應(yīng)到第一勵磁繞組和第二勵磁繞組的電流，以提供前端附件裝置的期望速度的附加指令。電機還包括用以響應(yīng)于經(jīng)由車輛電功率消耗裝置消耗的電功率的增加而增加供應(yīng)到第二勵磁繞組的勵磁電流的附加指令。電機還包括用以響應(yīng)于經(jīng)由車輛電功率消耗裝置消耗的電功率的減少而減少供應(yīng)到第二勵磁繞組的勵磁電流的附加指令。電機還包括機械地耦合到發(fā)動機曲軸的帶輪。

在一些示例中，所述系統(tǒng)提供一種電機，其包括：外殼；在外殼內(nèi)的第一勵磁繞組；第一電樞繞組；第二勵磁繞組；第二電樞繞組，所述第一電樞繞組和所述第二電樞繞組經(jīng)由唯一的電樞繞組支撐件支撐；以及控制器，其包括用以劃分構(gòu)成電機的兩個交流發(fā)電機的輸出，使得電機的第一交流發(fā)電機將與電機的第二交流發(fā)電機相同量的功率輸出到在電機外部的裝置的非暫時性指令。

電機包括在電機外部的裝置包括前端附件裝置和電消耗裝置的情況。電機包括第一交流發(fā)電機機械地耦合到發(fā)動機的情況。電機包括第二交流發(fā)電機機械地耦合到前端附件裝置的情況。電機還包括用以響應(yīng)于經(jīng)由車輛電消耗裝置的電消耗的增加而增加第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的功率輸出的附加指令。電機還包括用以響應(yīng)于經(jīng)由車輛電消耗裝置的電消耗的減少而減少第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的功率輸出的附加指令。

現(xiàn)在參考圖5，其示出根據(jù)圖6的方法和圖1a至圖4c的系統(tǒng)的示例發(fā)動機和交流發(fā)電機操作序列。圖5的序列僅為可通過圖6的方法提供的示例模擬序列。在此示例中，交流發(fā)電機17內(nèi)的勵磁繞組中的電流經(jīng)調(diào)整以調(diào)整施加到發(fā)動機的扭矩并控制fead裝置速度。然而，在另選實施例中，電樞繞組電流可代替勵磁繞組電流被控制。

從圖5的頂部起的第一曲線圖為發(fā)動機速度對時間的曲線圖。豎直軸線表示發(fā)動機速度，且發(fā)動機速度在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。

從圖5的頂部起的第二曲線圖為fead裝置速度對時間的曲線圖。豎直軸線表示fead裝置速度，且fead裝置速度在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。

從圖5的頂部起的第三曲線圖為交流發(fā)電機17中的第一交流發(fā)電機勵磁電流對時間的曲線圖。豎直軸線表示第一交流發(fā)電機勵磁電流，且第一交流發(fā)電機勵磁電流在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。

從圖5的頂部起的第四曲線圖為交流發(fā)電機17中的第一交流發(fā)電機扭矩對時間的曲線圖。豎直軸線表示第一交流發(fā)電機扭矩，且第一交流發(fā)電機勵磁扭矩在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。第一交流發(fā)電機扭矩可為施加到發(fā)動機以使交流發(fā)電機17內(nèi)的第二交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)并提供來自第一交流發(fā)電機的電氣輸出的扭矩的總和。

從圖5的頂部起的第五曲線圖為交流發(fā)電機17中的第二交流發(fā)電機勵磁電流對時間的曲線圖。豎直軸線表示第二交流發(fā)電機勵磁電流，且第二交流發(fā)電機勵磁電流在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。

從圖5的頂部起的第六曲線圖為交流發(fā)電機17中的第二交流發(fā)電機扭矩對時間的曲線圖。豎直軸線表示第二交流發(fā)電機扭矩，且第二交流發(fā)電機扭矩在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。第二交流發(fā)電機扭矩可為施加到第一交流發(fā)電機的扭矩和使fead裝置旋轉(zhuǎn)的扭矩的總和。

