ES2973809T3 - Volante de inercia de motor generador de energía eléctrica con control de par activo - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓN
Volante de inercia de motor generador de energía eléctrica con control de par activo
Información general
1. Campo:
La presente invención se refiere en general a volantes de inercia para motores alternativos, arrancadores para dichos motores y generadores de energía eléctrica que pueden ser accionados por dichos motores. Más concretamente, la presente invención se refiere a un aparato de volante de inercia que también puede funcionar como generador de energía eléctrica y como motor de arranque para un motor, y a un sistema y método para controlar un sistema de energía que incluya dicho generador de volante de inercia.
2. Antecedentes de la invención:
Un volante de inercia es un dispositivo mecánico giratorio que se utiliza para almacenar energía rotacional. Los volantes de inercia pueden utilizarse para proporcionar energía continua en sistemas en los que la fuente de energía no es continua. En tales casos, el volante de inercia almacena energía cuando la fuente de energía aplica par y el volante de inercia libera la energía almacenada cuando la fuente de energía no aplica par al volante de inercia.
Por ejemplo, puede montarse un volante de inercia en el cigüeñal de un motor alternativo para mantener constante la velocidad angular del cigüeñal. El cigüeñal es la parte de un motor que traduce el movimiento alternativo lineal del pistón en rotación. En este caso, el volante de inercia almacena energía cuando el par es ejercido sobre el cigüeñal por un pistón que se dispara. El volante de inercia libera energía a las cargas mecánicas conectadas al cigüeñal cuando ningún pistón está ejerciendo par sobre el cigüeñal.
Un motor de arranque es un dispositivo para hacer girar un motor de combustión interna con el fin de iniciar el funcionamiento del motor por su propia fuerza. Por ejemplo, un motor de arranque eléctrico puede utilizarse como motor de arranque para motores de combustión interna de gasolina y diésel. El motor de arranque eléctrico puede ser un motor eléctrico con un solenoide de arranque montado sobre él. Cuando se aplica corriente de una batería de arranque al solenoide, éste puede engranar una palanca que empuja hacia fuera un piñón de arrastre en el eje de transmisión del motor de arranque y engrana el piñón con una corona dentada de arranque en el volante de inercia del motor. El solenoide también cierra los contactos de corriente para el motor de arranque, que comienza a girar. Una vez que el motor arranca, un muelle del ensamble del solenoide puede separar el piñón de la corona dentada y el motor de arranque se detiene.
Un motor de combustión interna puede utilizarse para accionar un generador eléctrico para la generación de energía eléctrica. El generador eléctrico puede estar conectado al cigüeñal del motor mediante una transmisión mecánica con varias marchas.
US2001/043019A1 en un resumen afirma que "Un sistema de transmisión para un vehículo de motor incluye un eje de transmisión con una disposición de masa de volante de inercia provista sobre el mismo, una máquina eléctrica para accionar el eje de transmisión y/o obtener energía eléctrica del eje de transmisión giratorio."
Sería beneficioso disponer de un método y un aparato que tuvieran en cuenta una o varias de las cuestiones tratadas anteriormente, así como posiblemente otras cuestiones.
Breve descripción de la invención
La invención se expone en las reivindicaciones independientes. Las características opcionales se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Los rasgos novedosos que se creen característicos de las realizaciones ilustrativas se exponen en las reivindicaciones anexas. Las realizaciones ilustrativas, sin embargo, así como un modo preferido de uso, otros objetivos y beneficios de las mismas, se entenderán mejor por referencia a la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas de la presente invención cuando se lean junto con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de potencia que incluye un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa;
La Figura 2es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de potencia que comprende una pluralidad de generadores de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa;
La Figura 3es una ilustración de una vista en perspectiva explosionada de un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa;
La Figura 4es una ilustración de una vista frontal tomada a lo largo del eje de rotación de un generador de volante de inercia acoplado a un motor de acuerdo con una realización ilustrativa;
La Figura 5es una ilustración de una vista lateral del generador de volante de inercia acoplado al motor tomada a lo largo del conducto5-5de laFigura 4de acuerdo con una realización ilustrativa;
La Figura 6es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de control para un sistema de potencia que incluye un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa; y
La Figura 7es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento de datos de acuerdo con una realización ilustrativa.
Descripción detallada
Las diferentes realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta una serie de consideraciones diferentes. "Un número", tal como se utiliza en la presente con referencia a artículos, significa uno o más artículos. Por ejemplo, "varias consideraciones diferentes" significa una o más consideraciones diferentes.
Las diferentes realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta que un volante de inercia convencional unido al cigüeñal de un motor puede ser relativamente pesado.
Un volante de inercia pesado aumenta el peso del vehículo en donde está instalado el motor y, por tanto, puede reducir la eficacia de funcionamiento del motor y del vehículo. Por lo tanto, es deseable un volante de inercia más ligero.
Las diferentes realizaciones ilustrativas también reconocen y tienen en cuenta que los motores de arranque y los generadores eléctricos existentes suelen estar conectados a un motor a través de diversas estructuras de transmisión mecánica y engranajes. Estas estructuras mecánicas pueden añadir complejidad y peso a un motor y a un sistema de generación de energía eléctrica. Es deseable eliminar o reducir dicha complejidad y peso.
Por lo tanto, las realizaciones ilustrativas proporcionan un generador de volante de inercia que incluye un motor generador eléctrico controlado activamente. Un generador de volante de inercia, de acuerdo con una realización ilustrativa, puede sustituir a un volante de inercia tradicional para un motor y puede utilizarse para arrancar el motor, así como para extraer potencia en forma de energía eléctrica.
Un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa incluye un estator estacionario y un rotor giratorio de materiales magnéticos, hierro, acero y equivalentes. El rotor puede estar diseñado para ponderar su ligereza. El control activo del par del volante de inercia puede emplearse para extraer la máxima energía eléctrica en los puntos de funcionamiento deseados, asegurando al mismo tiempo suficiente energía rotacional en el motor para mantener el funcionamiento alternativo del motor.
Pasando ahora a laFigura 1,se representa una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de potencia que incluye un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa. El sistema de energía100está configurado para generar tanto energía mecánica como energía eléctrica.
El sistema de alimentación100puede estar configurado para proporcionar energía mecánica y eléctrica al vehículo102.El vehículo102puede incluir cualquier tipo de vehículo que pueda estar configurado para moverse a través de cualquier tipo de medio o combinación de medios. Por ejemplo, sin limitación, el vehículo102puede incluir una aeronave, una embarcación acuática, un submarino, una locomotora de tren, un autobús, un automóvil o cualquier otro tipo de vehículo.
