CN100364228C - 发电功率控制系统 - Google Patents

Abstract

一种发电功率控制系统，其中，基于目标发电功率来控制发电机的磁场，以便执行适当的发电控制。优选地，该发电功率控制系统用于混合动力车辆，该混合动力车辆具有：发电机，其被配置为由驱动第一轮的内燃发动机驱动；以及AC电动机，其通过被配置为将发电功率从发电机提供到AC电动机的逆变器，而驱动不由内燃发动机驱动的第二轮。基本上，该发电功率控制主要计算AC电动机的AC电动机功率需要和发电机要基于AC电动机功率需要而产生的目标发电功率，并随后基于计算出的目标发电功率，通过控制发电机的磁场来控制由发电机产生的发电功率。

Description

发电功率控制系统

对相关申请的交叉引用

此申请在35 U.S.C§119下要求日本专利申请第2004-376551号和第2004-379594号的优先权。由此，将日本专利申请第2004-376551号和第2004-379594号的全部公开内容通过引用而合并于此。

技术领域

本发明一般涉及用于控制发电机的发电功率控制系统。更具体地，本发明涉及一种发电功率控制系统，其控制4WD车辆中的发电机的发电功率，其中，由用于驱动主驱动轮的内燃发动机驱动发电机，并且，由用于驱动次驱动轮的发电机驱动AC电动机。

背景技术

已知各种发电功率控制系统，其中，在基于电动机扭矩命令值而计算出发电机所需的电压命令值后，将功率提供到电动机，并执行反馈控制，使得发电机的输出电压值变为此电压命令值(例如，参见日本公开专利申请2001-239852)。在此公开中，发电功率控制系统是具有用于驱动主驱动轮的内燃发动机的车辆驱动控制系统的一部分，并且，由用于驱动次驱动轮的发电机驱动DC电动机。控制此DC电动机的励磁电流(field current)，以便控制驱动扭矩满足车辆驱动功率需求。

综上所述，本领域的技术人员可从此公开中清楚地看出，存在对于改进的发电功率控制系统的需要。此发明针对于现有技术中的此需要、以及其它需要，本领域的技术人员可从此公开中清楚地了解这些需要。

发明内容

已经发现，在上述传统发电功率控制系统中，仅通过对电压命令值和输出电压值之间的偏差进行反馈控制而执行功率产生控制，并且，不能控制发电电压和发电电流两者。由此，存在不能提供与电动机的需求相对应的所需功率的可能性，于是，未解决的问题在于存在不能输出适当的扭矩量的可能性。

此外，根据上述传统发电功率控制系统，由于通过使用DC电动机来控制电动机扭矩，所以，DC电动机的电枢电流必须增大，以便提高扭矩，但是，因为存在对DC电动机的电刷寿命的限制，所以，还存在能够增大多少电枢电流的限制，于是未解决的问题在于，这样的系统难以应用于载重车辆，并且不能改善4WD性能。

可以想象，可通过采用AC电动机和逆变器来替代DC电动机来控制电动机扭矩，但是在此情况下，会需要电池或其它这样的稳定电源。当与电子4WD系统一起采用这样的稳定电源时，例如，需要能够生成至少50V输出电压的特殊电池，于是，此方法所具有的问题是较高成本和难于安装。

考虑到这些问题，根据与上述现有技术相关联的未解决的问题而构思了本发明。本发明的一个目的在于：提供一种发电功率控制系统，其中基于目标发电功率来控制发电机的磁场，以便执行适当的发电控制。本发明的另一个目的在于：提供一种发电功率控制系统，其中可通过发电机和AC电动机的组合来控制电动机扭矩。

为了实现本发明的以上目的和其它目的，提供了一种用于混合动力车辆的发电功率控制系统，该混合动力车辆具有：发电机，其被配置为由驱动第一轮的内燃发动机驱动；以及AC电动机，其通过由逆变器将发电功率从发电机提供到AC电动机，而驱动不由内燃发动机驱动的第二轮。发电功率控制主要包括电动机功率计算部件、目标发电功率计算部件、以及磁场控制部件。将电动机功率计算部件配置为：计算AC电动机的AC电动机功率需要。

将目标发电功率计算部件配置为：基于由电动机功率计算部件计算出的AC电动机功率需要，计算要由发电机产生的目标发电功率。将磁场控制部件配置为：基于由目标发电功率计算部件计算出的目标发电功率，通过控制发电机的磁场来控制由发电机产生的发电功率。

对于本领域中的技术人员来说，从下面与附图相结合的、公开了本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将变得清楚。

附图说明

现在参照形成此原始公开的一部分的附图：

图1是配备有车辆驱动控制设备的四轮驱动车辆的简化示意框图，其中，所述车辆驱动控制设备具有被配置为实现本发明的各个实施例的发电机功率控制单元；

图2是图解在图1的四轮驱动车辆中使用的用来实现本发明的各个实施例的发电机的配置的两个例子的一对电路图；

图3是图解根据本发明第一实施例的图1的4WD控制器的一种可能配置的框图；

图4是图解根据本发明第一实施例的图7中的目标电动机扭矩计算部件的一种可能配置的框图；

图5是图解根据本发明第一实施例的发电机控制器的一种可能配置的框图；

图6是根据本发明的发电机的特性图；

图7是图解根据本发明第一实施例的电动机控制器的一种可能配置的框图；

图8是图解根据本发明第二实施例的图1的4WD控制器的一种可能配置的框图；

图9是图解根据本发明第二实施例的图8中的电动机控制器的一种可能配置的框图；

图10是图解根据本发明的第二实施例的图8中的发电机控制器的一种可能配置的框图；

图11是图解根据本发明的第二实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图12是图解根据本发明的第三实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图13是根据本发明的第三实施例的励磁电流和PWM占空比之间的关系的图；

图14是图解根据本发明的第三实施例的状态过渡(transition)的图；

图15是图解根据本发明的第四实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图16是本发明的第四实施例中的α特性的图；

图17是根据本发明的第四实施例的α特性的图的另一个例子；

图18是图解根据本发明的第五实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图19是图解根据本发明的第六实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图20是根据本发明的第六实施例的每个发电机速度的输出特性图；

图21是图解根据本发明的第六实施例的目标励磁电流计算部件的目标励磁电流计算方法的图；

图22是图解根据本发明的第六实施例的图19的发电功率控制器的修改配置的框图；

图23是图解根据本发明的第七实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图24是图解根据本发明的第七实施例的图23的发电功率控制器的修改配置的框图；

图25是图解根据本发明的第八实施例的发电功率控制器的一种可能配置的框图；

图26是图解根据本发明的第八实施例的目标励磁电流计算部件的目标励磁电流计算方法的图；以及

图27是图解根据本发明的设备的操作的图。

具体实施方式

现在将通过参照附图来说明本发明的所选实施例。从此公开中，本领域的技术人员将清楚地看出，仅用于说明、而不是为了限制如所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的，而提供下面对本发明的实施例的描述。

图1是配备有具有根据本发明的发电机功率控制单元的车辆驱动控制设备的四轮驱动车辆的简化示意框图。将使用此示意框图来说明本发明的每个实施例。考虑到本发明的各个实施例之间的相似性，在每个实施例中，将对相同或具有相同功能的第二实施例的部件赋予相同的附图标记。

首先，参照图1，现在将说明用于每个实施例的四轮驱动车辆。如图1所示，此实施例中的车辆是这样的车辆，即，左和右前轮1L和1R是由发动机2(内燃发动机)驱动的主驱动轮，而左和右后轮3L和3R是可以由电动机4驱动的次驱动轮，