從圖5的頂部起的第七曲線圖為車輛電氣負(fù)載或由車輛消耗的電能的量對時間的曲線圖。豎直軸線表示車輛電氣負(fù)載，且車輛電氣負(fù)載在豎直軸線箭頭的方向上增加。水平軸線表示時間，且時間從圖5的左側(cè)向圖5的右側(cè)增加。

在時間t0處，發(fā)動機不在操作且fead裝置速度為零。另外，因為發(fā)動機速度為零，所以交流發(fā)電機輸入端速度(未示出)為零。第一交流發(fā)電機勵磁電流為零，使得耦合到fead的交流發(fā)電機輸出端不旋轉(zhuǎn)。交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機在第一交流發(fā)電機勵磁電流為零時不提供扭矩。第二交流發(fā)電機勵磁電流為零，這不使得fead輸出端帶輪的旋轉(zhuǎn)成為可能。交流發(fā)電機/起動機17的第二交流發(fā)電機在第二交流發(fā)電機勵磁電流為零時不提供扭矩。車輛電氣負(fù)載處于較低值。

在時間t1處，車輛駕駛員(未示出)請求發(fā)動機起動。響應(yīng)于所請求的發(fā)動機起動，發(fā)動機速度開始增加。發(fā)動機速度經(jīng)由發(fā)動機起動機增加。fead速度為零，因為第一交流發(fā)電機勵磁電流和第二交流發(fā)電機勵磁電流為零。第一交流發(fā)電機扭矩值和第二交流發(fā)電機扭矩值也為零，因為第一交流發(fā)電機勵磁電流和第二交流發(fā)電機勵磁電流為零。除發(fā)動機起動機外的車輛電氣負(fù)載處于低值。

在時間t1與時間t2之間，隨著發(fā)動機開始產(chǎn)生扭矩，發(fā)動機速度繼續(xù)增加。fead速度保持為零，第一交流發(fā)電機勵磁電流、第二交流發(fā)電機勵磁電流、第一交流發(fā)電機扭矩以及第二交流發(fā)電機扭矩也是如此。車輛電氣負(fù)載保持在低值處。

在時間t2處，發(fā)動機速度達(dá)到閾值速度。在一個示例中，閾值速度是基礎(chǔ)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度。電流被施加到第一交流發(fā)電機場(field)和第二交流發(fā)電機場，如在圖6的方法中進一步詳細(xì)所討論的。在此示例中，向第一交流發(fā)電機的場供應(yīng)的電流比向第二交流發(fā)電機的場供應(yīng)的電流大。第一交流發(fā)電機的扭矩增加，從而增加交流發(fā)電機17施加到發(fā)動機10的機械負(fù)載。第二交流發(fā)電機的扭矩也增加，指示用于使fead裝置旋轉(zhuǎn)并提供來自交流發(fā)電機17中的第二交流發(fā)電機的電氣輸出的扭矩。車輛電氣負(fù)載在電流被供應(yīng)到第一交流發(fā)電機勵磁繞組和第二交流發(fā)電機勵磁繞組之后增加，以便激活各種車輛電消耗裝置。

在時間t3處，發(fā)動機速度開始增加。響應(yīng)于發(fā)動機速度和期望的fead裝置速度來調(diào)整第一交流發(fā)電機勵磁電流和第二交流發(fā)電機勵磁電流。期望的fead裝置速度可為fead裝置呈現(xiàn)出比閾值效率更大的效率的速度。另外，第一交流發(fā)電機勵磁電流和第二交流發(fā)電機勵磁電流經(jīng)調(diào)整以提供期望量的電氣輸出。期望量的電氣輸出可基于由車輛電功率消耗裝置消耗的電功率和提供到電能儲存裝置的功率的量。

第一交流發(fā)電機勵磁電流和第二交流發(fā)電機勵磁電流響應(yīng)于以下各項來調(diào)整：發(fā)動機速度、通過電功率消耗裝置消耗的電功率、期望的fead裝置速度，以及從交流發(fā)電機提供到車輛的電能儲存裝置的電功率的量。