Por ejemplo, sin limitación, el vehículo102puede ser el vehículo híbrido104.El vehículo híbrido104puede incluir cualquier vehículo que utilice dos o más fuentes de energía distintas para mover el vehículo. En particular, el vehículo híbrido104puede ser un vehículo eléctrico híbrido que utiliza un motor de combustión interna y uno o más motores eléctricos para proporcionar potencia para mover el vehículo.
El vehículo102puede ser un ejemplo de plataforma106para la que el sistema de energía100proporciona energía mecánica y eléctrica. El sistema de alimentación100puede estar configurado para proporcionar energía a la plataforma106distinta del vehículo102.La plataforma106puede incluir cualquier plataforma fija o móvil a la que el sistema de alimentación100.pueda suministrar energía.
El sistema de alimentación100incluye el motor108.Motor108puede ser de combustión interna110.Por ejemplo, sin limitación, el motor108puede ser un motor diésel, un motor de gasolina o un motor que utilice cualquier otro combustible o combinación de combustibles. En cualquier caso, el motor108puede ser un motor alternativo. En un motor alternativo, la potencia mecánica proporcionada por el motor es pulsátil en lugar de continua.
Motor108incluye cigüeñal112.El cigüeñal112es la pieza del motor108que traduce el movimiento lineal alternativo del pistón en el motor108en movimiento de rotación. La rotación del cigüeñal112es alrededor del eje114.El eje114puede denominarse eje de rotación del cigüeñal112.
El sistema de alimentación100incluye el generador de volante de inercia116.El generador de volante de inercia116incluye volante de inercia120,rotor122,y estator124.
El volante de inercia120está unido al cigüeñal112del motor108.El volante de inercia120está unido al cigüeñal112de cualquier manera apropiada de forma que el volante de inercia120gira por la rotación del cigüeñal112.El volante de inercia120puede estar hecho de cualquier material apropiado y puede ser de cualquier tamaño apropiado. De acuerdo con una realización ilustrativa, el volante de inercia120puede ser más ligero que los volante de inercias de inercia convencionales utilizados para motores similares al motor108en aplicaciones similares.
El rotor122está unido al cigüeñal112del motor108.El rotor122está unido al cigüeñal112de cualquier manera apropiada de forma que el rotor122gira por la rotación del cigüeñal112.Por ejemplo, sin limitación, el rotor122está unido al volante de inercia120que, a su vez, está unido al cigüeñal112.
El estator124se coloca con respecto al rotor122de cualquier manera adecuada de forma que el estator124y el rotor122formen juntos el generador eléctrico126.Por ejemplo, sin limitación, el rotor122puede colocarse alrededor del estator124.El estator124y el rotor122pueden implementarse de cualquier forma apropiada y puede utilizarse cualquier material apropiado para formar el generador eléctrico126.Por ejemplo, sin limitación, el estator124y el rotor122pueden implementarse utilizando cualquier combinación adecuada de imanes y devanados de alambre para implementar el generador eléctrico126.
El generador eléctrico126está configurado para producir corriente eléctrica128cuando el rotor122gira. El generador eléctrico126también puede estar configurado para funcionar como un motor eléctrico. Por ejemplo, el rotor122gira proporcionando corriente eléctrica128al generador eléctrico126.La fuerza de rotación aplicada al rotor122por el generador eléctrico126se controla mediante el control de la corriente eléctrica128en el generador eléctrico126.
El generador de volante de inercia116puede incluir una estructura de refrigeración130.La estructura de refrigeración130puede incluir cualquier estructura adecuada para refrigerar el generador eléctrico126.Por ejemplo, la estructura de refrigeración 130 puede estar configurada para aumentar el flujo de aire132a través del generador eléctrico126.La estructura de refrigeración130puede fijarse al cigüeñal112del motor108de cualquier manera apropiada de forma que la estructura de refrigeración 130 gire por la rotación del cigüeñal112.Por ejemplo, sin limitación, la estructura de refrigeración130puede estar unida al rotor122.En este ejemplo, la estructura de refrigeración130puede configurarse de forma que cuando el rotor122gira, el flujo de aire132a través del generador eléctrico126se incrementa para refrigerar el generador eléctrico126.
El volante de inercia120,rotor122,y estructura de refrigeración130pueden estar conectados entre sí y configurados para girar juntos alrededor de un eje común133. Por lo tanto, el eje133puede denominarse eje de rotación del volante de inercia120,eje de rotación del rotor122,eje de rotación de la estructura de refrigeración130,eje del generador eléctrico126,y eje del generador de volante de inercia116.El generador de volante de inercia116está unido al cigüeñal112de tal forma que el eje133del generador de volante de inercia116está alineado con el eje114del cigüeñal112.El generador del volante de inercia116está unido directamente al cigüeñal112de forma que la rotación del cigüeñal112hace girar el volante de inercia120,rotor122,y la estructura de refrigeración130,y viceversa, sin que intervengan componentes de transmisión mecánica o engranajes entre el cigüeñal112y el generador de volante de inercia116.
La toma de fuerza mecánica134puede incluir cualquier estructura adecuada para proporcionar potencia mecánica136desde el sistema de potencia100a la carga mecánica138.La toma de fuerza mecánica134puede estar conectada mecánicamente al cigüeñal112de cualquier manera apropiada. Por ejemplo, sin limitación, la toma de fuerza mecánica134puede estar conectada mecánicamente a un componente giratorio del generador de volante de inercia116,como el volante de inercia120.
La toma de energía eléctrica139incluye cualquier estructura adecuada para estirar energía eléctrica140del generador de volante de inercia116y para suministrar energía eléctrica140al generador de volante de inercia116.Por ejemplo, sin limitación, la toma de corriente eléctrica139puede comprender una serie de cables conectados al generador eléctrico126para conducir la corriente eléctrica128hacia y desde el generador eléctrico126.La toma de fuerza eléctrica139puede conectarse al rotor122o al estator124del generador eléctrico126.El generador eléctrico126está configurado para producir corriente eléctrica128en el estator124en respuesta a la rotación del rotor122.En este ejemplo, la toma de fuerza eléctrica139puede conectarse al estator124del generador eléctrico126.Pueden utilizarse escobillas u otra estructura o combinación de estructuras adecuadas para conectar la toma de fuerza eléctrica139al rotor122del generador eléctrico126.