例如，在沿着发动机2的进气通道的某个点上提供主气阀(throttle valve)和辅气阀。主气阀根据加速器踏板已被压下到什么程度等而调节和控制气门开度。辅气阀通过步进电动机等来起动，并根据此电动机的级数，而通过转角来调节和控制开度。因此，通过将辅气阀的气门开度调节为小于或等于主气阀的开度，可独立于驾驶者对加速器踏板的操作而减小发动机2的输出扭矩。换句话说，辅气阀的开度的调节变为驱动力控制，其抑制由发动机2引起的在前轮1L和1R处的加速度滑动(acceleration slip)。

将发动机2的输出扭矩Te通过传动和差速齿轮5而传送到左和右前轮1L和1R。将发动机2的输出扭矩Te的一部分通过环带(endless belt)6而传送到发电机7，使发电机7以与发动机2的转速Ne乘以滑轮比相对应的转速Ng旋转。

发电机7变为发动机2上根据由4WD控制器8调节的励磁电流Ifg的负载，并根据此负载扭矩而产生功率。通过转速N9和励磁电流Ifg而确定由发电机7产生的功率量。可基于滑轮比，根据发动机2的转速Ne而计算发电机7的转速Ng。

可将由发电机7产生的功率通过接线盒(junction box)10和逆变器9而提供到电动机4。电动机4的驱动轴可经由减速齿轮11和离合器12而连接到后轮3L和3R。此实施例中的电动机4是AC电动机。在离合器12与后轮3L和3R之间提供差速齿轮13。

例如，离合器12是湿式、多盘离合器，并根据来自4WD控制器8的命令而接合及脱离。在此实施例中，用于接合的离合器是湿式多盘离合器，但可替换为例如粉末离合器(powder clutch)或泵式离合器(pump clutch)。

在接线盒10内部提供发电机电压传感器14，用于感测发电电压Vdc。在接线盒10内部提供发电机电流传感器15，用于感测发电电流Idc(逆变器9的输入电流)。分解器(resolver)被链接到电动机4的驱动轴，并且，输出表示电动机4的磁极位置的信号θ。并且，在接线盒10内部提供继电器，用于连接或隔离逆变器9和发电机7。当此继电器处于连接状态时，通过整流器(未示出)而从发电机7提供的DC功率在逆变器9中被转换为用来驱动电动机4的三相交流电流。提供励磁电流传感器16，用于感测实际的发电机励磁电流Ifg。将来自传感器14、15和16的传感器信号输出到4WD控制器8。

分别对轮1L、1R、3L和3R提供轮速传感器20FL、20FR、20RL和20RR。轮速传感器20FL、20FR、20RL和20RR将与各个轮子1L、1R、3L和3R相对应的转速输出到4WD控制器8，作为所感测的车辆速度值。

例如，4WD控制器8包括例如微计算机的计算处理器，并接收例如由轮速传感器20FL、20FR、20RL和20RR感测的车辆速度信号的输入、来自接线盒10内部的电压传感器和电流传感器的输出信号、来自链接到电动机4的分解器的输出信号、与加速器踏板(未示出)压下量相对应的气阀开度等。

现在参照图2，示意性地呈现了两个电路图，其图解了发电机7的励磁电流驱动电路的结构。如图2的图A所示，将此电路构造为使得：从例如14V车辆电池7a的恒压电源、或发电机7自身的输出电压中选择励磁电流电源。励磁电流电源的正极侧连接到励磁线圈7b，并开关晶体管7c。在此情况下，当发电机输出电压Vg低于电池电压Vb时，发电机7处于他激区域(separatelyexcited region)中，并且，电池电压Vb变为励磁线圈7b的电源。然而，当发电机电压Vg增大到电池电压Vb以上时，发电机7处于自激区域，并选择发电机7的输出电压Vg。由此，当发电机电压Vg增大到电池电压Vb以上时，发电机7的此输出电压Vg变为励磁线圈7b的电源。具体地，由于可通过发电机7的电源电压来增大励磁电流值，所以发电机输出的大幅增大是有可能的。

可替换地，如图2的图b所示，可将励磁电流驱动电路配置为使得：仅使用14V车辆电池7a(仅他激区域)作为励磁电流电源。

如图3所示，根据第一实施例的4WD控制器8包括目标电动机扭矩计算部件8A、功率计算部件8B(用作电动机功率计算部件)、发电电流命令计算部件8C(用作目标发电电流计算部件)、发电机控制器8D(用作磁场控制部件)、电动机控制器8E、TCS控制器8F、以及离合器控制器8G。通过本发明的此配置，可通过控制发电机7的磁场和改变逆变器9的负载，而使发电电流和发电电压两者与命令值相符，于是，可更有效地提供与电动机4的要求相对应的功率，并可执行适当的发电控制，以允许输出所需扭矩。

将目标电动机扭矩计算部件8A配置为：根据加速器踏板压下信号(气阀开度信号)Acc、以及基于四轮的轮速信号而计算出的前后轮之间的轮速差，来计算电动机扭矩命令值Tt。

图4是图解目标电动机扭矩计算部件8A的细节的框图。首先，将前后速度差计算部件81配置为：基于四轮的轮速信号V_FR至V_RR，根据以下等式(1)而计算前后速度差ΔV。

ΔV＝(V_FR+V_FL)/2-(V_RR-V_RL)/2    ...(1)

将第一电动机驱动力计算部件82配置为：基于前后速度差ΔV，通过参照预先存储的映射(map)，而计算第一电动机驱动力TΔV，并将此结果输出到选择高(select-high)单元(下面讨论)。将第一电动机驱动力TΔV设为使得：随着前后速度差ΔV的增加，而被计算为成比例地变大。

将车辆速度计算单元83配置为：通过四轮的轮速信号、以及由车辆在选择低(select-low)模式中产生的总驱动力F，而计算车辆速度信号V。作为根据变矩器滑动比估计出的前轮驱动力与根据扭矩命令值Tt估计出的后轮驱动力的和，而得到此处的总驱动力F。

将第二电动机驱动力计算部件84配置为：计算第二电动机驱动力Tv。更具体地，这是基于加速器踏板压下量或气阀开度量Acc、以及从车辆速度计算单元83输出的车辆速度V，通过参照预先存储的映射而计算的。将此第二电动机驱动力Tv设为使得：它与加速器踏板压下量或气阀开度量Acc成正比地增大，且与车辆速度V成反比地减小。

接下来，将选择高单元85配置为：将从第一电动机驱动力计算部件82输出的第一电动机驱动力TΔV、以及从第二电动机驱动力计算部件84输出的第二电动机驱动力Tv(所述两者均处于选择高模式)作为目标扭矩Ttt而输出到后轮TCS控制器86。

随后，基于后轮速度V_RL和V_RR、以及车辆速度V，通过公知方法来执行后轮牵引控制，并且，输出电动机4的最终扭矩命令值Tt。

将功率计算部件8B配置为：基于扭矩命令值Tt和电动机转速Nm，根据以下等式(2)而计算发电机所需的功率Pg。

Pg＝Tt×Nm/Иm ...(2)

这里，项Иm是逆变器效率。具体地，发电机所需的功率Pg是这样的值，其比电动机4所需、并根据将扭矩命令值Tt乘以电动机转速Nm的乘积而得到的功率Pm(＝Tt×Nm)大逆变器效率Иm倍。

将发电电流命令计算部件8C配置为：基于由电动机控制器8E(下面讨论)计算出的发电电压命令值或目标电压Vdc^*，根据以下等式(3)而计算发电电流命令值或目标电流Idc^*。

Idc^*＝Pg/Vdc^*    ...(3)

将TCS控制器8F配置为：基于从发动机扭矩控制器(ECM)接收的发动机发电驱动扭矩需求信号Tet、右和左前轮的转速V_FR和V_FL、以及车辆速度V，通过公知方法将发动机发电驱动扭矩需求信号Tet发送回到发动机扭矩控制器(ECM)，而执行前轮牵引控制。由此，4WD控制器8和发动机扭矩控制器(ECM)一起协作，以便用作车辆驱动力计算部件，其被配置为计算混合动力车辆(hybrid vehicle)所需的驱动力。

