CN107147231B - 具有前端附件驱动的交流发电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及具有前端附件驱动的交流发电机。公开了用于将电功率提供到车辆并使发动机旋转的交流发电机/起动机和方法。在一个示例中，交流发电机/起动机提供差动作用，由此可维持交流发电机的输入侧上的扭矩，同时可改变交流发电机的输出侧的速度。交流发电机/起动机包括两个电枢绕组和两个励磁绕组。

Description

具有前端附件驱动的交流发电机

技术领域

本说明书涉及用于车辆交流发电机或发电机的系统和方法。所述方法尤其可用于复激交流发电机，复激交流发电机将电功率提供到车辆电气负载并将转动能从发动机传送到机械驱动的附件装置。

背景技术

车辆可包括用于将机械能转换成电能的交流发电机。由交流发电机产生的电能可储存在电能储存装置中以用于未来消耗，或所述电能可在所述电能产生时被电动装置消耗。近来，车辆内的电气负载已增加，且随着自主车辆投入生产，预期电气负载将进一步增加。例如，一些车辆包括电辅助转向和电驱动气候控制系统。自主车辆可包括物体和距离观察传感器以及用以定位、停止并加速车辆的增强的通信系统和致动器。电气负载可增加至远远超出中型交流发电机可提供的负载。另外，驱动交流发电机的发动机的速度可改变，使得发动机以交流发电机的操作效率比可期望的要低的速度来驱动交流发电机。因此，除非交流发电机的大小设定得较大，否则交流发电机电气输出有时可能不足以供应电气负载。然而，增加交流发电机的大小可增加车辆质量，从而降低车辆燃料效率。由此，将期望提供一种具有带有减少的质量的高输出能力的交流发电机。

发明内容

本文发明人已认识到上文提及的常规交流发电机的缺点且已研发出一种电机，其包括：外壳；在外壳内的第一励磁绕组(field winding)；第一电枢绕组(armaturewinding)；第二励磁绕组，第一励磁绕组和第一电枢绕组至少部分被第二励磁绕组包裹；以及第二电枢绕组，第一励磁绕组和第一电枢绕组至少部分被第二电枢绕组包裹。

通过提供至少部分被第二励磁绕组包裹的第一励磁绕组和第一电枢绕组，提供以下技术结果可以是可能的：在较小包装中提供具有增加的电气输出的交流发电机。另外，励磁绕组和电枢绕组可提供用于维持发动机上的负载，同时可调整耦合到电速度的辅助装置的速度。具体地，辅助装置的速度可被调整到可以改进辅助装置的效率的操作范围中。

本说明书可提供若干优点。具体地，电机可增加电气输出。另外，可维持提供到将原动力提供到电机的发动机的负载，同时调整电机的输出以在有效操作速度范围内操作辅助机械驱动装置。再者，电机可以不同的封装方案配置以减小车辆动力传动系统的物理尺寸。

当单独地或结合附图根据下面的具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主体并不限于解决上文或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过单独地或参考附图来阅读在本文中被称为具体实施方式的实施例的示例，本文中描述的优点将得到更加完整的理解，其中：

图1A和图1B示出并入车辆的动力传动系统中的交流发电机/起动机；

图2A至图4C示出可并入图1A和图1B的系统中的示例交流发电机/起动机；

图5是根据图6的方法的示例发动机操作序列；以及

图6示出用于操作交流发电机/起动机的示例方法。

具体实施方式

本说明书涉及电机。电机可作为交流发电机或起动机操作。电机可如图1A和图1B所示那样并入车辆动力传动系统中。交流发电机/起动机可如图2A至图4C所示那样进行配置。交流发电机/起动机可根据图6中所示的方法如图5所示那样进行操作。

参考图1A，示出车辆系统中的交流发电机/起动机的示意图。车辆1包括发动机10、控制器12、电能储存装置3以及电功率消耗装置5和7。电功率消耗装置可包括导航系统以及电制动致动器、电动转向致动器、物体和距离感测装置、发动机扭矩致动器(诸如电动操作的节气门)、发动机冷却风扇、电动水泵、以及车辆气候控制系统。

交流发电机/起动机17经由链条或皮带31机械地耦合到发动机轴21。在一些示例中，轴21可为曲轴，而在其他示例中，轴21可为凸轮轴。交流发电机/起动机17还经由皮带33机械地耦合到机械驱动辅助装置19，以提供前端附件驱动(FEAD)。机械驱动辅助装置可为水泵、动力转向泵、真空泵、空气泵或其他机械驱动装置(例如，FEAD装置)。在一些示例中，交流发电机/起动机17可被称为复激交流发电机/起动机，因为其包括多个电枢绕组和励磁绕组。

参考图1B，内燃发动机10通过电子发动机控制器12来控制，所述内燃发动机包括多个汽缸，所述汽缸中的一个汽缸在图1B中示出。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，所述汽缸壁中定位有活塞36并且活塞36连接到曲轴40。所示燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可相对于其他汽缸的气门经由进气凸轮51和排气凸轮53独立地操作。进气门调整器85提前或延迟进气门52相对于曲轴40的位置的相位。另外，进气门调整器85可增加或减少进气门升程量。排气门调整器83提前或延迟排气门54相对于曲轴40的位置的相位。另外，排气门调整器83可增加或减少排气门升程量。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。

所示燃料喷射器66定位成将燃料直接地喷射到汽缸30中，这被本领域的技术人员称为直接喷射。另选地，燃料可被喷射到进气道，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。所示进气歧管44与任选的电子节气门62连通，所述电子节气门调整节流板64的位置以控制从增压室46到进气歧管44的空气流。在一些示例中，节气门62和节流板64可定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62为进气道节气门。压缩机162将空气从进气口42供应到增压室46。压缩机162通过轴161驱动，所述轴机械地耦合到涡轮164。压缩机旁通阀158可经选择性地操作以减少增压压力。废气门72可经选择性地打开和闭合以控制涡轮164的速度。

驾驶员需求扭矩可从如通过加速器踏板传感器134感测到的加速器踏板130的位置来确定。指示驾驶员需求扭矩的电压或电流在驾驶员的脚132操作加速器踏板130时从加速器踏板传感器134输出。

无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92将点火火花提供到燃烧室30。所示宽域排气氧(UEGO)传感器126耦合到在涡轮164和催化转化器70上游的排气歧管48。另选地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一示例中，能够使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70能够为三元型催化剂。

控制器12在图1B中示出为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读(非暂时性)存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及常规数据总线。所示控制器12从耦合到发动机10的传感器接收各种信号，除先前论述的那些信号外，还包括：来自耦合到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦合到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自压力传感器122的增压压力的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力还可被感测(传感器未示出)以用于通过控制器12处理。

