CN1316732C - 带有发电机控制的车辆驱动系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆驱动系统，其带有车辆发电控制装置，该控制装置被配置成在不引起发电机输出下降的情况下，防止发动机和发电机之间的传动带打滑。当发电机的目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip以防止传动带打滑时，通过降低自动变速器4的档位到一个较低的齿轮比，使发动机转速Ne和发电机转速Ng增加。

Description

带有发电机控制的车辆驱动系统
技术领域
本发明一般涉及一种带有发电机控制的车辆驱动系统，该车辆装有发电机，该发电机被配置成通过利用皮带从发动机传送的动力来发电。本发明还涉及利用这种车辆发电控制装置的车辆驱动控制装置。
背景技术
近年来，混合动力四轮驱动车辆(在下文中称作混合4WD车辆)已经发展起来，这种车辆的前轮由发动机驱动，后轮由电动机驱动，电动机由发电机产生的电能驱动，而发电机由发动机驱动。当用皮带驱动发电机时，如果发电机的负荷转距很大，皮带就可能会打滑，如果皮带打滑，那么发电机的输出就会下降。解决该问题的传统方法是通过限制发电机的负荷转矩来防止皮带打滑。日本特许公开专利2003-193877中公开了一种这样的发明。
鉴于上述内容，显然，本领域技术人员从该公开的内容知道需要一种改进的车辆发电控制装置，本发明针对本领域中的这种需要以及其它需要，本领域技术人员从本公开中将会清楚地了解到这一点。
发明内容
可以看出，上述专利公开中提出的仅仅通过限制发电机的负荷转矩来防止皮带打滑的问题是，发电机的输出会相应下降。前述专利公开还提出通过限制发动机转矩来防止皮带打滑的想法，然而，限制发动机转矩会额外造成车辆驱动力下降的问题。
因而，鉴于这些问题，本发明的一个目的是提供一种车辆驱动系统，其防止驱动发电机的皮带打滑，并且不会使发电机的输出下降。
为了解决前述问题，本发明提出了一种车辆驱动系统，其被配置成当车辆发电控制装置限制由发电机施加在内燃机上的负荷转矩时增加发电机的转速，以便防止皮带打滑。
在本发明中，当发电机的负荷转矩受到限制时，发电机转速增加，因而，能防止皮带打滑，同时抑制发电机的输出下降。
鉴于前述内容，提拱一种车辆驱动系统，其基本上包括主驱动源、发电机、负荷转矩限制部分和转速增加部分。将主驱动源配置成驱动第一车轮。发电机通过传动带耦合到主驱动源，以便使发电机被配置成用从主驱动源传输到其上的动力发电，负荷转矩限制部分被配置成选择性地将发电机施加到主驱动源的负荷转矩限制到一个设定值，传动带在该值不会打滑，转速增加部分被配置成当负荷转矩限制部分限制发电机的负荷转矩时，选择性地增加发电机转速。
下面结合附图和优选实施方式对本发明作详细说明。通过下面的说明，本发明的目的、特征、和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
现在对附图进行说明，其形成本原始公开的一部分：
图1是一个车辆的示意性框图，该车辆配有根据本发明第一实施方式的带有发电机控制的车辆驱动系统；
图2是电路框图，表示图1中所示的根据本发明第一实施方式的车辆发电控制装置的选定特征；
图3是流程图，表示由图1中所示根据本发明第一实施方式的车辆发电控制装置执行的四轮驱动控制处理程序；
图4是流程图，表示由图1中所示根据本发明第一实施方式的车辆发电控制装置执行的负荷转矩计算处理；
图5是流程图，表示由图1中所示根据本发明第一实施方式的车辆发电控制装置执行的负荷转矩限制处理；
图6是车辆发电控制装置用来计算发动机转矩Te的控制图；
图7是车辆发电控制装置用来计算最大可传输转矩值Tslip的控制图；
图8表示发电机/电动机控制流程图；
图9表示根据本发明第一实施方式的车辆发电控制装置的工作效果图；
图10是配有根据本发明第二实施方式的车辆发电控制装置的车辆的示意性框图；
图11是流程图，表示由图10中所示根据本发明第二实施方式的车辆发电控制装置执行的负荷转矩限制处理；
图12表示根据本发明第二实施方式的车辆发电控制装置的工作效果图；