将离合器控制器8G配置为：控制离合器12的接合状态，使得只要离合器控制器8G确定了四轮驱动状态是所期望的和/或所需要的，便将离合器12置于连接状态。

图5是图解控制由发电机7产生的功率的发电机控制器8D的细节的框图。发电机控制器8D主要包括P控制器21、I控制器22、前馈控制器23、控制量加法器24、以及励磁控制器(field controller)25。将发电机控制器8D配置为：通过确定励磁电压PWM占空比C1，使用PWM控制来控制发电机7的励磁电流Ifg。

将P控制器21配置为：基于实际发电电流值Idc和根据上面的等式(3)计算出的发电电流命令值Idc^*之间的偏差，而执行P控制。首先，将发电电流命令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差乘以特定增益。为使增益灵敏度相对于发电机7的转速波动而保持恒定，将此乘积乘以发电机转速Ng的倒数，并将此乘积输出到控制量加法器24(下面讨论)，作为P控制中的控制量Vp。

将I控制器22配置为：基于实际发电电流值Idc和根据上面的等式(3)计算出的发电电流命令值Idc^*之间的偏差，而执行I控制。也就是说，I控制器22对发电电流命令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差进行积分。使用积分值作为上限和下限。如在上述P控制中那样，将此积分值乘以发电机转速Ng的倒数，并将此乘积输出到控制量加法器24(下面讨论)，作为I控制中的控制量Vi。

前馈控制器23参照已预先存储的多个速度中的每个的发电机特性映射，并基于发电电压命令值Vdc^*和发电电流命令值Idc^*，通过前馈而得到发电机励磁电压的PWM占空比D1。随后，前馈控制器23基于PWM占空比D1和发电电压命令值Vdc^*，根据以下等式(4)而计算前馈控制中的控制量Vff。

Vff＝D1×Vdc^*    ...(4)

控制量加法器24将控制量Vp、控制量Vi、以及控制量Vff相加，并将此和输出到励磁控制器25，作为要被施加到磁线圈的电压Vf。

将励磁控制器25配置为：确定实际发电电压值Vdc是否小于或等于电池(用作励磁电流电源)电压Vb(12V)。如果此状态(Vdc≤Vb)存在，那么，根据以下等式(5)而计算励磁电压PWM占空比C1。

C1＝Vf/Vb    ...(5)

然而，如果实际发电电压值Vdc大于电池电压Vb(即，Vdc＞Vb)，那么，根据以下等式(6)而计算励磁电压PWM占空比C1。

C1＝Vf/Vdc    ...(6)

根据如上计算出的占空比C1而控制发电机7的励磁电流Ifg。也就是说，将发电机控制器8D配置为：通过前馈控制而指定显示出根据扭矩命令值Tt而确定的发电机所需功率Pg的发电机工作点、并用PI补偿来对发电电压命令值Vdc^*和实际发电电压值Vdc进行反馈控制，而使实际发电电压值Vdc与发电电压命令值Vdc^*相符。

这里，采用PI补偿作为用于反馈控制的控制方法，但本发明不限于此，并可使用使系统稳定的任意控制方法。

由此，发电机7输出发电电压命令值Vdc^*和发电电流命令值Idc^*，使得电动机4输出将与扭矩命令值Tt匹配的扭矩。发电电压命令值Vdc^*和发电电流命令值Idc^*是发电机7将最有效地提供发电机所需功率Pg的电压和电流。换句话说，只要发电电压命令值Vdc^*和发电电流命令值Idc^*均被满足，便可有效地输出发电机所需功率Pg。

图6是发电机7的特性图，其中，横轴是发电电流，而竖轴是发电电压。在图6中，直线A是在发电机7的励磁电流Ifg恒定时，发电机7的输出可被逆变器负载(阻抗)消除(take off)的If线。也就是说，发电机7可实现的工作点沿If线而移动。例如，在给定的励磁电流Ifg下，如点b所示，当阻抗为低时，电压将为低，而电流将为高。相反，在给定的励磁电流Ifg下，如点c所示，当阻抗为高时，电压将为高，而电流将为低。因而，优选地，将阻抗负载调节为满足发电电压命令值Vdc^*和发电电流命令值Idc^*两者，以实现最有效的工作点a。

图7是图解通过逆变器9来控制电动机4的电动机控制器8E的细节的框图。电动机控制器8E包括Id和Iq命令值计算部件31、Vd和Vq命令值计算部件32、Vdc^*命令值计算部件33、二相/三相转换器34、PI控制器35、幅度校正器36、PWM控制器37、励磁电流命令值计算部件38、以及场通量计算部件39。将电动机控制器8E配置为开关控制逆变器9的三相功率元件，以便输入扭矩命令值Tt，且实际电动机扭矩T变为(基本上等于)扭矩命令值Tt。

将Id和Iq命令值计算部件31配置为：通过d轴(磁通量分量)电流和q轴(扭矩分量)电流来计算命令值Idr和Iqr，以便基于该扭矩命令值Tt和电动机转速Nm而输出匹配此扭矩命令值Tt的扭矩。将Id和Iq命令值计算部件31配置为：将这些值输出到Vd和Vq命令值计算部件32。

将Vd和Vq命令值计算部件32配置为：基于从Id和Iq命令值计算部件31输入的电流命令值Idr和Iqr、电动机转速Nm、以及从场通量计算部件39(下面描述)输入的电动机参数(阻抗和场通量)，而计算用于将d轴电流值Id转换为d轴电流命令值Idr的d轴电压命令值Vdr、以及用于将q轴电流值Iq转换为q轴电流命令值Iqr的q轴电压命令值Vqr。

将Vdc^*命令值计算部件33配置为：基于由Vd和Vq命令值计算部件32计算的电压命令值Vdr和Vqr，而计算发电电压命令值Vdc^*。将Vdc^*命令值计算部件33配置为：将这些值输出到上述发电机控制器8D(图5)。

二相/三相转换器34将d和q轴电压命令值Vdr和Vqr转换为作为三相正弦波命令值的、三相坐标系的U相位电压命令值Vur、V相位电压命令值Vvr、以及W相位电压命令值Vwr，并将这些值输出到幅度校正器36(下面讨论)。

将PI控制器35配置为：使用由Vdc^*命令值计算部件33计算出的发电电压命令值Vdc^*和实际发电电压值Vdc之间的偏差ΔVdc作为输入而执行PI控制，并将此结果输出到幅度校正器36。这里的描述具有对ΔVdc进行PI控制的性质，但本发明不限于此，并可使用使系统稳定的任意补偿方法。

将幅度校正器36配置为校正从二相/三相转换器34输出的三相正弦波命令值的幅度，并且，PWM控制器37通过将校正的三相正弦波命令值与三角波相比较而计算PWM命令，并产生被输出到逆变器9的开关信号。逆变器9产生与这些开关信号相对应的PWM波电压，并将此电压施加到电动机4。通过此电压来驱动电动机4。

在以上幅度校正中，通过将发电电压命令值Vdc^*与实际发电电压值Vdc相比较、并在Vdc^*＞Vdc时减小幅度，而减小PWM脉冲宽度。结果，阻抗变高，且可提高电压。相反，通过在Vdc^*＜Vdc时增大幅度，而增大PWM脉冲宽度。结果，阻抗变低，且可降低电压。

将励磁电流命令值计算部件38配置为：基于电动机转速Nm而计算励磁电流命令值，并将它们输出到场通量计算部件39。将场通量计算部件39配置为：计算场通量，并将场通量输出到Vd和Vq命令值计算部件32。