El generador de volante de inercia116está configurado para proporcionar energía eléctrica de corriente alterna (CA)140en la toma de energía eléctrica139.Por ejemplo, el generador eléctrico126puede estar configurado para proporcionar corriente alterna monofásica o multifásica. Por ejemplo, sin limitación, el generador de volante de inercia116puede proporcionar energía eléctrica trifásica140en la toma de corriente eléctrica139.
La energía eléctrica140del generador del volante de inercia116se suministra a la carga eléctrica142.La energía eléctrica140se suministra desde el generador del volante de inercia116a la carga eléctrica 142 a través del convertidor de potencia144.El convertidor de potencia144incluye cualquier dispositivo o combinación de dispositivos adecuados para convertir la potencia eléctrica140en la toma de potencia eléctrica139en potencia eléctrica adecuada para la carga eléctrica142.Por ejemplo, sin limitación, el convertidor de potencia144convierte la potencia de CA de la toma de corriente eléctrica139en potencia de corriente continua (CC) para la carga eléctrica142.
El convertidor de potencia144incluye el inversor146.El inversor146está configurado para convertir la energía eléctrica de la fuente148en la energía eléctrica apropiada140que puede aplicarse al generador eléctrico126para controlar el par aplicado al cigüeñal112por el generador de volante de inercia116.El inversor146se controla para proporcionar la potencia eléctrica adecuada140al generador eléctrico126para arrancar el motor108.
La fuente148puede ser cualquier fuente apropiada de energía eléctrica140.Por ejemplo, sin limitación, la fuente148puede ser una batería, un conducto eléctrico o cualquier otra fuente o combinación de fuentes de energía eléctrica140.
La carga eléctrica142está conectada al convertidor de potencia144mediante el bus de alimentación eléctrica150.La fuente148se conecta al convertidor de potencia144mediante el bus de alimentación eléctrica150.Así, el convertidor de potencia144,está configurado para suministrar potencia eléctrica140al bus de potencia eléctrica150y para estirar potencia eléctrica140del bus de potencia eléctrica150según sea necesario.
El convertidor de potencia144está controlado por el controlador de potencia eléctrica152.El controlador de potencia eléctrica152puede incluir cualquier dispositivo o sistema de control apropiado que pueda configurarse para controlar el convertidor de potencia144para controlar la cantidad de potencia eléctrica140suministrada o estirada del bus de potencia eléctrica150.El regulador de potencia eléctrica152está configurado para conmutar el convertidor de potencia144entre el suministro de potencia eléctrica140a la carga eléctrica142y el estirado de potencia eléctrica140de la fuente148.Por ejemplo, sin limitación, el interruptor154puede implementarse mediante dispositivos de conmutación en el convertidor de potencia144controlado por el controlador de potencia eléctrica152.
La potencia mecánica136proporcionada por el sistema de alimentación100y la potencia eléctrica140proporcionada o estirada por el sistema de alimentación100pueden ser controladas por el controlador de sistema156.Por ejemplo, el controlador de sistema156puede configurarse para controlar el sistema de alimentación100en respuesta a órdenes externas158.El controlador de sistema156puede configurarse para recibir órdenes externas158como señales procedentes del exterior del sistema de alimentación100en cualquier forma apropiada.
Por ejemplo, sin limitación, los comandos externos158pueden incluir la el comando de arranque160,el comando de parada162,el comando de potencia mecánica164,el comando de potencia eléctrica166o cualquier otro comando o combinación de comandos apropiados que puedan originarse desde fuera del sistema de potencia100.El comando de arranque160puede indicar que se debe arrancar el motor108. El comando de parada162puede indicar que el motor108debe pararse. El comando de potencia mecánica164puede identificar una cantidad de potencia mecánica136demandada a, y que debe ser proporcionada por, el sistema de potencia100.El comando de potencia eléctrica166puede identificar una cantidad de potencia eléctrica140demandada desde, y que debe ser proporcionada por, el sistema de potencia100.
El controlador de sistema156puede configurarse para proporcionar un control de par adecuado168en respuesta a órdenes externas158.El control de par168puede implementarse mediante el control de la potencia eléctrica170y el control del motor172.Los procesos de control de la potencia eléctrica170y de control del motor172pueden integrarse para proporcionar un control de par motor168.
El control de la corriente eléctrica170puede configurarse para controlar la corriente eléctrica128en el generador eléctrico126.Por ejemplo, la corriente eléctrica128en el generador eléctrico126puede controlarse controlando el funcionamiento del convertidor de potencia144.En este caso, el control de potencia eléctrica170puede incluir el suministro de señales de control de potencia eléctrica174adecuadas desde el controlador de sistema156al controlador de potencia eléctrica152para controlar el funcionamiento del convertidor de potencia144de manera adecuada.
El controlador de sistema156puede utilizar señales de realimentación de potencia eléctrica adecuadas176para el control de la potencia eléctrica170.Por ejemplo, las señales de realimentación de potencia eléctrica176pueden proporcionarse al controlador de sistema156desde el convertidor de potencia144o cualquier otra ubicación o combinación de ubicaciones adecuadas de cualquier manera y forma apropiadas.
El control del motor172puede estar configurado para controlar el funcionamiento del motor108.Por ejemplo, el control del motor172puede estar configurado para controlar la velocidad u otras características o combinaciones de características de funcionamiento del motor108.
El control del motor172puede incluir el control del flujo de combustible al motor108.El flujo de combustible al motor108puede ser controlado por el controlador de motor178.Por ejemplo, el controlador de motor178puede incluir cualquier dispositivo o sistema apropiado para controlar la inyección de combustible180del motor108.Alternativamente, el controlador de motor178puede estar configurado para controlar el acelerador mecánico182del motor 108. En este caso, el control del motor172puede incluir el suministro de señales adecuadas de control del motor184desde el controlador de sistema156al controlador de motor178para controlar el funcionamiento del motor108de forma adecuada.
El controlador de sistema156puede configurarse para utilizar las señales de realimentación adecuadas del motor108y las tablas de combustible186para generar las señales de control del motor adecuadas184para el control del motor172.Por ejemplo, el sensor de velocidad188puede estar configurado para proporcionar información que indique la velocidad190del motor108al controlador de sistema156.El sensor de velocidad188puede incluir cualquier sistema o dispositivo apropiado para proporcionar información de la velocidad190al controlador de sistema156.Por ejemplo, sin limitación, el sensor de velocidad188puede acoplarse al cigüeñal112del motor108o a cualquier otro lugar apropiado del motor108o del generador de volante de inercia116.