在時間t4處，車輛電氣負(fù)載增加。在一個示例中，車輛的電氣負(fù)載可響應(yīng)于激活的自主車輛操作而增加。在其他示例中，車輛的電氣負(fù)載可由于激活車輛熱泵或其他電氣負(fù)載而增加。在此示例中，第一交流發(fā)電機勵磁電流維持在其當(dāng)前值處，且第二交流發(fā)電機勵磁電流增加以便增加通過交流發(fā)電機/起動機17中的第二交流發(fā)電機輸出的電功率。第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的扭矩增加，使得可經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17中的第二交流發(fā)電機提供附加的電能。具體地，第一交流發(fā)電機的機械負(fù)載通過增加供應(yīng)到第一交流發(fā)電機的勵磁電流來增加。所增加的供應(yīng)到第一交流發(fā)電機的勵磁電流允許第一交流發(fā)電機利用附加的扭矩使第二交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)。第二交流發(fā)電機的電氣負(fù)載增加，從而增加施加到第一交流發(fā)電機和發(fā)動機的第二交流發(fā)電機扭矩。增加供應(yīng)到第二交流發(fā)電機的勵磁繞組的勵磁電流還增加來自第二交流發(fā)電機的電氣輸出。

現(xiàn)在參考圖6，其示出用于操作包括復(fù)激交流發(fā)電機的車輛的方法。圖6的方法可提供圖5中示出的操作序列。另外，圖6的方法中的至少一部分可作為可執(zhí)行指令(例如，計算機代碼)存儲在圖1b中示出的控制器12的非暫時性存儲器中而并入，而所述方法的其他部分可經(jīng)由轉(zhuǎn)換物理世界中的裝置和致動器的操作狀態(tài)的控制器執(zhí)行。圖6的方法中描述的交流發(fā)電機/起動機可被配置為圖2a至圖4c中描述的交流發(fā)電機/起動機中的一個。

在602處，方法600判斷發(fā)動機是以閾值操作速度操作還是以大于閾值操作速度的速度操作。在一個示例中，閾值操作速度可為基礎(chǔ)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度。方法600可經(jīng)由發(fā)動機速度傳感器確定發(fā)動機速度。如果方法600判斷發(fā)動機速度大于閾值速度，那么回答為是且方法600前進到604。否則，回答為否且方法600前進到630。

在630處，方法600判斷發(fā)動機是否起動。在一個示例中，方法600判斷發(fā)動機起動為發(fā)動機速度大于零且小于閾值速度(例如，基礎(chǔ)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度)。如果方法600判斷發(fā)動機起動，那么回答為是且方法600前進到632。否則，回答為否且方法600前進到636。

在636處，方法600將供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組的電流和供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第二勵磁繞組的電流調(diào)整為零。供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組和第二勵磁繞組的電流在發(fā)動機停止時被調(diào)整為零安培，使得減少電能消耗。

在發(fā)動機停止期間，供應(yīng)到第一交流發(fā)電機的勵磁繞組的電流可被調(diào)整為第一量，且供應(yīng)到第二交流發(fā)電機的勵磁繞組的電流可被調(diào)整為不同于第一量的第二量。在一個示例中，供應(yīng)到通過發(fā)動機驅(qū)動的第一交流發(fā)電機的勵磁繞組的電流為非零，使得負(fù)載可施加到所述發(fā)動機，使得發(fā)動機速度控制可得到改進且因此發(fā)動機停止位置可得到控制。供應(yīng)到第二交流發(fā)電機的勵磁繞組的電流可為零，使得隨fead速度變化的fead裝置負(fù)載可從發(fā)動機解耦合以改進在發(fā)動機停止期間的發(fā)動機停止位置控制。因此，第一交流發(fā)電機的電氣負(fù)載可用于控制發(fā)動機速度和停止位置，同時第二交流發(fā)電機對發(fā)動機停止位置的影響減小。在供應(yīng)到交流發(fā)電機的第一勵磁繞組和第二勵磁繞組的電流被調(diào)整后，方法600前進到退出。