图13是流程图，表示由根据本发明第三实施方式的车辆发电控制装置执行的负荷转矩限制处理；
图14是皮带驱动的无极变速器(CVT)的示意性透视图，其正在被调节以改变施加在发动机上的发电机的负荷转矩。
具体实施方式
现在将参考附图对本发明所选的实施方式进行描述，本领域技术人员从该公开内容应该理解，下面对本发明实施方式的说明仅仅是为了说明而不是为了限制本发明，本发明由所附的权利要求及其等同物所确定。
第一实施方式
首先参考图1，其示意性地表示了一个车辆，其配备了根据本发明第一实施方式的带有发电机控制的车辆驱动系统。该车辆驱动系统被配置成具有下述车辆发电控制装置。
如图1所示，根据该实施方式的车辆具有由内燃机或主驱动源2驱动的左和右前轮1FL和1FR，以及和由电动机或辅助电驱动源3驱动的左和右后轮1RL和1RR，电驱动源3优选为直流(DC)电动机。因而，车辆是所谓的备用型四轮驱动车辆，其中前轮1L和1R用作主驱动轮，而后轮3L和3R用作辅助驱动轮。
发动机2的输出在相继通过配有扭矩变换器和差速齿轮5的自动变速器4(变速器)之后，传递到前轮1FL和1FR。环形的V形带或传动带6将动力从内燃机2传递到发电机7，发电机7将电能提供给电动机3，如图1和14所示。发电机7利用通过V形带传递到其上的动力发电，发出的电能通过电力电缆8直接传送到电动机3。电动机3的输出在传递到后轮1RL和1RR之前，相继通过减速齿轮9、电磁离合器10和差速齿轮11。
发动机2的输出受发动机控制器14控制，发动机控制器14被配置成调节设置于进气通道12(例如进气歧管)内的节流阀13的开度。发动机控制器14通过控制连接到节流阀13的节流阀电动机17的旋转角度来调节节流阀13的开度。发动机控制器14根据驾驶员下压加速器踏板16的量来控制节流阀13的开度，该下压量由加速器传感器15检测。
自动变速器4的齿轮比通常由驾驶员的手动操作和AT控制器18基于车速和加速器踏板下压量的自动控制来进行控制。自动变速器4还能通过从4WD控制器19发送到AT控制器18的换档控制命令进行控制。
如下文所述，4WD控制器19构成车辆发电控制装置，其优选地包括带有4WD控制程序的微型计算机，4WD控制程序与内燃机2、电动机3、发电机7和AT控制器18可操作地耦合，以控制由内燃机2施加到左和右前轮1L和1R的转矩、由电动机3施加到左和右后轮3L和3R的转矩以及内燃机2上的发电机7的负荷转矩Tg，4WD控制器19还能包括其它传统部件，例如输入接口电路、输出接口电路和存储装置，例如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存取存储器)装置。本领域技术人员从该披露的内容应该理解，4WD控制器19的精确结构和算法可以是执行本发明功能的硬件和软件的任意组合，换句话说，如说明书和权利要求中采用的“装置加功能”语句应该包括能用来执行“装置加功能”语句的功能的任何结构或硬件和/或算法或软件。
如图2中所示，发电机7配有基于晶体管的调节器20，用来调节发电机输出电压V，调节器20通过根据从4WD控制器19发出的发电机控制命令调节励磁电流Ig来控制发电机7的发电机输出电压V。
主继电器22和电流传感器23设置在接线盒21内部，接线盒21沿着电力电缆8设于中间点。主继电器22的作用是根据从4WD控制器19发出的继电器控制命令，接通和断开对电动机3的电力供应。电流传感器23检测流向电动机3的电枢电流la并将检测到的电流值报告给4WD控制器19。安装在接线盒21内的监测电路检测发电机7的输出电压V和电动机3的反电动势或感应电压E，并将检测值报告给4WD控制器19。
通过利用从4WD控制器19发出的电动机控制命令控制电动机3的励磁电流Im来调节电动机3的驱动转矩Tm。电动机温度和电动机转速Nm分别由安装在电动机3中的热敏电阻24和电动机转速传感器25检侧，传感器的检测信号提供给4WD控制器19。
从电动机3到后轮1RL和1RR的输出的传递受电磁离合器10的控制，并且流过电磁离合器10的激励电流受从4WD控制器19发出的离合器控制命令控制。
4WD控制器19还接收来自检测发动机转速Ne的发动机转速传感器26、检测节流阀13开度θ的节流阀传感器27和一对检测车轮轮速VWFL至VWRR的轮速传感器28FL至28RR的检测信号。