El controlador de sistema156puede estar configurado para utilizar la lógica de arranque del motor191para arrancar el motor108en respuesta a la recepción de el comando de arranque160.Por ejemplo, sin limitación, la lógica de arranque del motor191puede ser utilizada por el controlador de sistema156para generar una secuencia adecuada de señales de control de potencia eléctrica174y señales de control del motor184para arrancar el motor108.
El controlador de sistema156puede configurarse para controlar las emisiones del motor108.Por ejemplo, el controlador de sistema156puede estar configurado para utilizar el modelo de emisiones192y la retroalimentación adecuada del motor108para controlar las emisiones del motor108de forma adecuada. Por ejemplo, sin limitación, la retroalimentación que puede utilizarse para el control de emisiones del motor108puede incluir información de emisiones193,retroalimentación que identifique la temperatura194del motor108,o cualquier otra información de retroalimentación apropiada o combinación de información de retroalimentación. La información sobre emisiones193puede ser proporcionada por cualquier sensor de emisiones apropiado195asociado con el motor108.La temperatura194del motor108puede ser proporcionada por cualquier sensor de temperatura apropiado196.El sensor de temperatura196puede colocarse en cualquier lugar apropiado del motor108.
La ilustración de laFigura 1no pretende implicar limitaciones físicas o arquitectónicas a la forma en que pueden implementarse las diferentes realizaciones ilustrativas. Pueden utilizarse otros componentes además de, en lugar de, o ambos además de y en lugar de los ilustrados. Algunos componentes pueden ser innecesarios en algunas realizaciones ilustrativas. También se presentan los bloques para ilustrar algunos componentes funcionales. Uno o más de estos bloques pueden combinarse o dividirse en bloques diferentes cuando se implementan en distintas realizaciones.
Por ejemplo, todo o parte del controlador de potencia eléctrica152,controlador de motor178,o ambos pueden implementarse como parte del controlador de sistema156.
Pasando ahora a laFigura 2,se representa una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de potencia que comprende una pluralidad de generadores de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa. En este ejemplo, el sistema de alimentación200es un ejemplo de una implementación del sistema de alimentación100de laFigura 1.
El sistema de alimentación200puede incluir el motor202con el cigüeñal204.En este ejemplo, el motor202puede ser un ejemplo de una implementación del motor108de laFigura 1.
El sistema de energía200también puede incluir una pluralidad de generadores de volantes de inercia. Por ejemplo, el generador de volante de inercia206,el generador de volante de inercia208,y el generador de volante de inercia210pueden acoplarse al cigüeñal204del motor202.En este ejemplo, los generadores de volante de inercia206, 208,y210pueden ser ejemplos del generador de volante de inercia116de laFigura 1.Los generadores de volante de inercia206, 208,y210pueden fijarse al cigüeñal204de cualquier manera apropiada. Los generadores de volante de inercia206, 208,y210pueden o no ser sustancialmente idénticos. Pueden acoplarse más o menos de tres generadores de volante de inercia al motor202de acuerdo con una realización ilustrativa.
El controlador de sistema211puede configurarse para controlar el sistema de alimentación200.En este ejemplo, el controlador de sistema211puede ser un ejemplo de una implementación del controlador de sistema156de laFigura 1.Por ejemplo, el controlador de sistema211puede estar configurado para controlar el motor202y los generadores de volante de inercia206,208y210para controlar la potencia mecánica proporcionada por el sistema de potencia 200 y para controlar la potencia eléctrica proporcionada y extraída del bus de potencia eléctrica212por el sistema de potencia200.
Pasando ahora a laFigura 3,se representa una vista en perspectiva explosionada de un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa. En este ejemplo, el generador de volante de inercia300puede ser un ejemplo de una implementación del generador de volante de inercia116de laFigura 1.
Por ejemplo, sin limitación, el generador de volante de inercia300puede incluir el alojamiento302.El alojamiento302puede estar configurado para fijarse a un motor de cualquier manera apropiada.
El volante de inercia304está configurado para fijarse al cigüeñal del motor. Por ejemplo, el volante de inercia304puede estar configurado para fijarse al cigüeñal a través de la apertura305del alojamiento302.
La estructura de refrigeración306puede estar configurada para fijarse al volante de inercia304.Por ejemplo, la estructura de refrigeración306puede estar configurada con las álabes307u otras estructuras apropiadas para aumentar el flujo de aire a través del generador de volante de inercia300cuando la estructura de refrigeración306gira.
El rotor308puede estar unido a la estructura de refrigeración306.Por lo tanto, en este ejemplo, el rotor308,la estructura de refrigeración306,y el volante de inercia304pueden estar configurados para girar juntos alrededor del mismo eje de rotación cuando el volante de inercia304es girado por el cigüeñal al que está unido.
El adaptador del estator310puede acoplarse al alojamiento302.El estator312puede acoplarse al adaptador del estator310.En este ejemplo, el estator312puede colocarse de forma que el rotor308se sitúe alrededor del estator312.Puede proporcionarse una toma de fuerza eléctrica314para estirar y suministrar energía eléctrica al estator312.
Sintonizando ahora con laFigura 4,se representa una ilustración de una vista de extremo tomada a lo largo del eje de rotación de un generador de volante de inercia acoplado a un motor de acuerdo con una realización ilustrativa. En este ejemplo, el generador de volante de inercia400comprende los componentes del generador de volante de inercia300de laFigura 3.Por lo tanto, los números de referencia de los distintos componentes del generador de volante de inercia300de laFigura 3se utilizan también para el generador de volante de inercia400.
En este ejemplo, el generador de volante de inercia400está unido al motor402.En esta vista son visibles porciones de la estructura de refrigeración del volante de inercia304, 306,incluidas las aspas307,y el rotor308,del generador de volante de inercia400. También se muestra la toma de fuerza eléctrica314.
Pasando ahora a laFigura 5,se representa una ilustración de una vista lateral del generador de volante de inercia acoplado al motor tomada a lo largo del conducto5-5de laFigura 4de acuerdo con una realización ilustrativa. En esta vista, son visibles porciones del alojamiento302,adaptador del estator310,estator312,y rotor308del generador de volante de inercia400. También se muestra la posición de la toma de fuerza mecánica500con respecto al generador de volante de inercia400.