在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气门54闭合且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30中，且活塞36移动到汽缸的底部以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部且在其冲程结束处(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54闭合。活塞36朝向汽缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束处且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。

在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文中被称为点火的过程中，所喷射的燃料通过诸如火花塞92等已知的点火装置来点火，从而引起燃料。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧后的空气燃料混合物释放到排气歧管48且活塞返回到TDC。注意，上文仅示出为示例，且进气门和排气门打开和/或闭合正时可变化，诸如以提供正或负进气门和排气门打开重叠、延迟进气门闭合或各种其他示例。

现在参考图2A至图2C，图2A示出第一交流发电机/起动机17的分解视图。图2B示出另选的交流发电机/起动机17的分解视图。图2C示出图2A中示出的起动机/交流发电机17的横截面。图2A至图4C所示的交流发电机/起动机可在第一模式中作为将电功率提供到如图1A所示的车辆系统的交流发电机操作。图2A至图4C所示的交流发电机/起动机可在第二模式中作为用于使发动机10旋转的起动机操作。在一些示例中，可用永久磁铁来替代不同交流发电机/起动机配置的一个或多个绕组。

交流发电机/起动机17包括外壳202，其至少部分包裹以至少部分包封励磁绕组和电枢绕组。轴承204和224被压入到外壳202中以支撑第二励磁绕组支撑件220和第二励磁绕组230。轴承206和218被压入到第二励磁绕组支撑件220中以支撑第二电枢支撑件210、第二电枢绕组233以及第一励磁支撑件214。第一励磁支撑件214被压入到第二电枢支撑件210，使得第一励磁支撑件214随第二电枢支撑件210一起旋转。第二电枢轴承208和212被压入到第一励磁支撑件214中以支撑第一电枢支撑件216和第一电枢绕组231。轴承208和212还支撑轴225和带轮226。第二励磁支撑件220还包括带轮222。

第二励磁绕组230耦合到第二励磁支撑件220的内侧220a并定位在其上。第二电枢绕组233耦合到第二电枢支撑件210的外侧210a并定位在其上。第一励磁绕组232耦合到第一励磁支撑件214的内侧214a并定位在其上。第一电枢绕组231耦合到第一电枢支撑件216的外侧216a并定位在其上。滑环225或另选地电刷或导电脂通过轴承接触来提供旋转的励磁绕组和电枢绕组与外壳202之间的电气连接，其中电气连接器(未示出)提供交流发电机/起动机17与控制器12之间的电耦合。

应注意，在一些示例中，第二励磁绕组230可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第二励磁绕组230被配置为第二电枢绕组时，第二电枢绕组233可替代地被配置为第二励磁绕组。第二励磁绕组230和第二电枢绕组233包括在交流发电机/起动机17内的第二交流发电机/起动机。同样地，第一励磁绕组232可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第一励磁绕组232被配置为第一电枢绕组时，第一电枢绕组231可替代地被配置为第一励磁绕组。第一励磁绕组232和第一电枢绕组231包括在交流发电机/起动机17内的第一交流发电机/起动机。因此，交流发电机/起动机17为复激电机，其由第一交流发电机/起动机和第二交流发电机/起动机构成。

带轮222可通过图1A的发动机10驱动以使第二励磁支撑件220旋转。带轮226可机械地耦合到FEAD装置。另选地，发动机10可驱动带轮226，且带轮222可机械地耦合到FEAD装置。第二电枢支撑件210、第一电枢支撑件216以及第一励磁支撑件214在没有电流流经第二励磁绕组230时不旋转。然而，通过在第二励磁支撑件220由图1A的发动机10旋转时使电流流经第二励磁绕组230，可在第二电枢绕组233中感应出电压。第二电枢绕组233中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。另外，第二励磁绕组232中的励磁电流产生磁场，所述磁场向发动机旋转提供反扭矩。当在第二电枢绕组233中感应出电压时，反扭矩还使得第一励磁支撑件214旋转，因为第一励磁支撑件214机械地耦合到第二电枢支撑件210，所述第二电枢支撑件机械地耦合到第二电枢绕组233。如果在第一励磁支撑件214通过经由第二励磁绕组230产生的反扭矩被旋转时电流被供应到第一励磁绕组232，那么产生磁场，所述磁场向第二电枢支撑件210的旋转提供反扭矩。当在第一电枢绕组231中感应出电压时，反扭矩还使得第一电枢支撑件216旋转。第一电枢绕组231中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。第一电枢支撑件216经由轴225使带轮226旋转。如果励磁电流不流经第一励磁绕组232，那么电枢绕组支撑件216不旋转。

如果带轮226经由发动机10驱动，那么带轮22可在电流被供应到绕组231和绕组233时将扭矩提供到FEAD装置。在此条件下，在绕组232和绕组230中感应的电压可被供应到车辆电气系统以用于电能储存装置充电和操作车辆电气负载。

带轮222示出为具有比带轮226大的直径，但根据设计目标和机械驱动附件装置的期望速度范围，可使带轮直径相等，或带轮226可具有比带轮222大的直径。

提供本文中包括的交流发电机/起动机的五个示例情况。可假设交流发电机的效率为90％。典型的皮带驱动的空气调节(AC)压缩机针对最大冷却负载来设定大小，所述最大冷却负载可为热透的汽车的初始冷却。对于一些系统，AC系统的机械负载可达到8kW。较高效率的AC系统可在5kW下操作，但在许多循环上的实际连续功耗均值可在1kW之下。典型车辆的最小电气要求可为350W。平均电气要求可为从750W到1000W。然而，自主车辆可具有2.5kW的最小电气要求和超过3kW的典型操作要求。

作为第一示例，描述了自主车辆中消耗大量电功率的交流发电机/起动机的操作。具有适中的空气调节(AC)负载的车辆白天驱动负载包括2.5kW(例如电气负载)的电功率消耗和900W的FEAD负载(例如，施加到交流发电机/起动机的机械负载)，所述900W的FEAD负载包括用以驱动AC压缩机的750W、用以驱动水泵的100W以及50瓦特。

因此，机械负载总计为900W且电气负载总计为2.5kW，这些负载将从交流发电机/起动机17输出。作为交流发电机和机械FEAD驱动操作的交流发电机/起动机以90％的电气效率操作。因此，用以提供电气输出的机械负载为2.78kW。需要施加到用以将功率递送到FEAD和电气系统的交流发电机/起动机的总最小机械功率为输入到交流发电机/起动机中的900W+2.78kW＝3.68kW机械功率。