现在将参考图3所示的流程图描述由4WD控制器19执行的四轮驱动控制。
四轮驱动控制程序在每个规定时间段执行一次(例如，每10毫秒一次)。如图3所示，步骤S1、S2和S3以连续顺序执行。在步骤S1的负荷转矩计算处理中，4WD控制器19配置成计算发电机7对于发动机2的目标负荷转矩Tg*。在步骤S2的负荷转矩限制处理中，4WD控制器19配置成限制目标负荷转矩Tg*。在步骤S3的发电机/电动机控制处理中，4WD控制器19配置成基于目标负荷转矩Tg*控制发电机7的发电和控制电动机3的驱动。在电动机3的驱动控制期间，4WD控制器19操作主继电器22以便向电动机3提供电能，并将电磁离合器置于接合状态。
现在将参考图4描述步骤S1的负荷转矩计算处理。在步骤S10中，4WD控制器19配置成计算主驱动轮，也就是前轮1FL和1FR的滑移速度ΔVF。滑移速度ΔVF通过例如如下方法计算：用前轮1FL和1FR的平均轮速减去后轮1RL和1RR的平均轮速。
在步骤S11中，4WD控制器19配置成确定滑移速度ΔVF是否大于规定值，例如0。如果确定ΔVF小于或等于0，则确定前轮1FL和1FR不处于加速滑移过程中，且4WD控制器19转到步骤S12。
在步骤S12中，4WD控制器19配置成将发电机7对于发动机2的目标负荷转矩Tg*设定成0，并结束负荷转矩计算处理程序。
同时，如果在步骤S11中发现ΔVF大于0，那么4WD控制器19就确定前轮1FL和1FR正经历加速滑移并转到步骤S13。
在步骤S13中，4WD控制器19按下面所示的公式(1)用滑移速度ΔVF计算负荷转矩增量ΔTg：
ΔTg＝K1×ΔVF      (1)
负荷转矩增量ΔTg是发电机7的负荷转矩需要被增加的量，以减轻前轮1FL和1FR的加速滑移。K1是一个系数。
在步骤S14中，4WD控制器19用下面所示的公式(2)计算发电机7的负荷转矩Tg：
Tg＝K2×V×Ia/(K3×Ng)    (2)
在公式(2)中，项V是发电机7的输出电压，项Ia是电枢电流，项Ng是发电机7的转速，项K2是一个系数，项K3是效率。发电机7的转速Ng通过用发动机转速Ne乘以皮带齿轮比来计算。
接着，在步骤S15中，4WD控制器19用下面所示的公式(3)计算发电机7对于发动机2的负荷转矩Tg*：
Tg*＝Tg+ΔTg    (3)
然后，4WD控制器19结束负荷转矩计算处理程序。
现在将参考图5描述步骤S2的负荷转矩限制处理。在步骤S20中，4WD控制器19确定目标转矩Tg*是否大于基于发电机7的容量确定的最大负荷转矩TgMAX。如果发现Tg*大于TgMAX，4WD控制器19进入步骤S21，在该步骤中，4WD控制器19在转到步骤S22之前，将目标负荷转矩Tg*限制到最大负荷转矩TgMAX。同时，如果发现Tg*等于或小于TgMAX，4WD控制器19就直接转到步骤S22而不改变目标负荷转矩Tg*。
在步骤S22中，4WD控制器19查阅如图6中所示的图，并基于发动机转速Ne和节流阀开度θ查得发动机转矩Te。
在步骤S23中，4WD控制器19用下面所示的公式(4)计算允许的转矩下降值Tdrop，发动机转矩Te能降低该转矩下降值而不会使发动机2停止。
Tdrop＝Te-TeMIN    (4)
在公式(4)中，项TeMIN是保持发动机2运行所需的最小发动机转矩。该最小发动机转矩TeMIN能基于发动机转速Ne计算或作为一个规定值预先准备。
在步骤S24中，4WD控制器19确定目标负荷转矩Tg*是否大于允许的转矩下降值Tdrop，如果发现目标负荷转矩Tg*大于允许的转矩下降值Tdrop，4WD控制器19就转到步骤S25，在步骤S25中，它将目标负荷转矩Tg*限制到允许的转矩下降值Tdrop并转到步骤S26。为了提供一些余量，同样可接受的是，将目标负荷转矩Tg*限制到通过用允许的转矩下降值Tdrop减去规定值α而获得的值(Tdrop-α)。同时，如果发现目标负荷转矩Tg*等于或小于允许的转矩下降值Tdrop，4WD控制器19就直接转到步骤S26而不限制目标负荷转矩Tg*。