Pasando ahora a laFigura 6,se representa una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de control para un sistema de potencia que incluye un generador de volante de inercia de acuerdo con una realización ilustrativa. El sistema de control600puede ser un ejemplo de una implementación de un sistema de control para el sistema de potencia100implementado en el controlador de sistema156de laFigura 1.El sistema de control600puede incluir el bucle de control de potencia602y el bucle de control de velocidad604.
Las entradas al bucle de control de potencia602pueden incluir el comando de arranque606,el comando de parada608,y la salida del bucle de control de velocidad604en el conducto610.El comando de arranque606,el comando de parada608,y la salida del bucle de control de velocidad604en el conducto610pueden combinarse en el nodo612con la salida de potencia detectada614y proporcionarse al controlador PID de combustible616.La salida del regulador PID de combustible616puede utilizarse para controlar el acelerador del motor o la inyección de combustible618.
El acelerador del motor o la inyección de combustible618controla la potencia que generará el cigüeñal del motor para impulsar el generador620para producir energía eléctrica622.La energía eléctrica622procedente del generador620puede suministrarse al inversor624.La potencia generada por el cigüeñal del motor puede detectarse y combinarse con una estimación de la potencia de salida por el inversor624en la estimación de potencia de salida del inversor en el conducto626para proporcionar la potencia de salida detectada614como realimentación al controlador PID de combustible616.
Volviendo ahora al bucle de control de velocidad604,la entrada al bucle de control de velocidad604puede incluir el comando de velocidad en el conducto628.El comando de velocidad en el conducto628puede derivarse de el comando de generación de energía eléctrica630proporcionada al inversor624.El comando de velocidad en el conducto628puede combinarse con la velocidad detectada del cigüeñal632 enel nodo634y proporcionarse al regulador PID de velocidad636.
La salida del regulador PID de velocidad636puede proporcionarse como salida al bucle de control de corriente del generador638para controlar el inversor624con el fin de proporcionar energía eléctrica a la salida640.La salida del bucle de control de corriente del generador638también se proporciona como entrada al bucle de control de potencia602.Por lo tanto, la salida del bucle de control de corriente del generador638se utiliza para controlar la velocidad del cigüeñal del motor mediante el bucle de control de potencia602.La velocidad del cigüeñal del motor puede detectarse para proporcionar la velocidad detectada del cigüeñal632como realimentación al regulador PID de velocidad636.
Por lo tanto, las realizaciones ilustrativas proporcionan un volante de inercia de motor generador de electricidad con control de par activo. Las realizaciones ilustrativas pueden utilizarse para sustituir un volante de inercia tradicional por un motor generador eléctrico activo que puede utilizarse para arrancar un motor, así como para extraer potencia en forma de energía eléctrica. El generador de volante de inercia puede incluir un estator estacionario y un rotor giratorio de materiales magnéticos, hierro, acero y equivalentes. El rotor puede estar diseñado para ponderar su ligereza. El control activo del par del volante de inercia puede emplearse para extraer la máxima energía eléctrica en los puntos de funcionamiento deseados, asegurando al mismo tiempo suficiente energía rotacional en el motor para mantener el funcionamiento alternativo del motor.
Una o varias de las realizaciones ilustrativas proporcionan una capacidad de generación de energía eléctrica incorporada a partir de un motor de combustión interna con un peso mínimo del volante de inercia y sin transmisión mecánica ni engranajes. Las realizaciones ilustrativas eliminan la necesidad de una transmisión mecánica montada en el motor y engranajes para la generación de energía eléctrica. Las realizaciones ilustrativas pueden utilizarse para proporcionar generación de energía eléctrica a partir de motores alternativos de combustión interna con un peso ligero y una alta fiabilidad. Las realizaciones ilustrativas son capaces de extraer energía eléctrica y mecánica al mismo tiempo. Las realizaciones ilustrativas pueden proporcionar un volante de inercia de motor más ligero para reducir el peso del motor de un generador. Las realizaciones ilustrativas también pueden eliminar la necesidad de un motor de arranque y alternadores montados en el motor, simplificando así el diseño del motor.
Pasando ahora a laFigura 7,se representa una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento de datos de acuerdo con una realización ilustrativa. En este ejemplo, el sistema de procesamiento de datos 700 es un ejemplo de una implementación de un sistema de procesamiento de datos en el que se puede implementar el controlador de sistema 156 de la Figura 1.
En este ejemplo ilustrativo, el sistema de procesamiento de datos 700 incluye el tejido de comunicaciones 702. El tejido de comunicaciones 702 proporciona comunicaciones entre la unidad procesadora704,la memoria706,el almacenamiento persistente708,la unidad de comunicaciones710,la unidad de entrada/salida712,y la pantalla714.Memoria706,almacenamiento persistente708,unidad de comunicaciones710,unidad de entrada/salida712,y pantalla714son ejemplos de recursos accesibles por la unidad procesadora704a través del tejido de comunicaciones702.
La unidad procesadora704sirve para ejecutar instrucciones para el software que puede cargarse en la memoria706.La unidad procesadora704puede ser un número de procesadores, un núcleo multiprocesador o algún otro tipo de procesador, dependiendo de la implementación concreta. Además, la unidad procesadora704puede implementarse utilizando una serie de sistemas de procesadores heterogéneos en los que esté presente un procesador principal con procesadores secundarios en un único chip. Como otro ejemplo ilustrativo, la unidad procesadora704puede ser un sistema multiprocesador simétrico que contenga varios procesadores del mismo tipo.
La memoria706y el almacenamiento persistente708son ejemplos de dispositivos de almacenamiento716.Un dispositivo de almacenamiento es cualquier pieza de hardware capaz de almacenar información como, por ejemplo, sin limitación, datos, código de programa en forma funcional y/u otra información adecuada de forma temporal y/o permanente. Los dispositivos de almacenamiento716también pueden denominarse dispositivos de almacenamiento legibles por ordenador en estos ejemplos. La memoria706,en estos ejemplos, puede ser, por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio o cualquier otro dispositivo de almacenamiento volátil o no volátil adecuado. El almacenamiento persistente708puede adoptar diversas formas, dependiendo de la implementación concreta.