在图7中，PI控制器35和幅度校正器36对应于负载变化部件(脉冲宽度变化部件)，而PWM控制器37对应于PWM控制部件。

现在将描述此实施例的操作。

不妨假定已将车辆确定为四轮驱动状态，并已基于轮速和加速器踏板压下量(气阀开度量)而计算了扭矩命令值Tt。在此情况下，将发电机控制器8D配置为：对根据扭矩命令值Tt而计算出的发电电流命令值Idc^*和实际发电电流值Idc之间的偏差执行PI控制。随后控制发电机7的励磁电流Ifg，使得实际发电电流值Idc将与发电电流命令值Idc^*相符。在此点处确定在图6中的发电机7的特性图中由线A表示的If线。

电动机控制器8E基于扭矩命令值Tt和电动机转速Nm，而计算用于逆变器9的三相功率元件的开关控制的三相正弦波命令。随后，电动机控制器8E基于此三相正弦波命令，而计算PWM命令，并将此PWM命令输出到逆变器9。对这里的发电电压命令值Vdc^*与实际发电电压值Vdc之间的偏差进行PI控制，并校正三相正弦波命令的幅度。

如果实际发电电压值Vdc低于发电电压命令值Vdc^*，则工作点将为If线上的点b。考虑到这一点，改变阻抗，并将工作点b移动到对于得到电动机扭矩来说最有效的工作点a。

换句话说，当存在状态Vdc＜Vdc^*时，将三相正弦波命令的幅度校正为降低。这产生更窄的PWM脉冲宽度，逆变器9的阻抗变高，且实际发电电压值Vdc变大。这使工作点b匹配工作点a。这对应于确定由一点点划线表示的负载线(在逆变器负载恒定时，发电机7可实现的工作点)。

因此，实际发电电压值Vdc和实际发电电流值Idc与发电电压命令值Vdc^*和发电电流命令值Idc^*相符，从而允许电动机4在最有效的工作点处被驱动。

图6中的曲线B1至B4是在发电机7的负载逐渐改变、且励磁电压PWM占空比C1在发电机7的自激区域中固定时的工作点的路径。曲线B1至B4表示占空比C1中的差异。

由此，通过此实施例，基于发电机控制中的实际发电电流值与发电电流命令值之间的偏差，而将实际发电电流值控制为与发电电流命令值相符，并基于电动机控制中的实际发电电压值与发电电压命令值之间的偏差，而改变逆变器的负载，并且，此控制的结果为实际发电电压值与发电电压命令值相符，于是，可执行适当的功率产生控制，并可更有效地消除扭矩。

并且，通过改变提供到电动机的PWM脉冲宽度，而改变逆变器的负载，于是，可相对容易地使实际发电电压值与发电电压命令值相符。

在以上实施例中，描述具有这样的性质：通过基于发电电压命令值与实际发电电压之间的偏差来校正三相正弦波命令值的脉冲宽度，而改变PWM脉冲宽度。然而，本发明不限于此方法。例如，可替换地，可通过基于发电电压命令值与实际发电电压之间的偏差来校正对逆变器的负载作出贡献的变量，如d和q轴电流命令值、或d和q轴电压命令值，而改变PWM脉冲宽度。

并且，在以上实施例中，使发电电流与发电机控制中的目标值相符，并使发电电压与电动机控制中的目标值相符。然而，本发明不限于此方法。例如，可替换地，使发电电压与发电机控制中的目标值相符，并使发电电流与电动机控制中的目标值相符。

现在参照图8-11，现在将说明本发明的第二实施例。如图8所示，此实施例的4WD控制器8主要包括目标电动机扭矩计算部件8A、功率计算部件8B(用作电动机功率计算部件)、发电机控制器8D、电动机控制器8E、TCS控制器8F、以及离合器控制器8G。然而，如在下面说明的，电动机控制器8E和发电机控制器8D已被修改。除非在这里指明，否则，以与第一实施例相同的方式配置目标电动机扭矩计算部件8A、电动机控制器8E、TCS控制器8F、以及离合器控制器8G。通过本发明的此实施例，根据AC电动机4所需的功率而计算要由发电机7输出的目标输出功率，并将发电机7的输出功率控制为目标输出功率，于是，可通过发电机7和AC电动机7的组合而控制电动机扭矩，其效果是易于安装，并改善了4WD性能。

图8中的功率计算部件8B基于电动机转速Nm和由目标电动机扭矩计算部件8A计算出的扭矩命令值Tt，根据以下等式(7)而计算电动机4所需的功率Pm。

Pm＝Tt×Nm  ...(7)

电动机控制器8E使用扭矩命令值Tt和电动机转速Nm，而执行图5中示出的公知矢量控制。通过将三相功率元件的开关控制信号输出到逆变器9，而控制三相交流电流。

图10是图解控制由发电机7产生的功率的发电机控制器8D的细节的框图。此发电机控制器8D包括目标发电功率计算部件101、发电功率限制器102、目标发电功率确定器103、以及发电功率控制器104。将发电机控制器8D配置为控制发电机7的励磁电流Ifg。

目标发电功率计算部件101基于从功率计算部件8B输出的电动机所需功率Pm，根据以下等式(8)而计算要由发电机7输出的发电机所需的功率Pgt。

Pgt＝Pm/Иm  ...(8)

这里，项Иm是电动机效率。具体地，发电机所需的功率Pgt是这样的值，其以比电动机所需的功率Pm大电动机效率Иm倍的量而被输出。

将发电功率限制器102配置为输出发电功率限制PL1和PL2。发电功率限制PL1是发电功率不能超过的上限。根据可由驱动发电机7的皮带传送的扭矩的量而确定发电功率限制PL1。根据以下等式(9)来计算此限制。

PL1＝Tb×ωg×Иg    ...(9)

这里，项Tb是可由皮带传送的扭矩，项ωg是发电机7的转速，而项Иg是发电机效率。由此，发电功率限制PL1对应于：在可由皮带传送的扭矩是Tb时，可由发电机7生成的功率的最大量。

发电功率限制PL2是上限，其被设为使得：发电功率不超过发动机过载会导致发动机受压(stress)或驾驶性能受损的水平。由发动机扭矩控制器(ECM)给出此发电功率限制PL2。

将目标发电功率计算部件101和发电功率限制器102的计算结果输入到目标发电功率确定器103，并随后通过选择低模式下的发电机所需功率Pg、以及发电功率限制PL1和PL2，而计算发电机7的目标输出功率PG。

将目标输出功率PG输入到发电功率控制器104，并且，发电功率控制器104控制实际输出功率P，使得发电机7输出目标输出功率PG。

在图10中，目标发电功率计算部件101、发电功率限制器102和目标发电功率确定器103的处理对应于目标发电功率计算部件(也被称为输出功率计算部件)，而发电功率控制器104的处理对应于励磁电流控制部件。

图11是在此第二实施例中的发电功率控制器104的框图。此实施例中的发电功率控制器104在监控实际发电机励磁电流Ifg的同时反馈发电机励磁电流值，使得目标输出功率PG和实际输出功率P之间偏差将为0。

首先，将来自发电机电压传感器14的输出电压Vdc和来自发电机电流传感器15的输出电流Idc输入到实际功率计算部件201，并将这些值相乘，以计算实际输出功率P(＝Vdc×Idc)。

随后，将实际输出功率P和目标输出功率PG之间的偏差ΔP输入到PID控制器202，并且PID控制器202输出目标励磁电流Ift，使得偏差ΔP将为0。

在此实施例中，提供励磁电流传感器16作为励磁电流感测部件，并使用其来感测实际发电机励磁电流Ifg。得到由励磁电流传感器16感测出的实际励磁电流Ifg和目标励磁电流Ift之间的偏差ΔIf，并将其输出到PID控制器203。PID控制器203控制实际励磁电流Ifg，使得偏差ΔIf将为0。