在步骤S26中，4WD控制器19查阅如图7中所示的图并基于发动机转速Ne计算最大可传输转矩值Tslip，V形带6在该最大可传输转矩值Tslip下将会打滑。图7中所示的控制图设计成当发动机转速Ne增大时最大可传输转矩值Tslip逐渐变小。
在步骤S27中，4WD控制器19确定目标负荷转矩Tg*是否大于最大可传输转矩值Tslip。如果确定目标负荷转矩Tg*大于最大可传输转矩值Tslip，那么4WD控制器19就转到步骤S28，在步骤S28中，它将目标负荷转矩Tg*限制到最大可传输转矩值Tslip并转到步骤S29。
在步骤S29中，4WD控制器19向AT控制器18发出换档控制命令，其指示AT控制器18降低自动变速器4的档位到一个更低的齿轮比，并结束负荷转矩限制处理程序。
同时，如果在步骤S27中发现目标负荷转矩Tg*等于或小于最大可传输转矩值Tslip，4WD控制器19就直接结束负荷转矩限制处理程序，而不限制目标负荷转矩Tg*。
现在将参考图8描述步骤S3的发电机/电动机控制处理。在步骤S30中，4WD控制器19确定滑移速度ΔVF是否大于0。如果发现滑移速度ΔVF等于或小于0，4WD控制器19就确定前轮1FL和1FR不处于加速滑移过程，并直接结束发电机/电动机控制处理程序。
如果在步骤S30中发现滑移速度ΔVF大于0，4WD控制器19就确定前轮1FL和1FR正经历加速滑移并转到步骤S31。
在步骤S31中，4WD控制器19查阅如流程图中所示的控制图，并基于电动机转速Nm计算目标电动机励磁电流Im*。用公知的弱场控制方法控制目标励磁电流Im*，以使其在电动机转速Nm达到高速区域时变小。更具体地说，因为当电动机3高速旋转时，由于增大的感应电压，电动机转矩Tm趋向于下降，所以4WD控制器19减小励磁电流Im以抑制感应电压的增大，并防止电动机转矩Tm下降。
在步骤S32中，4WD控制器19向电动机3发出电动机控制命令，指示电动机3将励磁电流Im调节到目标励磁电流Im*。
在步骤S33中，4WD控制器19基于目标负荷转矩Tg*计算目标电动机转矩Tm*。
在步骤S34中，4WD控制器19查阅如流程图中所示的控制图，并基于电动机3的目标电动机转矩Tm*和目标励磁电流Im*计算目标电枢电流Ia*。
在步骤S35中，4WD控制器19查阅如流程图中所示的控制图，并基于目标励磁电流Im*和电动机转速Nm计算电动机3的感应电压E。
在步骤S36中，4WD控制器19用下面所示的公式(5)计算由发电机7产生的目标电压V*。
V*＝Ia*×R×E    (5)
在该公式中，项R是电力电缆8和电动机3的线圈的组合电阻。
在步骤S37中，4WD控制器19向调节器20发出发电机控制命令，指示调节器20调节发电机7的励磁电流Ig，以使发电机7的输出电压V与目标电压V*匹配。然后，4WD控制器19结束发电机/电动机控制处理程序。
图4中步骤S10到S15的处理和图8中的步骤S33到S37的处理构成负荷转矩控制部分，图5中步骤S27和S28的处理构成负荷转矩限制部分，图5中步骤S29的处理构成转速增加部分。
现在将说明第一实施方式的操作和效果。为了便于说明，考虑一种情况，其中加速器踏板16被突然下压很大的程度或路面摩擦系数由于雨、雪或冰而很低，因而发动机2驱动的前轮1FL和1FR正经历加速滑移。当这种情况发生时，根据前轮1FL和1FR的滑移速度ΔVF计算发电机7施加在发动机2上的目标负荷转矩Tg*(步骤S13到S15)，且发电机7开始基于目标负荷转矩Tg*发电(步骤S33到S35)。这样，通过把本来将由于加速滑移而损失的旋转能量转变成电能，发动机2的输出减小，并且前轮1FL和1FR的加速滑移能得到抑制。
发电机7产生的电能输送到电动机3，使电动机3驱动后轮1RL和1RR(步骤S31和S32)。因而，除了改善能量效率之外，该控制装置能使车辆表现出更平稳和更稳定的加速以及驱动性能。
通过将发电机7的目标负荷转矩Tg*限制到最大可传输转矩值Tslip(步骤S27和S28)，能在发电机7利用通过V形带6传递到其上的动力发电时，可靠地防止V形带6打滑。
发电机7的输出Pg表示成发电效率η、发电机转速Ng和负荷转矩Tg的乘积(Pg＝η×Ng×Tg)。因而，如果目标负荷转矩Tg*在发动机转速是Ne1时限制为最大可传输转矩值Tslip1，如图9(a)的图表中所示，则发电机输出Pg将如图9(b)的图表中所示地降低到Pg1。