机械FEAD负载施加到交流发电机/起动机机械输出端(例如，第二交流发电机)。第二交流发电机消耗900W的机械功率以驱动仅FEAD装置。如果至第一交流发电机和第二交流发电机的功率输入经平衡以从两个交流发电机提供相等的功率输出，那么第一交流发电机和第二交流发电机消耗3.68kW/2或1.84kW以提供FEAD功率和电功率输出。如果第一交流发电机将1.84kW机械功率加载到交流发电机输入端以便输出1.66kW电气输出，那么机械地耦合到FEAD的第二交流发电机可经操作以将1.84kW-900W＝940W乘以0.9kW或0.846kW的电气输出和900W的机械输出递送到FEAD。以这种方式，可以均衡第一交流发电机的功率输出(例如，电功率)和来自第二交流发电机的功率输出(例如，电功率和机械功率)。

作为第二示例，另一自主车辆，夜间负载，冬天(无AC)。车辆电气附件的电消耗为2.75kW。车辆的机械附件经由FEAD机械地耦合到交流发电机/起动机，所述FEAD包括50W的水泵负载和50W的动力转向负载。耦合到交流发电机起动机的机械负载为50W(水泵)加50W(动力转向)。如果交流发电机起动机以90％的效率产生电功率，那么用以提供电功率的交流发电机/起动机的机械负载为2.75kW/0.9＝3.05kW。施加到用以递送电功率和机械功率的交流发电机/起动机的总最小机械功率为100W(例如，FEAD负载)+3.05kW(例如，电功率)＝3.15kW。

为平衡交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机的功率输出，每个交流发电机应消耗3.15kW/2或1.575kW的功率以提供期望的输出功率。如果第一交流发电机将1.575kW的机械功率加载到交流发电机/起动机输入端以提供1.42kW的电气输出，那么机械地耦合到FEAD的第二交流发电机可经操作以将1.575kW-100W＝1.475kW乘以0.9kW或1.3275kW的电气输出和100W的机械输出递送到FEAD。

作为第三示例，在夜间行驶的没有自主驾驶能力的车辆可消耗1000W(瓦特)的电功率。机械FEAD负载可为由水泵消耗的50W和通过动力转向消耗的50W。在90％效率下，用以提供1000W的电功率的交流发电机/起动机17的机械负载为1.11kW。因此，用以操作FEAD并提供电功率的交流发电机/起动机的最小机械功率输入为100W+1.11kW＝1.21kW。

经由交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机输出的功率可通过将1.21kW除以2(等于0.605kW)来平衡。如果第一交流发电机将0.605kW的机械功率加载到交流发电机/起动机输入端以提供0.5445kW的电气输出，那么机械地耦合到FEAD的第二交流发电机可经操作以将0.605kW-100W＝0.505kW乘以0.9kW或0.4545kW的电气输出和100W的机械输出递送到FEAD。

在第四示例中，车辆白天电气负载可为800W。在90％效率下，用以提供800W的电功率的交流发电机/起动机17的机械负载为889W。机械FEAD负载可为通过AC消耗的750W，通过水泵消耗的100W，以及通过动力转向消耗的50W，总计为来自交流发电机/起动机的900W机械功率输出。因此，用以操作FEAD并提供电功率的交流发电机/起动机的最小机械功率输入为900W加889W＝1.79kW。

经由交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机输出的功率可通过将1.79kW除以2(等于895W)来平衡。如果第一交流发电机将895W的机械功率加载到交流发电机/起动机输入端以提供805.5W的电气输出，那么机械地耦合到FEAD的第二交流发电机可经操作以递送895W-900W＝-5W的功率。因此，在第一交流发电机输出和第二交流发电机输出被平衡的情况下可不提供期望的电气输出。此情况的一种解决方案可为将一个负载放置在第一交流发电机(例如，水泵)的输入侧上。

作为第五示例，在白天行驶的没有自主驾驶能力的车辆可包括750W的电气负载。机械FEAD负载可为通过AC消耗的5000W，通过水泵消耗的150W，以及通过动力转向消耗的50W。在90％效率下，用以提供750W的电功率的交流发电机/起动机17的机械负载为833.3W。因此，用以操作FEAD并提供电功率的交流发电机/起动机的最小机械功率输入为5.2kW+833.3W＝6.03kW。

经由交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机输出的功率可通过将6.03kW除以2(等于3.02kW)来平衡。如果第一交流发电机将3.02kW的机械功率加载到交流发电机/起动机输入端以提供2.72kW的电气输出，那么机械地耦合到FEAD的第二交流发电机可经操作以递送3.02kW-5.2kW＝-2.18kW乘以0.9kW或-1.962kW的电气输出。因此，可期望将第二交流发电机作为马达操作以扭矩的一部分提供到FEAD，而将第一交流发电机作为交流发电机操作。

现在参考图2B，其示出另选的交流发电机/起动机。图2B的交流发电机/起动机17包括图2A中示出的示例交流发电机/起动机的所有相同部件，除了在此示例中，第一励磁支撑件214为第一励磁绕组232和第二电枢绕组233提供支撑。因此，出于简洁性的目的，每个部件的描述不再重复。第一励磁绕组232定位在第一励磁支撑件214的内侧214a上。第二交流发电机绕组233定位在第一励磁支撑件214的外侧214b上。图2B的交流发电机/起动机以与图2A的交流发电机/起动机17相同的方式操作。因此，图2B的交流发电机/起动机17省略图2A中示出的交流发电机/起动机的第二电枢支撑件。

现在参考图2C，其示出图2A的交流发电机/起动机17的纵向横截面。交流发电机/起动机部件的编号与图2A中使用的相同。另外，图2C示出滑环255可提供外壳202与励磁和电枢绕组230至233之间的电通信路径的一种示例方式。多个滑环可用于提供从外壳202中的电气连接器(未示出)到第一励磁绕组232、第二电枢绕组233以及第一电枢绕组231的电流路径。提供从电气连接器到绕组的路径的滑环可经由导体耦合。

现在参考图3A和图3B，其示出另一另选的交流发电机/起动机。此示例交流发电机/起动机可使用较小直径外壳提供与图2A中示出的交流发电机/起动机类似的电功率和机械功率输出。

轴承304、314、318和328被压入到外壳302中，以为第一励磁绕组支撑件308和第二励磁绕组支撑件324提供支撑。轴承306、312和322被压入到第一励磁绕组支撑件308和第二励磁绕组支撑件324中，以为第一电枢支撑件310和第二电枢支撑件320提供支撑。轴承306、312和322还支撑轴325。发动机10可机械地耦合到第二励磁支撑件324的带轮部分324a以驱动第二励磁支撑件324。带轮326机械地耦合到轴325且其可经由皮带或链条驱动FEAD装置。另选地，带轮326可经由发动机10驱动，且带轮部分324a可经由皮带或链条驱动FEAD装置。