结果，发电机7的实际输出功率P匹配目标输出功率PG。在图11中，实际功率计算部件201的处理对应于输出功率计算部件，而PID控制器202和203的处理对应于发电机输出控制部件。

由此，在此第二实施例中，根据电动机4所需的功率来计算要由发电机7输出的目标输出功率，并控制发电机7的励磁电流，使得根据发电机7的输出电压和输出电流而计算出的实际输出功率变为目标输出功率，于是，发电机7可适当地提供电动机4所需的功率，并且，电动机4可输出适当的扭矩。

此外，由于监控发电机7的励磁电流并执行反馈，使得此实际励磁电流与目标励磁电流相符，所以，能够可靠地使发电功率与目标功率相符。

现在参照图12-14，现在将说明本发明的第三实施例。此第三实施例与上面的第二实施例相同，但对发电机7的励磁电流进行PWM控制，并且由此，使目标输出功率和实际输出功率之间的偏差变为0。

，图12是在第三实施例中的发电功率控制器104A的框图。如在第二实施例中那样，实际功率计算部件201计算实际输出功率P，并将此实际输出功率P和目标输出功率PG之间的偏差ΔP输出到PID控制器204。PID控制器204根据偏差ΔP而控制发电机7的励磁电流驱动电路的PWM占空比D。更具体地，它在PG大于P时增大PWM占空比D，而在PG小于P时减小PWM占空比D。

例如，进行以下PID控制。

D＝α×(PG-P)+β×∫(PG-P)...(10)

图13是励磁电流Ifg和PWM占空比D之间的关系的图，其中，横轴是PWM占空比D，而竖轴是励磁电流Ifg。如在此图中所示，在占空比D为0％时无励磁电流Ifg的流动，并且，随着占空比D接近100％，励磁电流Ifg的流动增大。

这些特性使得：励磁电源电压Vf越大，斜率便越大，并且，励磁线圈的阻抗越小，斜率便越大。这在发电机输出电压Vg小于或等于电池电压Vb时通过Ifg＝a×D来表示，而在Vg大于Vb时被表示为Ifg＝a×Vf×D。这里的项“a”为常量。

可通过利用PWM驱动器205控制所输出的PWM占空比D，而控制励磁电流Ifg，并且结果，可将发电机7的实际输出功率控制为目标输出功率PG。

在图12中的处理中，PID控制器204和PWM驱动器205的处理对应于占空比控制部件。

由此，在第三实施例中，对发电机7的励磁电流进行PWM控制，于是，可通过实际输出功率和目标输出功率之间的大回路(loop)，来控制励磁电流控制中的所有误差源，如励磁电流中的电压波动、或励磁线圈中的阻抗波动，于是，不需要像在第二实施例中那样提供励磁电流传感器，这允许减小成本。

然而，尽管针对于降低成本而优化配置了上面的第三实施例，但可能存在有关发电机可控性的问题。具体地，当发电机电压Vg等于或小于电池电压Vb时，PWM占空比D基本上与励磁电流Ifg成比例，而当发电机电压Vg大于电池电压Vb时，励磁电源电压Vf增大，于是，励磁电流Ifg在给定的占空比D下变大。换句话说，当发电机电压Vg很高时，PWM占空比D必须降低，以便产生与较低的电压下相同的励磁电流Ifg。

然而，通过上面的第三实施例，仅基于实际输出功率P还是目标输出功率PG更大来确定增大还是减小PWM占空比D，并且，不考虑励磁电源电压Vf的大小。因而，如图14所示，例如，当存在从Vg≤Vb的一个控制点a到Vg＞Vb的一个控制点b的过渡时，存在如曲线A所表示的状态过渡，这是个问题，因为出现了发电功率过冲(overshoot)和输出波动。

现在参照图15-17，现在将说明本发明的第四实施例。考虑到第三实施例的缺点，本发明的第四实施例增加了针对于第三实施例的以上缺点的改进。由此，当存在从控制点a到控制点b的过渡时，存在如由曲线B表示的状态过渡。此第四实施例与上面的第三实施例相同，但根据励磁电源电压的大小而改变PWM占空比的加权。

具体地，如作为第四实施例中的发电功率控制器104B的框图的图15所示，除了第三实施例的PID控制器204被PID控制器206替换之外，配置与图12中的配置相同，其中，PID控制器206根据励磁电源电压Vf的大小而改变PWM占空比加权，并输出PWM占空比D。对具有相同构造的那些组件分配相同的编号，并将不会再次对其详细描述。

如在上面的第三实施例中那样，PID控制器206接收实际输出功率P和目标输出功率PG之间的偏差ΔP的输入，并通过执行由上面的等式(10)表示的PID控制来输出PWM占空比D。

此时，α特性根据励磁电源电压Vf的大小而变化。具体地，在此实施例中，如图16所示而设置α特性，其中，在励磁电源电压Vf小于特定值时将α设为α1，而在励磁电源电压Vf大于或等于该特定值时将α设为比α1小的α2。

结果，当发电机电压Vg处于高区域中时，可将反馈控制中的PWM占空比D的加权设为比Vg为低时低，并可适当地控制用于产生目标励磁电流的PWM占空比D。因此，例如，当存在图14中的从控制点a到控制点b的过渡时，有可能实现由曲线B表示的状态过渡。

由此，在上面的第四实施例中，PWM占空比的加权根据发电机电压的大小而变化，于是，当发电机电压为高时，可将PWM占空比设为比发电机电压为低时低，并可执行理想的控制，同时不会遇到上面的第三实施例所遇到的问题，即，出现发电功率输出过冲和输出波动。

此外，在上面的第四实施例中，描述具有根据励磁电源电压Vf而改变α特性的性质，但本发明不限于此，并且可替换地，可根据发电机电压Vg来改变α特性。

并且，在上面的第四实施例中，描述具有如图16所示而设置α特性的性质，但本发明不限于此。具体地，由于当Vg大于Vb时励磁电流Ifg＝a×Vf×D的关系，可将这些特性设置为使得：如图17的图A所示，发电机电压Vg越大，则PWM占空比D的相对贡献越小。

如图17的图B所示，所述设置可使得：当发电机电压Vg小于或等于电池电压Vb时，α被固定在特定值。然而，当发电机电压Vg超过电池电压Vb时，α以反比例减小。

此外，在上面的第四实施例中，描述具有根据励磁电源电压的大小而仅改变α特性的性质，但本发明不限于此，还可改变β特性。

现在参照图18，现在将说明本发明的第五实施例。此第五实施例类似于上面讨论的第三实施例，但此第五实施例涉及将励磁电源电压乘以PWM占空比，并对此乘积进行反馈控制。

具体地，如作为第五实施例中的发电功率控制器104C的框图的图18所示，除了第三实施例的PID控制器204被PID控制器207替换之外，配置与图12中的配置相同，其中，PID控制器207对励磁电源电压Vf和PWM占空比D的乘积(Vf×D)进行反馈控制，并输出PWM占空比D。对具有相同构造的那些组件分配相同的编号，并将不会再次对其详细描述。

PID控制器207接收实际输出功率P和目标输出功率PG之间的偏差ΔP的输入，并通过执行由以下等式(11)表示的PID控制来输出PWM占空比D。

Vf×D＝α×(PG-P)+β×∫(PG-P)

D＝{α×(PG-P)+β×∫(PG-P)}/Vf    ...(11)