在该实施方式中，当目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip1时，自动变速器4档位降低到更低的齿轮比(步骤S29)，以便增加发动机转速Ne和发电机转速Ng。
结果，除了防止V形带6打滑外，还能获得这样一个发电机输出PgAT，该发电机输出PgAT基本上等于如果目标负荷转矩Tg*不限制成最大可传输转矩值Tslip1时将获得的发电机输出Pg。该结果由于下面的关系而发生：Pg＝η×Ng×Tg。因而，通过可靠地防止发电机7的输出下降，能防止电动机3的输出下降，从而四轮驱动的稳定性能可以得到改善。
虽然在第一实施方式中，最大可传输转矩值Tslip是基于发动机转速Ne计算的，但本发明不局限于这种方法。例如，同样可接受的是，基于车速计算最大可传输转矩Tslip。
虽然，在第一实施方式中，传统的自动变速器4被用作变速器，但本发明不局限于这种变速器，使用皮带驱动的无极变速器或超环面(toroidal)无极变速器也是可接受的。如果使用无极变速器，则当目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip时，发电机转速Ng能以更精确调节的方式增大，从而，能使发电机7的输出Pg最优化。
虽然在第一实施方式中，通过基于目标电压V*调节励磁电流Ig来控制发电机7的发电，但本发明不局限于这种方法，例如，同样可接受的是，通过用目标电枢电流Ia*和实际电枢电流Ia之间的差值ΔIa乘一个比例增益来计算发电机励磁电流Ig，以及基于根据发电机励磁电流Ig计算的占空比来控制发电机7的发电。
虽然在第一实施方式中，发电机7产生的电能只输送到电动机3，但本发明不局限于这种设置。将所产生的电能输送到其它电子装置，例如电池、点火系统、起动机或空调系统也是可接受的。
虽然在第一实施方式中，发电机7仅仅在前轮1FL和1FR经历加速滑移时被启动和用来驱动后轮1RL和1RR，但本发明不局限于这种设置。响应另一种标准例如加速器踏板下压超过一个规定位置来启动发电机7和用产生的电力驱动后轮1RL和1RR也是可接受的，即使当前轮1FL和1FR没有经历加速滑移时。
虽然在第一实施方式中，前轮1FL和1FR是发动机2驱动的主驱动轮，且后轮1RL和1RR是配置成由电动机3驱动的辅助驱动轮，但本发明不局限于这种设置安排。后轮1RL和1RR是主驱动轮而前轮1FL和1FR是辅助驱动轮也是可接受的。
虽然在第一实施方式中，本发明应用于四轮车辆，但将本发明应用于具有不同数量车轮的车辆例如两轮车辆或三轮车辆也是可行的。
第二实施方式
现在将参考图10到12描述本发明的第二实施方式。第二实施方式大致与第一实施方式相同，除了在目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip时提供不同的增加发电机转速Ng的方法之外。如图10中所示，第二实施方式的一般组成特征与第一实施方式的相同(图1中所示)，除了AT控制器18被TCS控制器29代替之外。与图1中所示部件相同的部件用同样的附图标记表示，为了简洁，省略其说明。
TCS控制器29执行牵引力控制，其忽略驾驶员对加速器的操作，并按照使前轮1FL和1FR的加速滑移率S(滑移程度)与4WD控制器19输出的目标加速滑移率S*相匹配的方式来限制发动机2的输出。更具体地说，TCS控制器29与发动机控制器14通信，以通过控制发动机2的节流阀开度和燃料输送来限制发动机2的输出。
如图11中所示，第二实施方式的负荷转矩限制处理与图5中所示的负荷转矩限制处理相同，除了用新的步骤S40到S45来代替步骤S29之外。与图5中所示相同的步骤用同样的步骤号来表示，为了简洁，省略其说明。
在步骤S40中，4WD控制器19用下面所示的公式(6)计算将目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip所需的限制量ΔTg：
ΔTg＝Tg*-Tslip    (6)
在步骤S41中，4WD控制器19基于限制量ΔTg计算传送到TCS控制器29的基本目标滑移率S*。