第一励磁绕组334耦合到第一励磁绕组支撑件308。第一电枢绕组333耦合到第一电枢绕组支撑件310。耦合器316将第一励磁绕组支撑件308机械地耦合到第二电枢支撑件320，使得第一励磁绕组支撑件308以与第二电枢支撑件320相同的速度旋转。第二电枢绕组332耦合到第二电枢支撑件320。第二励磁绕组331耦合到第二励磁绕组支撑件324。滑环355或另选地电刷或导电脂通过轴承接触来提供旋转的励磁绕组和电枢绕组与外壳302之间的电气连接，其中电气连接器(未示出)提供交流发电机/起动机17与控制器12之间的电耦合。

应注意，在一些示例中，第二励磁绕组331可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第二励磁绕组331被配置为第二电枢绕组时，第二电枢绕组332可替代地被配置为第二励磁绕组。第二励磁绕组331和第二电枢绕组332包括在交流发电机/起动机17内的第二交流发电机/起动机。同样地，第一励磁绕组334可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第一励磁绕组334被配置为第一电枢绕组时，第一电枢绕组333可替代地被配置为第一励磁绕组。第一励磁绕组334和第一电枢绕组333包括在交流发电机/起动机17内的第一交流发电机/起动机。因此，交流发电机/起动机17为复激电机，其由第一交流发电机/起动机和第二交流发电机/起动机构成。

第二电枢支撑件320、第一电枢支撑件310以及第一励磁支撑件308在没有电流流经第二励磁绕组331且第二励磁支撑件324通过发动机10驱动时不旋转。然而，通过在第二励磁支撑件324由图1A的发动机10旋转时使电流流经第二励磁绕组331，可在第二电枢绕组332中感应出电压。第二电枢绕组332中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。另外，第二励磁绕组334中流动的励磁电流产生磁场，所述磁场为发动机旋转提供反扭矩。当在第二电枢绕组332中感应出电压时，反扭矩还使得第一励磁支撑件308旋转，因为第一励磁支撑件308经由耦合器316机械地耦合到第二电枢支撑件320。如果在第一励磁支撑件308通过经由第二励磁绕组331电流产生的反扭矩旋转时电流被供应到第一励磁绕组334，那么产生磁场，所述磁场提供反扭矩以使第一电枢支撑件310旋转。当在第一电枢绕组333中从第一励磁绕组331电流感应出电压时，反扭矩还使得第一电枢支撑件310旋转。第一电枢绕组333中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。第一电枢支撑件310经由轴325使带轮326旋转。如果励磁电流不流经第一励磁绕组334，那么电枢绕组支撑件310不旋转。

带轮324a示出为具有比带轮326大的直径，但根据设计目标和机械驱动附件装置的期望速度范围，可使带轮直径相等，或带轮326可具有比带轮324a大的直径。

如果带轮326经由发动机10驱动，那么带轮324a可在电流被供应到绕组333和绕组332时将扭矩提供到FEAD装置。在此条件下，在绕组334和绕组331中感应的电压可被供应到车辆电气系统以用于电能储存装置充电和操作车辆电气负载。

现在参考图4A和图4B，其示出另一另选的交流发电机/起动机。此示例交流发电机/起动机可以较少的移动零部件操作，同时执行与图2A至图3B中示出的交流发电机/起动机相同的功能。另外，此另选方案在交流发电机/起动机的相对侧上提供输入端带轮和输出端带轮，使得车辆封装可得到改进。

轴承404、408、412和416被压入到外壳410中，以为第一励磁绕组支撑件402和第二电枢绕组支撑件422提供支撑。轴承406和420被压入到第一励磁绕组支撑件402和第二电枢绕组支撑件422中，以为轴414提供支撑。轴414为电枢和励磁绕组支撑件418提供支撑。带轮440可机械地耦合到发动机10，且带轮442可经由皮带或链条机械地耦合到FEAD装置。

第一励磁绕组433耦合到第一励磁绕组支撑件402。第一电枢绕组432耦合到电枢和励磁绕组支撑件418。第二励磁绕组431还耦合到电枢和励磁绕组支撑件418。第二电枢绕组430耦合到第二电枢绕组支撑件422。滑环435或另选地电刷或导电脂通过轴承接触来提供旋转的励磁绕组和电枢绕组与外壳410之间的电气连接，其中电气连接器(未示出)提供交流发电机/起动机17与控制器12之间的电耦合。

应注意，在一些示例中，第二励磁绕组431可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第二励磁绕组431被配置为第二电枢绕组时，第二电枢绕组430可替代地被配置为第二励磁绕组。第二励磁绕组431和第二电枢绕组430包括在交流发电机/起动机17内的第二交流发电机/起动机。同样地，第一励磁绕组433可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第一励磁绕组433被配置为第一电枢绕组时，第一电枢绕组432可替代地被配置为第一励磁绕组。第一励磁绕组433和第一电枢绕组432包括在交流发电机/起动机17内的第一交流发电机/起动机。因此，交流发电机/起动机17为复激电机，其由第一交流发电机/起动机和第二交流发电机/起动机构成。

电枢和励磁支撑件418、第一励磁支撑件402以及第二电枢支撑件422在没有电流流经第一励磁绕组431且第一励磁支撑件402通过发动机10驱动时不旋转。然而，通过在第一励磁支撑件402由图1A的发动机10旋转时使电流流经第一励磁绕组433，可在第一电枢绕组432中感应出电压。第一电枢绕组432中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。另外，第一励磁绕组433中流动的励磁电流产生磁场，所述磁场为发动机旋转提供反扭矩。当在第一电枢绕组432中感应出电压时，反扭矩还使得电枢和励磁支撑件418旋转。结果是，第二励磁431也旋转。如果在电枢和励磁支撑件418通过经由第一励磁绕组433电流产生的反扭矩被旋转时电流被供应到第二励磁绕组431，那么产生磁场，所述磁场提供反扭矩以使第二电枢支撑件422旋转。第二电枢绕组430中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。如果励磁电流不流经第二励磁绕组431，那么第二电枢绕组支撑件422不旋转。

带轮440示出为具有与带轮442相同的直径，但根据设计目标和机械驱动附件装置的期望速度范围，可使带轮直径不同。

如果带轮440经由发动机10驱动，那么带轮442可在电流被供应到励磁绕组433和励磁绕组431时将扭矩提供到FEAD装置。在此条件下，在绕组432和绕组430中感应的电压可被供应到车辆电气系统以用于电能储存装置充电和操作车辆电气负载。

现在参考图4C，其示出另一另选的交流发电机/起动机。此示例交流发电机/起动机也可以较少的移动零部件操作，同时执行与图2A至图3B中示出的交流发电机/起动机相同的功能。另外，此另选方案也在交流发电机/起动机的相对侧上提供输入端带轮和输出端带轮，使得车辆封装可得到改进。

轴承456和470被压入到外壳472中，以为励磁和电枢绕组支撑件458提供支撑。轴承454、464、466和474被压入到励磁和电枢支撑件458中，以为轴490和轴492提供支撑。轴490为第一电枢支撑件460和带轮452提供支撑。轴492为第二励磁支撑件480和带轮476提供支撑。带轮452可机械地耦合到发动机10，且带轮476可经由皮带或链条机械地耦合到FEAD装置。