在632處，方法600將供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組的電流和供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第二勵磁繞組的電流調(diào)整為零。供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組和第二勵磁繞組的電流被調(diào)整為零安培，使得機械驅(qū)動的fead裝置在發(fā)動機起動期間不旋轉(zhuǎn)。另外，通過將供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組和第二勵磁繞組的電流調(diào)整為零安培，消除施加到發(fā)動機的扭矩以經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機產(chǎn)生電能。因此，改進在發(fā)動機起動期間的發(fā)動機速度控制可以是可能的，因為發(fā)動機負(fù)載可更加一致。在供應(yīng)到交流發(fā)電機的第一場和第二場的電流被調(diào)整后，方法600前進到634。

在一些示例中，響應(yīng)于發(fā)動機起動請求，交流發(fā)電機/起動機可作為起動機操作。通過將電流供應(yīng)到第一勵磁繞組并將電壓供應(yīng)到第一電樞繞組，交流發(fā)電機/起動機作為起動機操作。當(dāng)交流發(fā)電機/起動機作為起動機操作時，電流和電壓可不被供應(yīng)到第二勵磁繞組和第二電樞繞組，因為fead裝置的旋轉(zhuǎn)將增加電流消耗。交流發(fā)電機/起動機使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，直到超出預(yù)定發(fā)動機速度(例如，250rpm)，隨后交流發(fā)電機/起動機可作為交流發(fā)電機操作。在調(diào)整第一交流發(fā)電機勵磁電流和第二交流發(fā)電機勵磁電流后，方法600前進到退出。

在634處，方法600在發(fā)動機速度大于(g.t.)閾值速度時將交流發(fā)電機/起動機17操作為交流發(fā)電機并增加至交流發(fā)電機/起動機的勵磁電流。通過增加交流發(fā)電機/起動機17的至少一個交流發(fā)電機的勵磁電流，可增加由交流發(fā)電機/起動機17輸出的電能。在交流發(fā)電機/起動機17的勵磁電流增加且交流發(fā)電機/起動機17開始產(chǎn)生電能后，方法600前進到退出。

在604處，方法600判斷所請求的發(fā)動機扭矩的量是否大于閾值。在一個示例中，閾值為在當(dāng)前發(fā)動機速度下的最大發(fā)動機扭矩的百分之七十五。方法600作出此判定以在高負(fù)載條件期間提供最大量的發(fā)動機功率，使得駕駛員需求扭矩可由發(fā)動機滿足。如果回答為是，那么方法600前進到606。否則，回答為否且方法600前進到608。

在606處，方法600將供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組的電流和供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第二勵磁繞組的電流調(diào)整為零。供應(yīng)到交流發(fā)電機/起動機的第一勵磁繞組和第二勵磁繞組的電流被調(diào)整為零安培，使得在駕駛員需求條件大于閾值期間，機械驅(qū)動的fead裝置不旋轉(zhuǎn)且電能不從交流發(fā)電機/起動機輸出。因此，增加遞送到車輪的功率的量可以是可能的。在供應(yīng)到交流發(fā)電機的第一場和第二場的電流被調(diào)整后，方法600前進到退出。

在608處，方法600確定車輛的電功率要求。車輛電氣要求可包括但不限于導(dǎo)航裝置、用于自主車輛駕駛的車輛致動器和傳感器、車輛娛樂系統(tǒng)、車輛通信系統(tǒng)、車輛客艙氣候控制電功率消耗以及車輛照明。在一個示例中，對應(yīng)于電氣負(fù)載的類型的功率值根據(jù)經(jīng)驗確定并以函數(shù)或表存儲在存儲器中。例如，如果車輛熱泵被激活，那么方法600可從存儲器檢索電氣負(fù)載(例如，電功率的量)值以確定通過車輛熱泵提供的電氣負(fù)載。另選地，用于車輛電消耗裝置的功率可經(jīng)由電流感測電阻器或其他已知的電流測量裝置來測量。所感測到的電流乘以提供所述電流時所處電壓以確定通過車輛電氣裝置消耗的電功率。對用于所有車輛電消耗裝置的功率值求和以確定總車輛電功率要求。方法600在確定車輛電功率要求后前進到610。