在步骤S42中，4WD控制器19用下面所示的公式(7)计算由于目标负荷转矩Tg*的限制而引起的发电机输出不足的缺乏量ΔPg。
ΔPg＝η×Ng×ΔTg    (7)
在步骤S43中，4WD控制器19计算为了补偿发电机7的输出缺乏量ΔPg，发动机转速需要增加的增量ΔNe；该计算基于输出缺乏量ΔPg。
在步骤S44中，4WD控制器19计算为了使发动机转速增加所述量ΔNe，目标滑移率S*需要增加的增量ΔS*；该计算基于增量ΔNe。
在步骤S45中，4WD控制器19将在步骤S44中算出的增量ΔS*增加到步骤S41中算出的目标滑移率S*，以计算最终目标滑移率S*，并在结束负荷转矩限制处理程序之前将该最终目标滑移率S*发送给TCS控制器29。
图11中步骤S40和S41的处理构成牵引力控制部分，步骤S42到S45的处理构成转速增加部分。
现在将描述第二实施方式的操作和效果。
为了便于说明，考虑一种情况，其中发电机7的目标负荷转矩Tg*已经限制成最大可传输转矩值Tslip(步骤S28)，但发动机输出不能由一个与目标负荷转矩Tg*被限制(减小)的量所对应的量来抑制。通过根据目标负荷转矩被限制(减小)的量ΔTg来设定牵引力控制的目标滑移率S*(步骤S40和S41)，由发电机7的操作引起的不能抑制的发动机输出量由牵引力控制来补偿，且发动机2的输出被根据目标负荷转矩Tg*可靠地抑制，该目标负荷转矩Tg*在目标负荷转矩被限制成最大可传输转矩值Tslip之前是有效的。结果，车辆稳定性能得到保证。
与第一实施方式相似，如果目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip1，如图12的图表(a)中所示，则发电机输出Pg将如图12的图表(b)中所示降低到Pg1。因而，当4WD控制器19将目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip1时，通过增加传送到TCS控制器29的目标滑移率S*，增加了发动机转速Ne和发电机转速Ng，从而减小了发电机2输出被限制的量(步骤S42到S45)。
结果，除了可靠地防止皮带打滑外，还能获得这样一个发电机输出PgTCS，该发电机输出PgTCS基本上等于如果目标负荷转矩Tg*没有限制成最大可传输转矩值Tslip1将获得的发电机输出Pg。因为通过调节目标滑移率S*，发动机输出被限制的量能自由地减小到希望的程度，所以发电机7的输出Pg能实现最优化。
另外，第二实施方式的工作效果与第一实施方式的相同。
虽然在第二实施方式中，牵引力控制仅仅在目标负荷转矩Tg*限制成允许的转矩上限值Tslip时执行，但本发明不局限于这种安排。在目标负荷转矩Tg*限制成最大负荷转矩TgMAX时执行牵引力控制也是可接受的，该最大负荷转矩TgMAX基于发电机7的容量确定。此外，在“通常执行”的基础上不断地执行牵引力控制也是可接受的。在后者的情况下，通过用牵引力控制和发电机7产生的电能，车轮的加速滑移能迅速得到抑制。
虽然在第二实施方式中，在目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩Tslip时，目标滑移率S*根据限制量ΔTg增加，但本发明不局限于这种安排。例如，将正常的目标滑移率(例如S*＝10％)增大到规定的更大值(例如S*＝20％)也是可接受的。
第三实施方式
现在将参考图13描述本发明的第三实施方式。第三实施方式大致与第二实施方式相同，除了在目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip时提供不同的增加发电机转速Ng的方法之外。如图13中所示，第三实施方式的负荷转矩限制处理与图11中所示的负荷转矩限制处理相同，除了步骤S41被删除和步骤S44与S45被新的步骤S54和S55代替之外。与图11中所示相同的步骤用同样的步骤号表示，为了简洁，省略其说明。
在步骤S54中，4WD控制器19计算为了使发动机转速增加增量ΔNe，节流阀开度需要增加的增量Δθ；该计算基于增量ΔNe。
在步骤S55中，4WD控制器19向发动机控制器14发出节流阀控制命令，指示发动机控制器14将节流阀开度θ增加所述增量Δθ。