第一励磁绕组480耦合到励磁和电枢绕组支撑件458。第一电枢绕组482耦合到第一电枢支撑件460。第二励磁绕组486耦合到第二励磁绕组支撑件480。第二电枢绕组484耦合到励磁和电枢绕组支撑件458。滑环435或另选地电刷或导电脂通过轴承接触来提供旋转的励磁绕组和电枢绕组与外壳472之间的电气连接，其中电气连接器(未示出)提供交流发电机/起动机17与控制器12之间的电耦合。

应注意，在一些示例中，第二励磁绕组486可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第二励磁绕组486被配置为第二电枢绕组时，第二电枢绕组484可替代地被配置为第二励磁绕组。第二励磁绕组486和第二电枢绕组484包括在交流发电机/起动机17内的第二交流发电机/起动机。同样地，第一励磁绕组480可替代地被配置为第二电枢绕组。另外，当第一励磁绕组480被配置为第一电枢绕组时，第一电枢绕组482可替代地被配置为第一励磁绕组。第一励磁绕组480和第一电枢绕组482包括在交流发电机/起动机17内的第一交流发电机/起动机。因此，交流发电机/起动机17为复激电机，其由第一交流发电机/起动机和第二交流发电机/起动机构成。

电枢和励磁支撑件458、第一电枢支撑件460以及第二励磁支撑件480在没有电流流经第一励磁绕组480且励磁和电枢支撑件458通过发动机10驱动时不旋转。然而，通过在第一电枢支撑件460由图1A的发动机10旋转时使电流流经第一励磁绕组480，可在第一电枢绕组482中感应出电压。第一电枢绕组482中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。另外，第一励磁绕组480中流动的励磁电流产生磁场，所述磁场为发动机旋转提供反扭矩。当在第一电枢绕组480中感应出电压时，反扭矩还使得电枢和励磁支撑件458旋转。结果是，第二电枢绕组484也旋转。如果在电枢和励磁支撑件458通过经由第一励磁绕组480电流产生的反扭矩被旋转时电流被供应到第二励磁绕组486，那么产生磁场，所述磁场提供反扭矩以使第二励磁支撑件480旋转。第二电枢绕组486中的感应电压可用于将电功率供应到电能储存装置或车辆电消耗装置。如果励磁电流不流经第二励磁绕组486，那么第二励磁绕组支撑件480不旋转。

带轮452示出为具有比带轮476大的直径，但根据设计目标和机械驱动附件装置的所需速度范围，可使带轮直径相同，或带轮476可具有比带轮452大的直径。

如果带轮452经由发动机10驱动，那么带轮476可在电流被供应到励磁绕组480和励磁绕组486时将扭矩提供到FEAD装置。在此条件下，在绕组482和绕组484中感应的电压可被供应到车辆电气系统以用于电能储存装置充电和操作车辆电气负载。

因此，图1A至图4C的系统提供一种电机，其包括：外壳；在外壳内的第一励磁绕组；第一电枢绕组；第二励磁绕组，第一励磁绕组和第一电枢绕组至少部分被第二励磁绕组包裹；以及第二电枢绕组，第一励磁绕组和第一电枢绕组至少部分被第二电枢绕组包裹。电机包括第一励磁绕组、第二励磁绕组、第一电枢绕组以及第二电枢绕组至少部分被外壳包封的情况。

在一些示例中，电机还包括第一励磁绕组支撑件、第二励磁绕组支撑件、第一电枢绕组支撑件以及第二电枢支撑件。电机包括第一励磁绕组支撑件保持(hold)第一励磁绕组的情况，第二励磁绕组支撑件保持第二励磁绕组的情况，第一电枢支撑件保持第一电枢的情况，以及第二电枢支撑件保持第二电枢的情况。电机还包括支撑轴的两个轴承，第一电枢耦合到所述轴。电机还包括支撑第二励磁支撑件的两个轴承。电机还包括支撑第一励磁支撑件的两个轴承。

所述系统还提供一种电机，其包括：外壳；第一励磁绕组，其在所述外壳中经由第一励磁绕组支撑件支撑；第一电枢绕组；第二励磁绕组；第二电枢绕组，所述第二电枢绕组经由第二电枢绕组支撑件支撑，所述第二电枢绕组支撑件机械地耦合到第一励磁绕组支撑件，第二电枢绕组至少部分被第二励磁绕组包裹。电机包括第一励磁绕组、第一电枢绕组、第二励磁绕组以及第二电枢绕组被保持在外壳内的情况。电机还包括第一电枢绕组支撑件和第二励磁绕组支撑件。

电机还包括在外壳内的支撑第一励磁绕组支撑件的两个轴承以及支撑第二励磁绕组的两个轴承。电机还包括轴和支撑第一电枢支撑件和第二电枢支撑件的三个轴承。电机还包括在第二模式期间降低其余发动机汽缸的空燃比。电机还包括机械地耦合到轴的带轮。

所述系统还提供一种电机，其包括：外壳；在外壳内的第一励磁绕组；第一电枢绕组；第二励磁绕组；以及第二电枢绕组，所述第一电枢绕组和第二电枢绕组经由唯一的(sole)电枢绕组支撑件支撑。电机包括第一励磁绕组和第二励磁绕组包裹唯一的电枢绕组支撑件的至少一部分的情况。电机包括唯一的电枢绕组支撑件经由轴和仅两个轴承支撑在外壳内的情况。电机还包括支撑第一励磁绕组的第一励磁绕组支撑件，以及支撑第二励磁绕组的第二励磁绕组支撑件。电机包括第一励磁绕组支撑件机械地耦合到发动机的轴的情况，以及第二励磁绕组支撑件机械地耦合到机械驱动附件的情况。电机还包括支撑第一励磁绕组支撑件和第二励磁绕组支撑件的四个轴承。

现在参考图5，其示出根据图6的方法和图1A至图4C的系统的示例发动机操作序列。图5的序列仅为可通过图6的方法提供的示例模拟序列。在此示例中，交流发电机17内的励磁绕组中的电流经调整以调整施加到发动机的扭矩并控制FEAD装置速度。然而，在另选实施例中，电枢绕组电流可代替励磁绕组电流被控制。

从图5的顶部起的第一曲线图为发动机速度对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机速度，且发动机速度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。

从图5的顶部起的第二曲线图为FEAD装置速度对时间的曲线图。竖直轴线表示FEAD装置速度，且FEAD装置速度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。

从图5的顶部起的第三曲线图为交流发电机17中的第一交流发电机励磁电流对时间的曲线图。竖直轴线表示第一交流发电机励磁电流，且第一交流发电机励磁电流在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。