Por ejemplo, el almacenamiento persistente708puede contener uno o más componentes o dispositivos. Por ejemplo, el almacenamiento persistente708puede ser un disco duro, una memoria flash, un disco óptico regrabable, una cinta magnética regrabable o alguna combinación de los anteriores. Los soportes utilizados por el almacenamiento persistente708también pueden ser extraíbles. Por ejemplo, puede utilizarse un disco duro extraíble para el almacenamiento persistente708.
La unidad de comunicaciones710,en estos ejemplos, proporciona comunicaciones con otros sistemas o dispositivos de procesamiento de datos. En estos ejemplos, la unidad de comunicaciones710es una tarjeta de interfaz de red. La unidad de comunicaciones710puede proporcionar comunicaciones mediante el uso de una o ambas conexiones de comunicaciones físicas e inalámbricas.
La unidad de entrada/salida712permite la entrada y salida de datos con otros dispositivos que puedan estar conectados al sistema de procesamiento de datos700.Por ejemplo, la unidad de entrada/salida712puede proporcionar una conexión para la entrada del usuario a través de un teclado, un ratón y/o algún otro dispositivo de entrada adecuado. Además, la unidad de entrada/salida712puede enviar la salida a una impresora. Mostrar714proporciona un mecanismo para mostrar información a un usuario.
Las instrucciones para el sistema operativo, las aplicaciones y/o los programas pueden estar ubicados en dispositivos de almacenamiento716,que están en comunicación con la unidad procesadora704a través del tejido de comunicaciones702.En estos ejemplos ilustrativos, las instrucciones se encuentran de forma funcional en el almacenamiento persistente708.Estas instrucciones pueden cargarse en la memoria706para ser ejecutadas por la unidad procesadora704.Los procesos de las distintas realizaciones pueden ser ejecutados por la unidad procesadora704mediante instrucciones implementadas por ordenador, que pueden estar ubicadas en una memoria, como la memoria706.
Estas instrucciones se denominan instrucciones de programa, código de programa, código de programa utilizable por ordenador o código de programa legible por ordenador que puede leer y ejecutar un procesador de la unidad procesadora704.El código de programa en las diferentes realizaciones puede estar plasmado en diferentes medios de almacenamiento físicos o legibles por ordenador, como la memoria706o el almacenamiento persistente708.
El código de programa718se encuentra en una forma funcional en un soporte legible por ordenador720que es extraíble selectivamente y puede cargarse o transferirse al sistema de procesamiento de datos700para su ejecución por la unidad procesadora704.El código de programa718y los medios legibles por ordenador720forman el producto de programa informático722en estos ejemplos. En un ejemplo, los medios legibles por ordenador720pueden ser medios de almacenamiento legibles por ordenador724o medios de señalización legibles por ordenador726.
Los medios de almacenamiento legibles por ordenador724pueden incluir, por ejemplo, un disco óptico o magnético que se inserta o se coloca en una unidad u otro dispositivo que forme parte del almacenamiento persistente708para transferirlo a un dispositivo de almacenamiento, como un disco duro, que forme parte del almacenamiento persistente708.Los medios de almacenamiento legibles por ordenador724también pueden adoptar la forma de un almacenamiento persistente, como un disco duro, una memoria USB o una memoria flash, que esté conectado al sistema de procesamiento de datos700.En algunos casos, los medios de almacenamiento legibles por ordenador724pueden no ser extraíbles del sistema de procesamiento de datos700.
En estos ejemplos, el medio de almacenamiento legible por ordenador724es un dispositivo de almacenamiento físico o tangible utilizado para almacenar código de programa718en lugar de un medio que propague o transmita código de programa718.Los medios de almacenamiento legibles por ordenador724también se denominan dispositivos de almacenamiento tangibles legibles por ordenador o dispositivos de almacenamiento físicos legibles por ordenador. En otras palabras, el soporte de almacenamiento legible por ordenador724es un soporte que puede ser tocado por una persona.
Alternativamente, el código de programa718puede transferirse al sistema de procesamiento de datos700utilizando medios de señalización legibles por ordenador726.Los medios de señal legibles por ordenador726pueden ser, por ejemplo, una señal de datos propagada que contenga código de programa718.Por ejemplo, los medios de señal legibles por ordenador726pueden ser una señal electromagnética, una señal óptica o cualquier otro tipo de señal adecuada. Estas señales pueden transmitirse a través de enlaces de comunicaciones, como enlaces de comunicaciones inalámbricas, cable de fibra óptica, cable coaxial, un alambre o cualquier otro tipo adecuado de conexión de comunicaciones. En otras palabras, el enlace de comunicaciones o la conexión puede ser física o inalámbrica en los ejemplos ilustrativos.
En algunas realizaciones ilustrativas, el código de programa718puede descargarse a través de una red al almacenamiento persistente708desde otro dispositivo o sistema de procesamiento de datos a través de medios de señal legibles por ordenador726para su uso dentro del sistema de procesamiento de datos700.Por ejemplo, el código de programa almacenado en un medio de almacenamiento legible por ordenador en un sistema de procesamiento de datos servidor puede descargarse a través de una red desde el servidor al sistema de procesamiento de datos700.El sistema de procesamiento de datos que proporciona el código de programa718puede ser un ordenador servidor, un ordenador cliente o algún otro dispositivo capaz de almacenar y transmitir el código de programa718.
Los diferentes componentes ilustrados para el sistema de procesamiento de datos700no pretenden proporcionar limitaciones arquitectónicas a la forma en que pueden implementarse las diferentes realizaciones. Las diferentes realizaciones ilustrativas pueden implementarse en un sistema de procesamiento de datos que incluya componentes adicionales y/o en lugar de los ilustrados para el sistema de procesamiento de datos700.Otros componentes mostrados en laFigura 7pueden variar con respecto a los ejemplos ilustrativos mostrados. Las diferentes realizaciones pueden implementarse utilizando cualquier dispositivo de hardware o sistema capaz de ejecutar código de programa. Como un ejemplo, el sistema de procesamiento de datos700puede incluir componentes orgánicos integrados con componentes inorgánicos y/o puede estar compuesto enteramente de componentes orgánicos excluyendo a un ser humano. Por ejemplo, un dispositivo de almacenamiento puede estar compuesto por un semiconductor orgánico.
En otro ejemplo ilustrativo, la unidad procesadora704puede adoptar la forma de una unidad de hardware que dispone de circuitos fabricados o configurados para un uso particular. Este tipo de hardware puede realizar operaciones sin necesidad de que el código del programa se cargue en una memoria desde un dispositivo de almacenamiento para ser configurado para realizar las operaciones.