图13中的步骤S42、S43、S54和S55构成转速增加部分。
因而，在第三实施方式中，当目标负荷转矩Tg*限制成最大可传输转矩值Tslip时，通过增加发动机2的节流阀开度θ，发动机转速Ne和发电机转速Ng增大。除了防止皮带打滑之外，本来由于限制目标负荷转矩引起的发电机7输出的下降也被可靠地抑制。由于通过调节节流阀开度增加的量Δθ，发动机2的输出能自由地增加到希望的程度，所以发电机7的输出Pg能实现最优化。
除了第一到第三实施方式中提供的方法之外，还有其它的在目标负荷转矩Tg*被限制成可传输转矩Tslip时增加发电机7的转速Ng的方法。例如，皮带驱动的无极变速器30可安装在发动机2和发电机7之间，且发电机转速Ng能通过改变皮带驱动的无极变速器的齿轮比而增加。
因此，至少有四种增加发电机转速Ng的方法：使自动变速器4降低档位到一个更低的齿轮比；增加用于牵引力控制的目标滑移率S*；直接增加节流阀开度θ；和使用皮带驱动的无极变速器30。为了增加发电机转速Ng，使用这些方法中的任一种或这些方法的任何组合都是可接受的。
本发明中使用的下列方向术语“向前、向后、在上、向下、垂直、水平、在下和横向”以及任何其它类似的方向术语指的是装备了本发明的车辆的那些方向，因而，这些用来描述本发明的术语应该相对于装备了本发明的车辆来解释。
在本发明的描述中，术语“配置”被用来描述一个设备的组件、部分或部件，这些组件、部分或部件包括被安装和/或编程为实现希望的功能的硬件和/或软件。此外，在权利要求中表示成“装置加功能”的术语应该包括任何能用来执行本发明那个部分的功能的结构。在此被用来表示程度的术语例如“基本上”、“大约”和“近似”意指所修饰的词在合理数量内的偏差，而使最终结果不会有重大改变。例如，如果这种偏差不会否定其所修饰的词的意思，那么这些术语可被解释为包括所修饰的词的至少±5％的偏差。
本申请要求日本专利申请No.2003-348991的优先权。因此，日本专利申请2003-348991公开的全部内容引入本申请中作为参考。
虽然仅仅选择了特定的实施方式来说明本发明，但本领域技术人员从该公开的内容应该理解，在不背离本发明的范围的情况下作出的各种变化和改变，都落入本发明在所附的权利要求中限定的保护范围。此外，根据本发明实施方式的前述说明仅仅是为了说明而不是限定本发明，本发明由所附的权利要求和它们的等同物所限定。因而，本发明的保护范围不局限于公开的实施方式。

Claims (22)

1.一种车辆驱动系统，包括：
被配置成驱动第一车轮的主驱动源；
通过传动带耦合到主驱动源的发电机，以使发电机被配置成用从主驱动源传输到其上的动力来产生电力；
负荷转矩限制部分，其被配置成选择性地将发电机施加到主驱动源上的负荷转矩限制为一个值，传动带在该值不会打滑；和
转速增加部分，其被配置成当负荷转矩限制部分限制发电机的负荷转矩时选择性地增加发电机转速。
2.如权利要求1所述的车辆驱动系统，其中
所述转速增加部分进一步被配置成根据负荷转矩限制部分限制负荷转矩的量来增加发电机转速。
3.如权利要求2所述的车辆驱动系统，还包括
安装在主驱动源和由主驱动源驱动的第一车轮之间的变速器，和
转速增加部分进一步被配置成通过将变速器换档到较低的齿轮比来增加发电机转速。
4.如权利要求2所述的车辆驱动系统，其中
转速增加部分进一步被配置成通过增加主驱动源的节流阀开度以增加主驱动源转速，从而增加发电机转速。
5.如权利要求2所述的车辆驱动系统，还包括
牵引力控制部分，其被配置成通过在检测到第一车轮的加速滑移时限制主驱动源的输出，将由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度限制成等于或小于目标值的值，和
转速增加部分被进一步配置成通过增大该目标值来增加发电机转速。
6.如权利要求2所述的车辆驱动系统，还包括
负荷转矩控制部分，其被配置成在第一车轮经历加速滑移时，根据由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度来控制发电机的负荷转矩。
7.如权利要求5所述的车辆驱动系统，还包括