从图5的顶部起的第四曲线图为交流发电机17中的第一交流发电机扭矩对时间的曲线图。竖直轴线表示第一交流发电机扭矩，且第一交流发电机励磁扭矩在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。第一交流发电机扭矩可为施加到发动机以使交流发电机17内的第二交流发电机旋转并提供来自第一交流发电机的电气输出的扭矩的总和。

从图5的顶部起的第五曲线图为交流发电机17中的第二交流发电机励磁电流对时间的曲线图。竖直轴线表示第二交流发电机励磁电流，且第二交流发电机励磁电流在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。

从图5的顶部起的第六曲线图为交流发电机17中的第二交流发电机扭矩对时间的曲线图。竖直轴线表示第二交流发电机扭矩，且第二交流发电机扭矩在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。第二交流发电机扭矩可为施加到第一交流发电机的扭矩和使FEAD装置旋转的扭矩的总和。

从图5的顶部起的第七曲线图为车辆电气负载或由车辆消耗的电能的量对时间的曲线图。竖直轴线表示车辆电气负载，且车辆电气负载在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，且时间从图5的左侧向图5的右侧增加。

在时间T0处，发动机不在操作且FEAD装置速度为零。另外，因为发动机速度为零，所以交流发电机输入端速度(未示出)为零。第一交流发电机励磁电流为零，使得耦合到FEAD的交流发电机输出端不旋转。交流发电机/起动机17的第一交流发电机在第一交流发电机励磁电流为零时不提供扭矩。第二交流发电机励磁电流为零，这不使得FEAD输出端带轮的旋转成为可能。交流发电机/起动机17的第二交流发电机在第二交流发电机励磁电流为零时不提供扭矩。车辆电气负载处于较低值。

在时间T1处，车辆驾驶员(未示出)请求发动机起动。响应于所请求的发动机起动，发动机速度开始增加。发动机速度经由发动机起动机增加。FEAD速度为零，因为第一交流发电机励磁电流和第二交流发电机励磁电流为零。第一交流发电机扭矩值和第二交流发电机扭矩值也为零，因为第一交流发电机励磁电流和第二交流发电机励磁电流为零。除发动机起动机外的车辆电气负载处于低值。

在时间T1与时间T2之间，随着发动机开始产生扭矩，发动机速度继续增加。FEAD速度保持为零，第一交流发电机励磁电流、第二交流发电机励磁电流、第一交流发电机扭矩以及第二交流发电机扭矩也是如此。车辆电气负载保持在低值处。

在时间T2处，发动机速度达到阈值速度。在一个示例中，阈值速度是基础发动机空转速度。电流被施加到第一交流发电机场(field)和第二交流发电机场，如在图6的方法中进一步详细所讨论的。在此示例中，向第一交流发电机的场供应的电流比向第二交流发电机的场供应的电流大。第一交流发电机的扭矩增加，从而增加交流发电机17施加到发动机10的机械负载。第二交流发电机的扭矩也增加，指示用于使FEAD装置旋转并提供来自交流发电机17中的第二交流发电机的电气输出的扭矩。车辆电气负载在电流被供应到第一交流发电机励磁绕组和第二交流发电机励磁绕组之后增加，以便激活各种车辆电消耗装置。

在时间T3处，发动机速度开始增加。响应于发动机速度和期望的FEAD装置速度来调整第一交流发电机励磁电流和第二交流发电机励磁电流。期望的FEAD装置速度可为FEAD装置呈现出比阈值效率更大的效率的速度。另外，第一交流发电机励磁电流和第二交流发电机励磁电流经调整以提供期望量的电气输出。期望量的电气输出可基于由车辆电功率消耗装置消耗的电功率和提供到电能储存装置的功率的量。

第一交流发电机励磁电流和第二交流发电机励磁电流响应于以下各项来调整：发动机速度、通过电功率消耗装置消耗的电功率、期望的FEAD装置速度，以及从交流发电机提供到车辆的电能储存装置的电功率的量。

在时间T4处，车辆电气负载增加。在一个示例中，车辆的电气负载可响应于激活的自主车辆操作而增加。在其他示例中，车辆的电气负载可由于激活车辆热泵或其他电气负载而增加。在此示例中，第一交流发电机励磁电流维持在其当前值处，且第二交流发电机励磁电流增加以便增加通过交流发电机/起动机17中的第二交流发电机输出的电功率。第一交流发电机和第二交流发电机的扭矩增加，使得可经由交流发电机/起动机17中的第二交流发电机提供附加的电能。具体地，第一交流发电机的机械负载通过增加供应到第一交流发电机的励磁电流来增加。所增加的供应到第一交流发电机的励磁电流允许第一交流发电机利用附加的扭矩使第二交流发电机旋转。第二交流发电机的电气负载增加，从而增加施加到第一交流发电机和发动机的第二交流发电机扭矩。增加供应到第二交流发电机的励磁绕组的励磁电流还增加来自第二交流发电机的电气输出。

现在参考图6，其示出用于操作包括复激交流发电机的车辆的方法。图6的方法可提供图5中示出的操作序列。另外，图6的方法中的至少一部分可作为可执行指令(例如，计算机代码)存储在图1B中示出的控制器12的非暂时性存储器中而并入，而所述方法的其他部分可经由转换物理世界中的装置和致动器的操作状态的控制器执行。图6的方法中描述的交流发电机/起动机可被配置为图2A至图4C中描述的交流发电机/起动机中的一个。

在602处，方法600判断发动机是以阈值操作速度操作还是以大于阈值操作速度的速度操作。在一个示例中，阈值操作速度可为基础发动机空转速度。方法600可经由发动机速度传感器确定发动机速度。如果方法600判断发动机速度大于阈值速度，那么回答为是且方法600前进到604。否则，回答为否且方法600前进到630。

在630处，方法600判断发动机是否起动。在一个示例中，方法600判断发动机起动为发动机速度大于零且小于阈值速度(例如，基础发动机空转速度)。如果方法600判断发动机起动，那么回答为是且方法600前进到632。否则，回答为否且方法600前进到636。

在636处，方法600将供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组的电流和供应到交流发电机/起动机的第二励磁绕组的电流调整为零。供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组和第二励磁绕组的电流在发动机停止时被调整为零安培，使得减少电能消耗。

在发动机停止期间，供应到第一交流发电机的励磁绕组的电流可被调整为第一量，且供应到第二交流发电机的励磁绕组的电流可被调整为不同于第一量的第二量。在一个示例中，供应到通过发动机驱动的第一交流发电机的励磁绕组的电流为非零，使得负载可施加到所述发动机，使得发动机速度控制可得到改进且因此发动机停止位置可得到控制。供应到第二交流发电机的励磁绕组的电流可为零，使得随FEAD速度变化的FEAD装置负载可从发动机解耦合以改进在发动机停止期间的发动机停止位置控制。因此，第一交流发电机的电气负载可用于控制发动机速度和停止位置，同时第二交流发电机对发动机停止位置的影响减小。在供应到交流发电机的第一励磁绕组和第二励磁绕组的电流被调整后，方法600前进到退出。