如上面所提到的，当发电机电压Vg大于电池电压Vb时，励磁电流Ifg＝a×Vf×D，并且，根据此关系，可将(Vf×D)确定为励磁电流Ifg，并对其进行反馈控制。

由此，通过上面的第五实施例对励磁电源电压和PWM占空比的乘积进行反馈控制，于是所得到的控制效果在本质上为：对励磁电流进行反馈控制。

并且，当励磁电源电压为高时，可将PWM占空比的加权设为低于该电压为低时，同时不需要如在第四实施例中那样提供α特性的变化映射，使涉及励磁电源电压的大小的适当的控制成为可能。

现在参照图19-22，现在将说明本发明的第六实施例。此第六实施例类似于上面讨论的第二实施例，但此第六实施例涉及根据发电功率特性而控制发电功率，其中使用发电机的转速作为参数。

具体地，如作为第六实施例中的发电功率控制器104D的框图的图19所示，除了取消了第二实施例中使用并如图11所示的实际功率计算部件201、以及将PID控制器202替换为目标励磁电流计算部件208之外，配置与图11中的配置相同，其中，目标励磁电流计算部件208基于发电机7的转速ωg和目标输出功率PG而输出目标励磁电流Ift。对具有相同构造的那些组件分配相同的编号，并将不会再次对其详细描述。

4WD控制器8已在其中存储了如图20所示的发电机的多个速度中的每个的输出特性映射，并且，目标励磁电流计算部件208首先搜索与发电机7的转速ωg相对应的输出特性映射。

此输出特性映射是当励磁电流Ifg在特定转速ωg下恒定时由发电机7输出的电流和电压的图，其中横轴是输出电流，而竖轴是输出电压。速度设置是以精细增量(如100rpm)的方式进行的。

当在当前转速ωg下搜索到输出特性映射时，如图21所示，根据由目标输出功率PG确定的功率线P1，而计算可给目标输出功率PG提供某个余量(leeway)的励磁电流值IfF。

更具体地，在功率线P1上确定可有效地提供目标输出功率的范围P2，并将其认为是用于控制的电压和电流。选择可在具有一定余量的情况下覆盖此范围的特性(3)。也就是说，所选的是可在具有某个余量的情况下输出用于有效地输出目标输出功率PG的电压和电流的励磁电流值。

接下来，输出与特性(3)相对应的励磁电流值IfF，作为目标励磁电流Ift。具有过多余量的特性(4)至(6)是不适合的，这是因为存在增大的励磁电流会浪费功率的可能性。

通过执行控制使得由此选择的目标励磁电流Ift和由励磁电流传感器感测的实际励磁电流Ifg之间的偏差变为0，而将实际输出功率P控制为目标输出功率PG。

在图19的处理中，目标励磁电流计算部件208的处理对应于目标励磁电流计算部件。

由此，在第六实施例中，根据发电功率特性来控制发电机7的励磁电流，其中，使用发电机7的转速作为参数，于是，可执行适当的功率发电控制，以向电动机4提供所需功率。

并且，根据发电功率特性来选择允许有效地输出发电机7的功率的励磁电流，并且，这有效地防止了诸如励磁电流如此低而导致不能获得扭矩、或励磁电流如此高而导致浪费了功率的情形。

在上面的第六实施例中，描述具有输出由目标励磁电流计算部件208计算的励磁电流值IfF直接作为目标励磁电流Ift的性质，但本发明不限于此方法。相反，例如，可考虑由于温度波动或发电机特性变化而引起的特性的改变。如图22所示，可提供修改的发电功率控制器104E，其中，可作为前馈种类(category)而使用由目标励磁电流计算部件208计算的励磁电流值IfF，并通过使用实际输出功率P和目标输出功率PG之间的偏差来校正励磁电流值IfF。在此情况下，在目标励磁电流计算部件208之后提供PID控制器209，并且，此PID控制器209执行由以下等式(12)表示的反馈控制，并输出目标励磁电流Ift。

Ift＝IfF+A×(PG-P)+B×∫(PG-P)    ...(12)

这里，如在上面的第一至第四实施例中那样，通过将发电机电压传感器值乘以发电机电流传感器值而得到实际输出功率P。

现在参照图23和24，现在将说明本发明的第七实施例。此第七实施例类似于上面的第六实施例，但对发电机的励磁电流进行PWM控制。

图23是第七实施例中的发电功率控制器104F的框图。首先，如在上述第六实施例中那样，目标励磁电流计算部件208计算目标励磁电流Ift，并将此目标励磁电流Ift和励磁电流转换值之间的偏差ΔIft输出到PID控制器210。

PID控制器210输出PWM占空比D，使得此偏差ΔIft将变为0。

由于将这里的励磁电流表示为Ifg＝a×Vf×D，所以，如上面所提到的，将目标励磁电流Ift表示为Ift＝a×Vf×Dt，其中，Dt是目标PWM占空比。因此，有可能获得控制效果，由此，通过使用励磁电流转换值(其中，(Vf×D)被认为是励磁电流)来执行反馈控制，而在本质上对励磁电流进行反馈控制，

PWM驱动器211通过控制由此输出的PWM占空比D来控制励磁电流Ifg。

由此，在上面的第七实施例中，可在不提供如在第六实施例中那样的励磁电流传感器的情况下对励磁电流进行反馈控制，这减小了所需成本。

在上面的第七实施例中，描述具有输出由目标励磁电流计算部件208计算的励磁电流值IfF直接作为目标励磁电流Ift的性质，但本发明不限于此，并且，例如，可考虑由于温度波动或发电机特性变化而引起的特性的改变。如图24所示，可提供修改的发电功率控制器104G，其中，可作为前馈种类而使用由目标励磁电流计算部件208计算的励磁电流值IfF，并通过使用实际输出功率P和目标输出功率PG之间的偏差来校正励磁电流值IfF。

在此情况下，在目标励磁电流计算部件208之后提供PID控制器212，并且，此PID控制器212执行由以下等式(13)表示的PI控制，并输出目标励磁电流Ift。

Ift＝IfF+A×(PG-P)+B×∫(PG-P)    ...(13)

这里，如在上面的第二至第五实施例中那样，通过将发电机电压传感器值乘以发电机电流传感器值而得到实际输出功率P。

现在参照图25和26，现在将说明本发明的第八实施例。此第八实施例与第一实施例的类似之处在于：其涉及基于电动机4所需的目标电压和目标电流而控制发电机7的磁场。

具体地，如示出了第八实施例中的发电机控制器8D的细节的图25所示，发电机控制器8D包括目标发电功率计算部件301、目标电压计算部件302、目标电流计算部件303、目标励磁电流计算部件304、以及励磁电流控制器305，使用映射来基于电动机4所需的目标电压和目标电流而计算发电机7的目标励磁电流Ift，并执行控制，使得实际励磁电流Ifg变为此目标励磁电流Ift。

目标发电功率计算部件301基于从上面讨论的功率计算部件8B输出的电动机所需功率Pm，根据以下等式(14)来计算要由发电机7输出的目标输出功率PG。

PG＝Pm/Иm  ...(14)

目标电压计算部件302参照预先存储的映射，并基于扭矩命令值Tt和电动机转速Nm来计算电动机所需的目标输出电压Vdc^*。

目标电流计算部件303基于由目标电压计算部件302计算的目标电压Vdc^*和由目标发电功率计算部件301计算的目标输出功率PG，根据以下等式

(15)计算逆变器9所需的电流，即，要由发电机7输出的目标电流Idc^*。

Idc^*＝PG/Vdc^*   ...(15)

目标励磁电流计算部件304输出用于控制励磁电流Ifg的控制信号，使得发电机7的输出电压和输出电流将为目标电压Vdc^*和目标电流Idc^*。更具体地，使用发电机特性映射，其中，输出电压、输出电流、以及励磁电流用作参数。