负荷转矩控制部分，其被配置成在第一车轮经历加速滑移时，根据由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度来控制发电机的负荷转矩，和
牵引力控制部分进一步配置成在负荷转矩限制部分限制发电机的负荷转矩时限制主驱动源的输出，同时发电机的负荷转矩受到负荷转矩控制部分控制。
8.如权利要求2所述的车辆驱动系统，还包括
电力驱动装置，其被配置成由发电机产生的电力驱动，所述电力驱动装置还被配置成驱动第二车轮，所述第二车轮不由主驱动源机械地驱动。
9.如权利要求1所述的车辆驱动系统，其中
转速增加部分还被配置成通过将变速器换档到较低的齿轮比来增加发电机转速。
10.如权利要求1所述的车辆驱动系统，其中
转速增加部分还被配置成通过增加主驱动源的节流阀开度以增加主驱动源转速，从而增加发电机转速。
11.如权利要求1所述的车辆驱动系统，还包括
牵引力控制部分，其被配置成通过在检测到第一车轮的加速滑移时限制主驱动源的输出，将由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度限制成等于或小于目标值的值，和
转速增加部分被进一步配置成通过增大该目标值来增加发电机转速。
12.如权利要求1所述的车辆驱动系统，还包括
负荷转矩控制部分，其被配置成在第一车轮经历加速滑移时，根据由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度来控制发电机的负荷转矩。
13.如权利要求11所述的车辆驱动系统，还包括
负荷转矩控制部分，其被配置成在第一车轮经历加速滑移时，根据由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度来控制发电机的负荷转矩，和
牵引力控制部分被进一步配置成在负荷转矩限制部分限制发电机的负荷转矩时限制主驱动源的输出，同时发电机的负荷转矩受到负荷转矩控制部分控制。
14.如权利要求1所述的车辆驱动系统，还包括
电力驱动装置，其被配置成由发电机产生的电能驱动，所述电力驱动装置还被配置成驱动第二车轮，所述第二车轮不由主驱动源机械地驱动。
15.一种车辆发电控制装置，包括：
负荷转矩限制部分，其被配置成选择性地将发电机施加到主驱动源的负荷转矩限制成一个值，发电机和主驱动源之间的传动带在该值不会打滑；和
转速增加部分，其被配置成当负荷转矩限制部分限制发电机的负荷转矩时选择性地增加发电机转速。
16.如权利要求15所述的车辆发电控制装置，其中
所述转速增加部分还被配置成根据负荷转矩限制部分限制负荷转矩的量来增加发电机转速。
17.如权利要求15所述的车辆发电控制装置，其中
转速增加部分还被配置成通过将变速器换档到较低的齿轮比来增加发电机转速。
18.如权利要求15所述的车辆发电控制装置，其中
转速增加部分还被配置成通过增加主驱动源的节流阀开度以增加主驱动源转速，从而增加发电机转速。
19.如权利要求15所述的车辆发电控制装置，还包括
牵引力控制部分，其被配置成通过在检测到第一车轮的加速滑移时限制主驱动源的输出，将由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度限制成等于或小于目标值的值，和
转速增加部分被进一步配置成通过增大该目标值来增加发电机转速。
20.如权利要求15所述的车辆发电控制装置，还包括
负荷转矩控制部分，其被配置成在第一车轮经历加速滑移时，根据由主驱动源驱动的第一车轮的加速滑移程度来控制发电机的负荷转矩。
21.如权利要求19所述的车辆发电控制装置，还包括
负荷转矩控制部分，其被配置成在第一车轮经历加速滑移时，根据由主动源驱动的第一车轮的加速滑移程度来控制发电机的负荷转矩，和
牵引力控制部分被进一步配置成在负荷转矩限制部分限制发电机的负荷转矩时限制主驱动源的输出，同时发电机的负荷转矩受到负荷转矩控制部分控制。
22.一种控制发电的方法，包括：
选择性地将发电机施加到主驱动源上的负荷转矩限制成一个值，发电机和主驱动源之间的传动带在该值不会打滑；和
当限制发电机的负荷转矩时，选择性地增加发电机转速。
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