在610處，如果車輛如此配備，那么方法600確定車輛氣候控制系統(tǒng)的機械功率要求。在一個示例中，機械驅(qū)動的壓縮機(例如，經(jīng)由車輛發(fā)動機驅(qū)動)的功率要求值根據(jù)經(jīng)驗確定且被存儲在存儲器中。如果車輛的氣候控制系統(tǒng)被激活，那么可從存儲器檢索功率值。

在612處，方法600確定發(fā)動機速度和發(fā)動機功率要求。發(fā)動機速度(例如，轉(zhuǎn)/分鐘)可經(jīng)由曲軸位置傳感器并測量已知曲軸位置之間的時間量來確定。發(fā)動機功率要求(例如，所請求的發(fā)動機功率)可根據(jù)駕駛員需求扭矩確定。駕駛員需求扭矩可基于加速器踏板位置和車輛速度。存儲在存儲器中的函數(shù)涉及或可用于將加速器踏板位置和車輛速度轉(zhuǎn)換成駕駛員需求扭矩。駕駛員需求扭矩可根據(jù)經(jīng)驗確定并以函數(shù)或表存儲在存儲器中。在發(fā)動機速度和所請求的發(fā)動機功率被確定后，方法600前進到614。

在614處，方法600判斷是否請求車輛客艙溫度控制。在一個示例中，方法600基于操作者致動器開關(guān)的位置來判斷車輛客艙溫度控制被請求。在另一示例中，方法600基于存儲在存儲器中的位(bit)的值來判斷車輛客艙溫度控制被請求。如果方法600判斷車輛客艙溫度控制被請求，那么回答為是且方法600前進到620。否則，回答為否且方法600前進到616。

在620處，方法600確定最小發(fā)動機速度和fead負(fù)載，使得空氣調(diào)節(jié)壓縮機不被多次打開和關(guān)閉。在一個示例中，fead負(fù)載可根據(jù)經(jīng)驗確定且存儲到存儲在存儲器中的表或函數(shù)中。所述表或函數(shù)在經(jīng)由環(huán)境溫度和期望的車輛客艙溫度索引時輸出功率值。另外，方法600確定將經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機產(chǎn)生的電功率。在一個示例中，最小發(fā)動機速度是最低發(fā)動機速度，其中可提供由第一交流發(fā)電機、第二交流發(fā)電機以及fead使用的扭矩的總量。車輛電功率要求可根據(jù)經(jīng)驗確定并存儲到存儲器中或經(jīng)由例如分流電阻器來測量。如果車輛電功率要求根據(jù)經(jīng)驗來確定并存儲到存儲器，那么所述車輛電功率要求可以是基于已激活的電氣裝置。例如，自主車輛控制可消耗1500w的電能，且電動水泵可消耗50w的電能。表示自主車輛控制能量的表或函數(shù)在自主車輛控制被激活時可輸出1500w的值。將fead機械負(fù)載和電氣負(fù)載相加在一起且將結(jié)果除以2，如在先前的五個示例情境中所指示的，以確定來自構(gòu)成交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的輸出。第二交流發(fā)電機負(fù)載隨后被分成機械負(fù)載(fead)和電氣負(fù)載。如果一個交流發(fā)電機的電氣輸出為負(fù)值，那么所述交流發(fā)電機(例如，耦合到fead的交流發(fā)電機)可作為馬達(dá)而非交流發(fā)電機操作以平衡交流發(fā)電機輸出。在一些示例中，第二交流發(fā)電機的勵磁電流可經(jīng)調(diào)整以改變耦合到第二交流發(fā)電機的裝置的速度。例如，ac壓縮機速度可經(jīng)由速度傳感器監(jiān)測，且如果ac壓縮機速度小于所期望的，那么勵磁電流可增加。以這種方式，可控制fead裝置的速度。