图26的图A图解了发电机7的自激特性。在自激的情况下，使用由发电机7自身产生的电压来使励磁电流流动，于是，发电机特性的参数是施加到励磁电流驱动电路的电压的占空比，而不是励磁电流自身。也就是说，这些发电机参数表示在发电机励磁电流的驱动电路的脉冲宽度恒定时由发电机7输出的电压和电流。

图26的图B图解了发电机7的他激特性。在他激的情况下，通过施加来自另一个电源的励磁电压来使得励磁电流流动，于是，使用励磁电流自身作为参数。也就是说，这些发电机参数表示在发电机励磁电流恒定时由发电机7输出的电压和电流。

换句话说，在执行自激操作时，参照图26的图A中示出的自激图，并且，基于目标电压Vdc^*和目标电流Idc^*而选择特性(2)，使得发电机7的输出电压和输出电流将为目标电压Vdc^*和目标电流Idc^*。基于与此特性(2)相对应的励磁驱动脉冲宽度，而输出用于控制励磁电流Ifg的PWM占至比D。

在执行他激操作时，参照图26的图B中示出的他激图，并且，基于目标电压Vdc^*和目标电流Idc^*而选择特性(3)，使得发电机7的输出电压和输出电流将为目标电压Vdc^*和目标电流Idc^*。输出与此特性(3)相对应的励磁电流，作为目标励磁电流Ift。

励磁电流控制器305基于从目标励磁电流计算部件304输出的目标励磁电流Ift或PWM占空比D，而控制实际励磁电流Ifg。结果，发电机7输出匹配目标电压Vdc^*和目标电流Idc^*的电压和电流。

在图25中，目标发电功率计算部件301的处理对应于目标发电功率计算部件(也被称为目标输出功率计算部件)，目标电压计算部件302的处理对应于电压计算部件，而目标电流计算部件303的处理对应于电流计算部件。

由此，在上面的第八实施例中，将磁场控制为使得：发电机7将产生电动机所需的电压和电流，于是，实现电动机所消耗的功率和发电机7产生的功率之间的良好平衡，抑制了系统损失，并且，系统可在理想的工作点上操作。

此外，在上面的第八实施例中，描述具有目标电压计算部件302基于扭矩命令值Tt和电动机转速Nm、通过参照映射来计算目标电压Vdc^*的性质，但本发明不限于此方法。相反，可根据在电动机控制器8E的矢量控制中基于扭矩命令值Tt而计算出的d轴电压命令值Vdr和q轴电压命令值Vqr的矢量和，来计算目标电压Vdc^*。

并且，在上面的第八实施例中，描述具有目标发电功率计算部件301根据等式(13)来计算目标输出功率PG的性质，但本发明不限于此方法。如在上面的第二至第七实施例中那样，可提供发电功率限制PL1和PL2，用于计算目标输出功率PG。

现在将通过参照图27来描述上面描述的本发明的实施例的操作。

在图27中，图(a)绘出了加速器开度，图(b)绘出了车辆速度信号，图(c)绘出了发动机命令扭矩，图(d)绘出了扭矩命令值Tt，而图(e)绘出了发动机7的电动机所需功率Pm和目标输出功率PG。

当加速器开度如图27的图(a)中所示那样而变化时，前轮速度V_FR和V_FL如由图27的图(b)中的虚线所表示的那样而改变，后轮速度V_RR和V_RL如由图27的图(b)中的一点点划线所表示的那样而改变，并且结果，车辆速度V如由图27的图(b)中的实线所表示的那样而改变。

由图27的图(c)中的虚线表示ECM根据加速器开度等而确定的扭矩需求信号Tet，并且，由图27的图(c)中的实线表示通过TCS控制器8F的前轮牵引控制而调制的扭矩需求信号Te。

图27的图(d)中的细线是第一电动机驱动力TΔV，而一点点划线是第二电动机驱动力Tv。如图10中的目标电动机扭矩计算部件8A的详细框图所示，在第一电动机驱动力TΔV和第二电动机驱动力TV处于选择高模式时选择的信号是目标扭矩Ttt，并且，如果我们根据后轮速度V_RR和V_RL和车辆速度V之间的关系而假定将不会执行后轮TCS控制，那么，Tt＝Ttt，并且，这由图27的图(d)中的粗线表示。

功率计算部件8B基于此扭矩命令值Tt而计算电动机所需功率Pm，并且，这由图27的图(e)中的虚线表示。图10中的目标发电功率计算部件101基于电动机所需功率Pm来计算发电机所需功率Pg。此时，如果我们假定从发电功率限制器102输出的功率限制PL1和PL2大于发电机所需功率Pg，那么，发电机7的目标输出功率PG等于发电机所需功率Pg，并且，这由图27的图(e)中的实线表示。

基于所输出的各种信号，通过以上述第一至第七实施例的方式来执行发电机的磁场控制，而得到图27的图(f)至(h)中示出的结果。

图27的图(f)示出了发电机7的实际输出功率P。从此图中清楚地看出：实际输出功率P与由图27的图(e)中的实线表示的目标输出功率PG匹配，这告诉我们：发电机7正在适当地输出它应该要输出的功率。

图27的图(g)示出了电动机4的输出功率Po。从此图中清楚地看出：电动机4的输出功率Po与由图27的图(e)中的虚线表示的电动机所需功率Pm匹配，这告诉我们：发电机正在适当地输出电动机4所需的功率，以便使电动机扭矩T匹配扭矩命令值Tt。

此外，图27的图(h)示出了由电动机4产生的电动机扭矩T。从此图中清楚地看出：电动机扭矩T与由图27的图(d)中的粗线表示的扭矩命令值Tt匹配。

由此，在上面描述的实施例中，通过将发电机7与AC电动机4相组合，可通过使用逆变器来执行适当的电动机扭矩控制，以将通过整流器而从发电机7提供的DC功率转换为三相交流电。其效果为：在燃料经济性、所占用的乘客车厢空间、安装简便性、平台共享简便性、以及4WD性能方面比传统的机械4WD系统更具优势。

如在这里用来描述上面实施例的那样，在这里使用的用来描述由组件、部件、设备等进行的操作或功能的术语“检测”包括不需要物理检测的组件、部件、设备等，但进一步地，其包括用来实现操作或功能的确定、测量、建模、预测或计算等。在这里使用的用来描述设备的组件、部件或部分的术语

“配置”包括：被构造和/或被编程为实现期望功能的硬件和/或软件。此外，在权利要求中被表示为“装置加功能”的术语应包括可被利用来实现本发明的该部分的功能的任意结构。在这里使用的诸如“实质上”、“左右”以及“约”的程度术语意味着修改项的合理偏差量，使得最终结果不会显著改变。例如，如果此偏差不会否定其修改的词语的含义的话，可将这些术语理解为包括修改项的至少±5％的偏差。

尽管仅已选择了所选实施例来说明本发明，但本领域的技术人员将从此公开中理解，这里可做出各种改变和修改，而不背离如在所附权利要求中定义的本发明的范围。此外，仅用于说明、而不是为了限制如由所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的，而提供了对根据本发明的实施例的以上描述。由此，本发明的范围不限于公开的实施例。

Claims (25)

1.一种用于混合动力车辆的发电功率控制系统，该混合动力车辆具有：发电机，其被配置为由驱动第一轮的内燃发动机驱动；以及AC电动机，其通过被配置为将发电功率从发电机提供到AC电动机的逆变器，而驱动不由内燃发动机驱动的第二轮，该发电功率控制系统包括：