在632处，方法600将供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组的电流和供应到交流发电机/起动机的第二励磁绕组的电流调整为零。供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组和第二励磁绕组的电流被调整为零安培，使得机械驱动的FEAD装置在发动机起动期间不旋转。另外，通过将供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组和第二励磁绕组的电流调整为零安培，消除施加到发动机的扭矩以经由交流发电机/起动机产生电能。因此，改进在发动机起动期间的发动机速度控制可以是可能的，因为发动机负载可更加一致。在供应到交流发电机的第一场和第二场的电流被调整后，方法600前进到634。

在一些示例中，响应于发动机起动请求，交流发电机/起动机可作为起动机操作。通过将电流供应到第一励磁绕组并将电压供应到第一电枢绕组，交流发电机/起动机作为起动机操作。当交流发电机/起动机作为起动机操作时，电流和电压可不被供应到第二励磁绕组和第二电枢绕组，因为FEAD装置的旋转将增加电流消耗。交流发电机/起动机使发动机旋转，直到超出预定发动机速度(例如，250RPM)，随后交流发电机/起动机可作为交流发电机操作。在调整第一交流发电机励磁电流和第二交流发电机励磁电流后，方法600前进到退出。

在634处，方法600在发动机速度大于(G.T.)阈值速度时将交流发电机/起动机17操作为交流发电机并增加至交流发电机/起动机的励磁电流。通过增加交流发电机/起动机17的至少一个交流发电机的励磁电流，可增加由交流发电机/起动机17输出的电能。在交流发电机/起动机17的励磁电流增加且交流发电机/起动机17开始产生电能后，方法600前进到退出。

在604处，方法600判断所请求的发动机扭矩的量是否大于阈值。在一个示例中，阈值为在当前发动机速度下的最大发动机扭矩的百分之七十五。方法600作出此判定以在高负载条件期间提供最大量的发动机功率，使得驾驶员需求扭矩可由发动机满足。如果回答为是，那么方法600前进到606。否则，回答为否且方法600前进到608。

在606处，方法600将供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组的电流和供应到交流发电机/起动机的第二励磁绕组的电流调整为零。供应到交流发电机/起动机的第一励磁绕组和第二励磁绕组的电流被调整为零安培，使得在驾驶员需求条件大于阈值期间，机械驱动的FEAD装置不旋转且电能不从交流发电机/起动机输出。因此，增加递送到车轮的功率的量可以是可能的。在供应到交流发电机的第一场和第二场的电流被调整后，方法600前进到退出。

在608处，方法600确定车辆的电功率要求。车辆电气要求可包括但不限于导航装置、用于自主车辆驾驶的车辆致动器和传感器、车辆娱乐系统、车辆通信系统、车辆客舱气候控制电功率消耗以及车辆照明。在一个示例中，对应于电气负载的类型的功率值根据经验确定并以函数或表存储在存储器中。例如，如果车辆热泵被激活，那么方法600可从存储器检索电气负载(例如，电功率的量)值以确定通过车辆热泵提供的电气负载。另选地，用于车辆电消耗装置的功率可经由电流感测电阻器或其他已知的电流测量装置来测量。所感测到的电流乘以提供所述电流时所处电压以确定通过车辆电气装置消耗的电功率。对用于所有车辆电消耗装置的功率值求和以确定总车辆电功率要求。方法600在确定车辆电功率要求后前进到610。

在610处，如果车辆如此配备，那么方法600确定车辆气候控制系统的机械功率要求。在一个示例中，机械驱动的压缩机(例如，经由车辆发动机驱动)的功率要求值根据经验确定且被存储在存储器中。如果车辆的气候控制系统被激活，那么可从存储器检索功率值。

在612处，方法600确定发动机速度和发动机功率要求。发动机速度(例如，转/分钟)可经由曲轴位置传感器并测量已知曲轴位置之间的时间量来确定。发动机功率要求(例如，所请求的发动机功率)可根据驾驶员需求扭矩确定。驾驶员需求扭矩可基于加速器踏板位置和车辆速度。存储在存储器中的函数涉及或可用于将加速器踏板位置和车辆速度转换成驾驶员需求扭矩。驾驶员需求扭矩可根据经验确定并以函数或表存储在存储器中。在发动机速度和所请求的发动机功率被确定后，方法600前进到614。

在614处，方法600判断是否请求车辆客舱温度控制。在一个示例中，方法600基于操作者致动器开关的位置来判断车辆客舱温度控制被请求。在另一示例中，方法600基于存储在存储器中的位(bit)的值来判断车辆客舱温度控制被请求。如果方法600判断车辆客舱温度控制被请求，那么回答为是且方法600前进到620。否则，回答为否且方法600前进到616。

在620处，方法600确定最小发动机速度和FEAD负载，使得空气调节压缩机不被多次打开和关闭。在一个示例中，FEAD负载可根据经验确定且存储到存储在存储器中的表或函数中。所述表或函数在经由环境温度和期望的车辆客舱温度索引时输出功率值。另外，方法600确定将经由交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机产生的电功率。在一个示例中，最小发动机速度是最低发动机速度，其中可提供由第一交流发电机、第二交流发电机以及FEAD使用的扭矩的总量。车辆电功率要求可根据经验确定并存储到存储器中或经由例如分流电阻器来测量。如果车辆电功率要求根据经验来确定并存储到存储器，那么所述车辆电功率要求可以是基于已激活的电气装置。例如，自主车辆控制可消耗1500W的电能，且电动水泵可消耗50W的电能。表示自主车辆控制能量的表或函数在自主车辆控制被激活时可输出1500W的值。将FEAD机械负载和电气负载相加在一起且将结果除以2，如在先前的五个示例情境中所指示的，以确定来自构成交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机的输出。第二交流发电机负载随后被分成机械负载(FEAD)和电气负载。如果一个交流发电机的电气输出为负值，那么所述交流发电机(例如，耦合到FEAD的交流发电机)可作为马达而非交流发电机操作以平衡交流发电机输出。在一些示例中，第二交流发电机的励磁电流可经调整以改变耦合到第二交流发电机的装置的速度。例如，AC压缩机速度可经由速度传感器监测，且如果AC压缩机速度小于所期望的，那么励磁电流可增加。以这种方式，可控制FEAD装置的速度。