Por ejemplo, cuando la unidad procesadora704adopta la forma de una unidad de hardware, la unidad procesadora704puede ser un sistema de circuitos, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), un dispositivo lógico programable o algún otro tipo adecuado de hardware configurado para realizar una serie de operaciones. Con un dispositivo lógico programable, el dispositivo está configurado para realizar el número de operaciones. El dispositivo puede reconfigurarse en un momento posterior o puede configurarse permanentemente para realizar el número de operaciones. Entre los ejemplos de dispositivos lógicos programables se incluyen, por ejemplo, una matriz lógica programable, una matriz lógica programable, una matriz lógica programable de campo, una matriz de puertas programables de campo y otros dispositivos de hardware adecuados. Con este tipo de implementación, el código de programa718puede omitirse, ya que los procesos de las diferentes realizaciones se implementan en una unidad de hardware.
En otro ejemplo ilustrativo más, la unidad procesadora704puede implementarse utilizando una combinación de procesadores que se encuentran en ordenadores y unidades de hardware. La unidad procesadora704puede tener varias unidades de hardware y varios procesadores configurados para ejecutar el código de programa718.En este ejemplo representado, algunos de los procesos pueden implementarse en el número de unidades de hardware, mientras que otros procesos pueden implementarse en el número de procesadores.
En otro ejemplo, puede utilizarse un sistema de bus para implementar el tejido de comunicaciones702y puede estar compuesto por uno o más buses, como un bus de sistema o un bus de entrada/salida. Por supuesto, el sistema de bus puede implementarse utilizando cualquier tipo adecuado de arquitectura que proporcione una transferencia de datos entre diferentes componentes o dispositivos conectados al sistema de bus.
Además, la unidad de comunicaciones710puede incluir una serie de dispositivos que transmiten datos, reciben datos o transmiten y reciben datos. La unidad de comunicaciones710puede ser, por ejemplo, un módem o un adaptador de red, dos adaptadores de red o alguna combinación de los mismos. Además, una memoria puede ser, por ejemplo, la memoria706,o una memoria caché, como la que se encuentra en un cubo controlador de interfaz y memoria que puede estar presente en el tejido de comunicaciones702.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato que comprende:
un generador de volante de inercia (116) que comprende; un volante de inercia (120) fijado a un cigüeñal (112) de un motor (108) de forma que un eje de rotación del volante de inercia (120) esté alineado con un eje de rotación del cigüeñal (112); y
un generador eléctrico que incluye un rotor (122) fijado al volante de inercia (120) de tal manera que un eje de rotación del rotor (122) está alineado con el eje de rotación del volante de inercia (120); y un estator (124) colocado con respecto al rotor (122), el generador eléctrico (126) para generar energía eléctrica (140) cuando el rotor (122) es girado por el cigüeñal (112);
el aparato comprende además un bus de energía eléctrica (150) que comprende una carga eléctrica (142), y una fuente (148);
una toma de fuerza eléctrica (139), en la que el generador eléctrico (126) del generador de volante de inercia (116) está configurado para suministrar una corriente alterna a la toma de fuerza eléctrica (139);
un convertidor de potencia (144), separado del generador eléctrico, conectado al bus de energía eléctrica, configurado para convertir la energía eléctrica (140) de la toma de energía eléctrica (139) en energía eléctrica apropiada para la carga eléctrica (142), el convertidor de potencia (144) incluyendo un inversor (146) configurado para convertir la energía eléctrica de la fuente (148) en energía eléctrica apropiada (140) para su aplicación al generador eléctrico para controlar el par aplicado al cigüeñal, el inversor (146) configurado además para proporcionar la energía eléctrica (140) al generador eléctrico (126) para arrancar el motor (108); y
un controlador de potencia eléctrica (152) configurado para conmutar el convertidor de potencia (144) entre el suministro de potencia eléctrica (140) a la carga eléctrica (142) y el estirado de potencia eléctrica (140) de la fuente (148).
2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el rotor (122) está colocado alrededor del estator (124).
3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 comprende además una estructura de refrigeración (130) configurada para producir un flujo de aire (132) a través del generador eléctrico (126) cuando la estructura de refrigeración (130) gira, en donde un eje de rotación de la estructura de refrigeración (130) está alineado con el eje de rotación del cigüeñal (112).
4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la estructura de refrigeración (130) está unida al rotor (122).
5. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, comprende además un controlador (156) configurado para controlar el motor (108) y una corriente eléctrica (128) en el generador eléctrico (126).
6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el controlador (156) está configurado para controlar la corriente eléctrica (128) en el generador eléctrico (126) para hacer girar el cigüeñal (112) para arrancar el motor (108).
7. Un método para controlar un sistema de potencia (100), que comprende:
fijar un volante de inercia (120) a un cigüeñal (112) de un motor (108) de forma que un eje de rotación del volante de inercia (120) esté alineado con un eje de rotación del cigüeñal (112);
fijar un rotor (122) al volanete de inercia (120) de forma que un eje de rotación del rotor (122) esté alineado con el eje de rotación del volante de inercia (120);
colocar un estator (124) con respecto al rotor (122) de manera que el rotor (122) y el estator (124) formen juntos un generador eléctrico (126) para generar energía eléctrica (140) cuando el rotor (122) es girado por el cigüeñal (112); controlar una corriente eléctrica (128) en el generador eléctrico (126) para controlar la potencia mecánica (136) proporcionada por el cigüeñal (112) cuando el motor (108) está en marcha;
el generador eléctrico (126) suministra una corriente alterna desde el generador eléctrico (126) a una toma de fuerza eléctrica (139);
un convertidor de potencia (144), separado del generador eléctrico, y conectado a un bus de potencia eléctrica (150), el bus de potencia eléctrica que comprende una carga eléctrica (142) y una fuente (148), el convertidor de potencia que convierte la potencia eléctrica (140) de la toma de potencia eléctrica (139) en potencia eléctrica apropiada para la carga eléctrica (142), el convertidor de potencia (144) que incluye un inversor (146) que convierte la potencia eléctrica de la fuente (148) en potencia eléctrica apropiada (140) para su aplicación al generador eléctrico para controlar el par aplicado al cigüeñal, el inversor (146) configurado para proporcionar la potencia eléctrica (140) al generador eléctrico (126) para arrancar el motor (108); y
un controlador de potencia eléctrica (152) que conmuta el convertidor de potencia (144) entre el suministro de potencia eléctrica (140) a la carga eléctrica (142) y el estirado de potencia eléctrica (140) de la fuente (148).