电动机功率计算部件，被配置为计算AC电动机的AC电动机功率需要；

目标发电功率计算部件，被配置为基于由电动机功率计算部件计算出的AC电动机功率需要，而计算要由发电机产生的目标发电功率；以及

磁场控制部件，被配置为基于由目标发电功率计算部件计算出的目标发电功率，通过控制发电机的磁场来控制由发电机产生的发电功率。

2.如权利要求1所述的发电功率控制系统，还包括：

负载改变部件，其被配置为改变逆变器上的负载；

目标发电电压计算部件，其被配置为通过由目标发电功率计算部件计算出的目标发电功率，而计算要由发电机输出的目标发电电压；以及

目标发电电流计算部件，其被配置为通过由目标发电功率计算部件计算出的目标发电功率，而计算要由发电机输出的目标发电电流，

磁场控制部件还被配置为：控制发电机的磁场，使得目标发电电压和目标发电电流中的一个用作控制发电机的磁场的目标值，以及

负载改变部件还被配置为：改变逆变器上的负载，使得目标发电电压和目标发电电流中的另一个用作改变逆变器上的负载的目标值。

3.如权利要求2所述的发电功率控制系统，还包括：

PWM控制部件，其被配置为通过控制逆变器而将PWM波电压施加到AC电动机，并且负载改变部件为脉冲宽度改变部件，其被配置为通过改变PWM波电压的脉冲宽度来改变逆变器的负载。

4.如权利要求1所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件包括：输出功率计算部件，其被配置为根据发电机的输出电压和输出电流来计算发电机的实际输出功率；以及发电机输出控制部件，其被配置为控制发电机的磁场，使得由输出功率计算部件计算出的实际输出功率基本上等于目标发电功率。

5.如权利要求4所述的发电功率控制系统，还包括：

励磁电流感测部件，其被配置为感测发电机的励磁电流，发电输出控制部件使用由励磁电流感测部件感测的励磁电流来进行反馈控制，使得实际输出功率基本上等于目标发电功率。

6.如权利要求4所述的发电功率控制系统，其中，

发电机输出控制部件包括占空比控制部件，其被配置为控制发电机的励磁电流驱动电路的PWM占空比，使得实际输出功率基本上等于目标发电功率。

7.如权利要求6所述的发电功率控制系统，其中，

占空比控制部件还被配置为基于励磁电流驱动电路的电源电压量而设置PWM占空比。

8.如权利要求1所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件包括目标励磁电流计算部件，其被配置为：基于至少包括发电机的转速作为一个参数的发电功率特性，而计算发电机的目标发电机励磁电流，使得发电机将输出大于目标发电功率的功率，以及

磁场控制部件还被配置为：执行控制，使得发电机的励磁电流达到由目标励磁电流计算部件计算出的目标发电机励磁电流。

9.如权利要求1所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件包括：目标电压计算部件，其被配置为计算AC电动机所需的目标电压；以及目标电流计算部件，其被配置为基于目标发电功率和目标电压，而计算AC电动机所需的目标电流，以及

磁场控制部件还被配置为控制发电机的磁场，使得发电机的发电机输出电压和发电机输出电流分别基本上等于目标电压和目标电流。

10.如权利要求9所述的发电功率控制系统，其中，

目标电压计算部件被配置为基于扭矩命令值和电动机转速来计算目标电压，以及

目标电流计算部件被配置为通过将目标发电功率除以目标电压来计算目标电流。

11.如权利要求1所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件被配置为：根据与驱动发电机用皮带所能传送的扭矩的上限相对应的功率限制值，来设定目标发电功率的上限。

12.如权利要求1所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件被配置为：通过使用防止由于在内燃发动机上出现的过载而造成的驾驶性能减小的功率限制值，来提供目标发电功率的上限。

13.如权利要求1所述的发电功率控制系统，还包括：

车辆驱动力计算部件，其被配置为计算混合动力车辆所需的驱动力；以及

电动机驱动力计算部件，其被配置为基于由车辆驱动力计算部件计算出的车辆驱动力，而计算要由AC电动机输出的驱动力，

电动机功率计算部件，其被配置为基于由电动机驱动力计算部件计算出的电动机驱动力，而计算AC电动机的电动机功率需要。

14.如权利要求13所述的发电功率控制系统，还包括：

负载改变部件，其被配置为改变逆变器上的负载；

目标发电电压计算部件，其被配置为通过由目标发电功率计算部件计算出的目标发电功率，而计算要由发电机输出的目标发电电压；以及

目标发电电流计算部件，其被配置为通过由目标发电功率计算部件计算出的目标发电功率，而计算要由发电机输出的目标发电电流，

磁场控制部件还被配置为：控制发电机的磁场，使得目标发电电压和目标发电电流中的一个用作控制发电机的磁场的目标值，以及

负载改变部件还被配置为：改变逆变器上的负载，使得目标发电电压和目标发电电流中的另一个用作改变逆变器上的负载的目标值。

15.如权利要求14所述的发电功率控制系统，还包括：

PWM控制部件，其被配置为通过控制逆变器而将PWM波电压施加到AC电动机，并且，负载改变部件为脉冲宽度改变部件，其被配置为通过改变PWM波电压的脉冲宽度来改变逆变器的负载。

16.如权利要求13所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件包括：输出功率计算部件，其被配置为根据发电机的输出电压和输出电流来计算发电机的实际输出功率；以及发电机输出控制部件，其被配置为控制发电机的磁场，使得由输出功率计算部件计算出的实际输出功率基本上等于目标发电功率。

17.如权利要求16所述的发电功率控制系统，还包括：

励磁电流感测部件，其被配置为感测发电机的励磁电流，发电输出控制部件使用由励磁电流感测部件感测的励磁电流来进行反馈控制，使得实际输出功率基本上等于目标发电功率。

18.如权利要求16所述的发电功率控制系统，其中，

发电输出控制部件包括占空比控制部件，其被配置为控制发电机的励磁电流驱动电路的PWM占空比，使得实际输出功率基本上等于目标发电功率。

19.如权利要求18所述的发电功率控制系统，其中，

占空比控制部件还被配置为基于励磁电流驱动电路的电源电压量而设置PWM占空比。

20.如权利要求13所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件包括目标励磁电流计算部件，其被配置为：基于至少包括发电机转速作为一个参数的发电功率特性，而计算发电机的目标发电机励磁电流，使得发电机将输出大于目标发电功率的功率，以及

磁场控制部件还被配置为执行控制，使得发电机的励磁电流变为由目标励磁电流计算部件计算出的目标发电机励磁电流。

21.如权利要求13所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件包括：目标电压计算部件，其被配置为计算AC电动机所需的目标电压；以及目标电流计算部件，其被配置为基于目标发电功率和目标电压，而计算AC电动机所需的目标电流，以及

磁场控制部件还被配置为控制发电机的磁场，使得发电机的发电机输出电压和发电机输出电流分别基本上等于目标电压和目标电流。

22.如权利要求21所述的发电功率控制系统，其中，

目标电压计算部件被配置为基于扭矩命令值和电动机转速来计算目标电压，以及

目标电流计算部件被配置为通过将目标发电功率除以目标电压来计算目标电流。

23.如权利要求13所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件被配置为：通过使用与可由驱动发电机的皮带传送的扭矩的上限相对应的功率限制值，来提供目标发电功率的上限。

24.如权利要求13所述的发电功率控制系统，其中，

磁场控制部件被配置为：通过使用防止由于在内燃发动机上出现的过载而造成的驾驶性能减小的功率限制值，来提供目标发电功率的上限。

25.一种用于混合动力车辆的发电功率的控制方法，该混合动力车辆具有：发电机，其被配置为由驱动第一轮的内燃发动机驱动；以及AC电动机，其通过被配置为将发电功率从发电机提供到AC电动机的逆变器，而驱动不由内燃发动机驱动的第二轮，该发电功率控制的方法包括：

计算AC电动机的AC电动机功率需要；

基于计算出的AC电动机功率需要，而计算要由发电机产生的目标发电功率；以及

基于目标发电功率而控制发电机的磁场。

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