在616处，方法600确定最小发动机速度和FEAD负载以在期望速度下操作FEAD机械扭矩消耗装置。另外，方法600确定将经由交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机产生的电功率。在一个示例中，FEAD负载可根据经验确定且存储到存储在存储器中的表或函数中。所述表或函数在经由环境温度和期望的车辆客舱温度索引时输出功率值。另外，方法600确定将经由交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机产生的电功率。在一个示例中，最小发动机速度是最低发动机速度，其中可提供由第一交流发电机、第二交流发电机以及FEAD使用的扭矩的总量。车辆电功率要求可根据经验确定并存储到存储器中或经由例如分流电阻器来测量。如果车辆电功率要求根据经验来确定并存储到存储器，那么所述车辆电功率要求可以是基于已激活的电气装置。将FEAD机械负载和电气负载相加在一起且将结果除以2，如在先前的五个示例情境中所指示的，以确定来自构成交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机的输出。第二交流发电机负载随后被分成机械负载(FEAD)和电气负载。如果一个交流发电机的电气输出为负值，那么所述交流发电机(例如，耦合到FEAD的交流发电机)可作为马达而非交流发电机操作以平衡交流发电机输出。另外，在一些示例中，第二交流发电机的励磁电流可经调整以改变耦合到第二交流发电机的装置的速度。例如，AC压缩机速度可经由速度传感器监测，且如果AC压缩机速度大于所期望的，那么励磁电流可减少。以这种方式，可控制FEAD装置的速度。

在618处，方法600调整用于交流发电机/起动机17的第一交流发电机和第二交流发电机的励磁电流。在一个示例中，第一表或函数按照第一交流发电机的期望电气输出和来自第一交流发电机的机械和电功率期望输出来索引。第一表或函数输出用于第一交流发电机的期望励磁电流。类似地，第二表或函数按照第二交流发电机的期望机械和电功率来索引。第二表或函数输出用于第二交流发电机的期望励磁电流。第一励磁电流和第二励磁电流经由控制器输出且方法600前进到退出。

以这种方式，车辆电气负载和机械FEAD负载可分配在两个交流发电机之间。一个交流发电机(例如，第二交流发电机)将扭矩供应到FEAD负载。另外，FEAD装置的速度可通过调整供应到所述装置的励磁电流来控制。

注意，本文中包括的示例控制和估计例程能够与本文中包括的各种发动机和/或车辆系统配置和各种交流发电机/起动机配置一起使用。本文中公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，且可以由包括与各种传感器、致动器以及其他车辆系统硬件结合的控制器的控制系统实施。本文中描述的具体例程可以表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等任何数目的处理策略中的一个或多个。由此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以所说明的顺序执行、同时执行或在一些情况下省略。同样地，处理的顺序并非是实现本文中所描述的示例实施例的特征和优点所必须的，而是为易于说明和描述提供。根据所使用的特定策略，可以重复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能的至少一部分可用图形表示将被编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当所描述的动作通过在包括与一个或多个控制器结合的各种车辆硬件部件的系统中执行指令来实施时，控制动作还可转换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

本说明书到此结束。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员在阅读本说明书时会想到许多更改和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或另选燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12以及水平对置发动机可有利地使用本说明书。

Claims (20)

1.一种电机，其包括：

外壳；

在所述外壳内的第一励磁绕组；

第一电枢绕组；

第二励磁绕组，所述第一励磁绕组和所述第一电枢绕组至少部分被所述第二励磁绕组包裹；以及

第二电枢绕组，所述第一励磁绕组和所述第一电枢绕组至少部分被所述第二电枢绕组包裹。

2.根据权利要求1所述的电机，其中所述第一励磁绕组、所述第二励磁绕组、所述第一电枢绕组以及所述第二电枢绕组至少部分被所述外壳包封。

3.根据权利要求1所述的电机，还包括第一励磁绕组支撑件、第二励磁绕组支撑件、第一电枢绕组支撑件以及第二电枢绕组支撑件。

4.根据权利要求3所述的电机，其中所述第一励磁绕组支撑件保持所述第一励磁绕组，其中所述第二励磁绕组支撑件保持所述第二励磁绕组，其中所述第一电枢绕组支撑件保持所述第一电枢绕组，并且其中所述第二电枢绕组支撑件保持所述第二电枢绕组。

5.根据权利要求4所述的电机，还包括支撑轴的两个轴承，所述第一电枢绕组耦合到所述轴。

6.根据权利要求4所述的电机，还包括支撑所述第二励磁绕组支撑件的两个轴承。

7.根据权利要求6所述的电机，还包括支撑所述第一励磁绕组支撑件的两个轴承。

8.根据权利要求7所述的电机，还包括在第二模式期间降低其余发动机汽缸的空燃比。

9.根据权利要求8所述的电机，还包括机械地耦合到所述电机的轴的带轮。

10.一种电机，其包括：

外壳；

第一励磁绕组，其在所述外壳中经由第一励磁绕组支撑件支撑；

第一电枢绕组；

第二励磁绕组；

第二电枢绕组，所述第二电枢绕组经由第二电枢绕组支撑件支撑，所述第二电枢绕组支撑件机械地耦合到所述第一励磁绕组支撑件，所述第二电枢绕组至少部分被所述第二励磁绕组包裹。

11.根据权利要求10所述的电机，其中所述第一励磁绕组、所述第一电枢绕组、所述第二励磁绕组以及所述第二电枢绕组被保持在所述外壳内。

12.根据权利要求10所述的电机，还包括第一电枢绕组支撑件和第二励磁绕组支撑件。

13.根据权利要求12所述的电机，还包括在所述外壳内的支撑所述第一励磁绕组支撑件的两个轴承以及支撑所述第二励磁绕组支撑件的两个轴承。

14.根据权利要求10所述的电机，还包括轴和支撑所述第一电枢绕组支撑件和所述第二电枢绕组支撑件的三个轴承。

15.一种电机，其包括：

外壳；

在所述外壳内的第一励磁绕组；

第一电枢绕组；

第二励磁绕组；以及

第二电枢绕组，所述第一电枢绕组和所述第二电枢绕组经由唯一的电枢绕组支撑件支撑。

16.根据权利要求15所述的电机，其中所述第一励磁绕组和所述第二励磁绕组包裹所述唯一的电枢绕组支撑件的至少一部分。

17.根据权利要求15所述的电机，其中所述唯一的电枢绕组支撑件经由轴和仅两个轴承支撑在所述外壳内。

18.根据权利要求15所述的电机，还包括支撑所述第一励磁绕组的第一励磁绕组支撑件，以及支撑所述第二励磁绕组的第二励磁绕组支撑件。

19.根据权利要求18所述的电机，其中所述第一励磁绕组支撑件机械地耦合到发动机的轴，并且其中所述第二励磁绕组支撑件机械地耦合到机械驱动附件。

20.根据权利要求19所述的电机，还包括支撑所述第一励磁绕组支撑件和所述第二励磁绕组支撑件的四个轴承。

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