在616處，方法600確定最小發(fā)動機速度和fead負(fù)載以在期望速度下操作fead機械扭矩消耗裝置。另外，方法600確定將經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機產(chǎn)生的電功率。在一個示例中，fead負(fù)載可根據(jù)經(jīng)驗確定且存儲到存儲在存儲器中的表或函數(shù)中。所述表或函數(shù)在經(jīng)由環(huán)境溫度和期望的車輛客艙溫度索引時輸出功率值。另外，方法600確定將經(jīng)由交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機產(chǎn)生的電功率。在一個示例中，最小發(fā)動機速度是最低發(fā)動機速度，其中可提供由第一交流發(fā)電機、第二交流發(fā)電機以及fead使用的扭矩的總量。車輛電功率要求可根據(jù)經(jīng)驗確定并存儲到存儲器中或經(jīng)由例如分流電阻器來測量。如果車輛電功率要求根據(jù)經(jīng)驗來確定并存儲到存儲器，那么所述車輛電功率要求可以是基于已激活的電氣裝置。將fead機械負(fù)載和電氣負(fù)載相加在一起且將結(jié)果除以2，如在先前的五個示例情境中所指示的，以確定來自構(gòu)成交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的輸出。第二交流發(fā)電機負(fù)載隨后被分成機械負(fù)載(fead)和電氣負(fù)載。如果一個交流發(fā)電機的電氣輸出為負(fù)值，那么所述交流發(fā)電機(例如，耦合到fead的交流發(fā)電機)可作為馬達(dá)而非交流發(fā)電機操作以平衡交流發(fā)電機輸出。另外，在一些示例中，第二交流發(fā)電機的勵磁電流可經(jīng)調(diào)整以改變耦合到第二交流發(fā)電機的裝置的速度。例如，ac壓縮機速度可經(jīng)由速度傳感器監(jiān)測，且如果ac壓縮機速度大于所期望的，那么勵磁電流可減少。以這種方式，可控制fead裝置的速度。

在618處，方法600調(diào)整用于交流發(fā)電機/起動機17的第一交流發(fā)電機和第二交流發(fā)電機的勵磁電流。在一個示例中，第一表或函數(shù)按照第一交流發(fā)電機的期望電氣輸出和來自第一交流發(fā)電機的機械和電功率期望輸出來索引。第一表或函數(shù)輸出用于第一交流發(fā)電機的期望勵磁電流。類似地，第二表或函數(shù)按照第二交流發(fā)電機的期望機械和電功率來索引。第二表或函數(shù)輸出用于第二交流發(fā)電機的期望勵磁電流。第一勵磁電流和第二勵磁電流經(jīng)由控制器輸出且方法600前進到退出。

以這種方式，車輛電氣負(fù)載和機械fead負(fù)載可分配在兩個交流發(fā)電機之間。一個交流發(fā)電機(例如，第二交流發(fā)電機)將扭矩供應(yīng)到fead負(fù)載。另外，fead裝置的速度可通過調(diào)整供應(yīng)到所述裝置的勵磁電流來控制。

注意，本文中包括的示例控制和估計例程能夠與本文中包括的各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置和各種交流發(fā)電機/起動機配置一起使用。本文中公開的控制方法和例程可以作為可執(zhí)行指令存儲在非暫時性存儲器中，且可以由包括與各種傳感器、致動器以及其他車輛系統(tǒng)硬件結(jié)合的控制器的控制系統(tǒng)實施。本文中描述的具體例程可以表示諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等任何數(shù)目的處理策略中的一個或多個。由此，所說明的各種動作、操作和/或功能可以所說明的順序執(zhí)行、同時執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣地，處理的順序并非是實現(xiàn)本文中所描述的示例實施例的特征和優(yōu)點所必須的，而是為易于說明和描述提供。根據(jù)所使用的特定策略，可以重復(fù)地執(zhí)行所說明的動作、操作和/或功能中的一個或多個。另外，所描述的動作、操作和/或功能的至少一部分可用圖形表示將被編程到控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非暫時性存儲器中的代碼。當(dāng)所描述的動作通過在包括與一個或多個控制器結(jié)合的各種車輛硬件部件的系統(tǒng)中執(zhí)行指令來實施時，控制動作還可轉(zhuǎn)換物理世界中的一個或多個傳感器或致動器的操作狀態(tài)。

本說明書到此結(jié)束。在不脫離本說明書的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本說明書時會想到許多更改和修改。例如，以天然氣、汽油、柴油或另選燃料配置操作的i3、i4、i5、v6、v8、v10、v12以及水平對置發(fā)動機可有利地使用本說明書。