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además controlar la corriente eléctrica (128) en el generador eléctrico (126) para hacer girar el cigüeñal (112) para arrancar el motor (108).
9. El método de acudo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, que comprende además controlar el motor (108) para controlar la potencia mecánica (136) proporcionada por el cigüeñal (112) y la potencia eléctrica (140) proporcionada por el generador eléctrico (126) .
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde controlar el motor (108) comprende controlar la inyección de combustible (180) al motor (108).
11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 comprende además controlar el motor (108) y la corriente eléctrica (128) en el generador eléctrico (126) para controlar las emisiones del motor (108).
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9764837B2 (en) * 2014-11-14 2017-09-19 Top Flight Technologies, Inc. Micro hybrid generator system drone
US10144527B2 (en) * 2015-03-25 2018-12-04 Skyfront Corp. Flight controller with generator control
CN106870235A (zh) * 2017-03-22 2017-06-20 西安天问智能科技有限公司 油动飞行器启动发电一体化装置及旋翼飞行器
WO2019069211A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-11 The Board Of Trustees Of Western Michigan University TORQUE SENSOR FOR MOTORS
US11015480B2 (en) 2018-08-21 2021-05-25 General Electric Company Feed forward load sensing for hybrid electric systems
US11332256B2 (en) 2018-08-21 2022-05-17 General Electric Company Fault tolerant hybrid electric propulsion system for an aerial vehicle
CN109017262B (zh) 2018-08-31 2024-05-14 精进电动科技股份有限公司 一种发动机和电机总成和一种车辆驱动装置
CN112297815A (zh) * 2019-07-29 2021-02-02 丰疆智能科技股份有限公司 集成动力装置和混合动力***及其装配方法

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1463958A (en) * 1920-03-25 1923-08-07 Delco Light Co Magneto ignition system
US3497706A (en) * 1966-02-25 1970-02-24 Mcculloch Corp Electrical starter system for gasoline engines
US3405293A (en) * 1966-04-19 1968-10-08 Mcculloch Corp Electrical starter for gasoline engines
DE2823225A1 (de) * 1978-05-27 1979-11-29 Erhard Lauster Entwicklungen G Hybridantriebsvorrichtung fuer kraftfahrzeuge
DE3048972C2 (de) * 1980-12-24 1995-01-26 Luk Lamellen & Kupplungsbau Antriebseinheit
JPS6161926A (ja) * 1984-08-31 1986-03-29 Mazda Motor Corp エンジンのトルク変動制御装置
JPH0612073B2 (ja) * 1984-09-01 1994-02-16 マツダ株式会社 エンジンのトルク変動制御装置
IT8423590V0 (it) * 1984-10-23 1984-10-23 Stabilimenti Meccanici Vm Spa Gruppo motore a combustione interna con generatore elettrico.
US4695261A (en) * 1985-07-03 1987-09-22 Outboard Marine Corporation Marine propulsion engine voltage generator arrangement
US4859886A (en) * 1986-02-28 1989-08-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Portable engine-operated electric generator
US4946526A (en) 1987-10-29 1990-08-07 Ltv Aerospace And Defense Company Method for compression molding of laminated panels
JPH01190922A (ja) * 1988-01-27 1989-08-01 Hitachi Ltd 内燃機関のトルク制御装置
JPH026107A (ja) 1988-06-27 1990-01-10 Agency Of Ind Science & Technol 繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱、硬化方法
DE4133059A1 (de) * 1991-10-04 1993-04-08 Mannesmann Ag Antriebsanordnung fuer ein kraftfahrzeug
DE4318949C2 (de) * 1993-02-19 1999-03-18 Mannesmann Ag Elektrische Maschine mit mindestens einer Kupplung
JP3019682B2 (ja) * 1993-09-17 2000-03-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車における発電制御方法
DE9321005U1 (de) * 1993-12-11 1995-08-17 Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator
US5582069A (en) * 1994-05-16 1996-12-10 Eaton Corporation Engine accessory torque and engine deceleration rate determination method/system
DE19532164A1 (de) * 1995-08-31 1997-03-06 Clouth Gummiwerke Ag Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Betreiben desselben
EP0781680B1 (en) * 1995-12-27 2002-06-12 Denso Corporation Power source control apparatus for hybrid vehicles
US6052638A (en) 1998-02-20 2000-04-18 Eaton Corporation Engine flywheel torque control
JPH11275809A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Suzuki Motor Corp エンジン発電機
EP1055545B1 (en) * 1999-05-26 2004-01-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle with fuel cells incorporated therein and method of controlling the same
DE19927261B4 (de) * 1999-06-15 2004-08-19 Zf Sachs Ag Antriebssystem
EP1125781B1 (en) * 2000-01-24 2004-03-24 Hino Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle
JP3918441B2 (ja) * 2001-02-15 2007-05-23 国産電機株式会社 内燃機関の加減速検出装置
US6699081B1 (en) * 2003-01-16 2004-03-02 Brunswick Corporation Marine propulsion device with a switched reluctance starter motor and generator system
JP4246517B2 (ja) * 2003-02-17 2009-04-02 富士重工業株式会社 エンジン発電機
JP2005009474A (ja) * 2003-05-26 2005-01-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびその制御方法
US7518344B2 (en) * 2003-06-13 2009-04-14 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method and damping device for damping a torsional vibration in a rotating drivetrain
US7126234B2 (en) * 2003-11-25 2006-10-24 Guo Xiang Fan Multi-functional power source
CN2738461Y (zh) * 2004-11-08 2005-11-02 重庆宗申技术开发研究有限公司 一种大功率发电机组
JP4341611B2 (ja) * 2005-11-09 2009-10-07 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のエンジン再始動制御装置
DE102007050114A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung eines Fahrzeugs, Hybridantriebsvorrichtung
DE102008000579A1 (de) * 2008-03-10 2009-09-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Anordnung zur Ansteuerung eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb
DE102010047187A1 (de) * 2010-09-30 2012-04-05 Volkswagen Ag Antriebsanordnung eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zum Betrieb einer Elektromaschine in einem Hybridfahrzeug
US10000026B2 (en) 2011-04-08 2018-06-19 The Boeing Company Composite induction consolidation apparatus and method
US9174637B2 (en) * 2013-08-13 2015-11-03 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for torque control

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