具有主動扭矩控制的發電式發動機飛輪的製作方法

2023-07-25 11:29:01

具有主動扭矩控制的發電式發動機飛輪的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有主動扭矩控制的發電式發動機飛輪。一種用於控制動力系統的系統和方法。轉子被附接至發動機曲軸。定子相對於轉子定位以使轉子和定子一起形成用於在轉子旋轉時發電的發電機。發電機中電流被控制從而控制在發動機運行時由曲軸提供的機械動力。
【專利說明】具有主動扭矩控制的發電式發動機飛輪

【技術領域】
[0001] 本公開一般涉及用於往復發動機的飛輪、用於這種發動機的起動器和可以由這種 發動機驅動的發電機。更特別地，本公開涉及也可以充當發電機和用於發動機的起動器的 飛輪設備，以及用於控制包括這種飛輪發電機的動力系統的系統和方法。

【背景技術】
[0002] 飛輪是用來存儲旋轉能量的旋轉機械裝置。飛輪可以用來在能量源不連續的系統 中提供連續能量。在這種情況下，飛輪在扭矩由能量源施加時存儲能量，並且飛輪在能量源 不施加扭矩至飛輪時釋放已存儲的能量。
[0003] 例如，飛輪可以被安裝在往復發動機的曲軸上從而維持曲軸的恆定角速度。曲軸 是將往複線性活塞運動變換成旋轉的發動機零件。在此情況下，當扭矩由點火活塞施加在 曲軸上時飛輪存儲能量。當沒有活塞在曲軸上施加扭矩時，飛輪釋放能量至連接曲軸的機 械負載。
[0004] 起動器是用於旋轉內燃發動機以便在其自己的動力下起動發動機運轉的裝置。例 如，電起動器馬達可以用作汽油和柴油內燃發動機的起動器。電起動器馬達可以是電動機， 其上帶有起動器螺線管。當自起動電池的電流被施加至螺線管時，螺線管可以接合槓桿，該 槓桿將起動器馬達的傳動軸上的驅動小齒輪推出，並將該小齒輪與發動機飛輪上的起動器 環形齒輪嚙合。螺線管也閉合起動器馬達的電流接觸，其開始轉動。一旦發動機起動，螺線 管組件中的彈簧可以拉動小齒輪遠離環形齒輪，並且起動器馬達停止。
[0005] 內燃發動機可以用來驅動用於發電的發電機。發電機可以用帶有多個齒輪的機械 傳輸裝置連接至發動機曲軸。
[0006] 具有考慮上述問題中的一個或多個以及可能的其他問題的方法和設備是有利的。


【發明內容】

[0007] 本公開的圖解實施例提供包括飛輪、轉子和定子的設備。飛輪經配置被附接至發 動機曲軸以使飛輪的旋轉軸線與曲軸的旋轉軸線對齊。轉子經配置被附接至飛輪以使轉子 的旋轉軸線與飛輪的旋轉軸線對齊。定子相對於轉子定位成使轉子和定子一起形成用於在 轉子旋轉時發電的發電機。
[0008] 本公開的另一圖解實施例提供用於控制動力系統的方法。轉子被附接至發動機曲 軸。定子相對於轉子定位以使轉子和定子一起形成用於在轉子旋轉時發電的發電機。發電 機中電流被控制從而控制在發動機運行時由曲軸提供的機械動力。
[0009] 本公開的另一圖解實施例提供包括轉子、定子和控制器的設備。轉子經配置被附 接至內燃發動機曲軸。定子相對於轉子定位以使轉子和定子一起形成用於在轉子旋轉時發 電的發電機。控制器經配置控制發電機中電流從而控制在發動機運行時由發動機提供的機 械動力。
[0010] 特徵、功能和益處可以在本公開的各種實施例中獨立實現，或可以在更其他實施 例中組合實現，其中進一步詳情參考以下描述和附圖可見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖解實施例特性的被認為新穎的特徵在附加權利要求中闡述。然而圖解實施例和 優選使用模式、進一步目標及其特徵在連同附圖閱讀時參考本公開的圖解實施例的以下詳 細描述將被最優理解，在該附圖中：
[0012] 圖1是根據圖解實施例的包括飛輪發電機的動力系統的框圖的圖解；
[0013] 圖2是根據圖解實施例的包括多個飛輪發電機的動力系統的框圖的圖解；
[0014] 圖3是根據圖解實施例的飛輪發電機的分解透視圖的圖解；
[0015] 圖4是根據圖解實施例的沿被附接至發動機的飛輪發電機的旋轉軸線截取的端 視圖的圖解；
[0016] 圖5是根據圖解實施例的如沿圖4的直線5-5截取的被附接至發動機的飛輪發電 機的側視圖的圖解；
[0017] 圖6是根據圖解實施例的用於包括飛輪發電機的動力系統的控制系統的框圖的 圖解；以及
[0018] 圖7是根據圖解實施例的數據處理系統的框圖的圖解。

【具體實施方式】
[0019] 不同圖解實施例認識到並考慮多個不同因素。如在此針對條目使用的"多個"意 指一個或更多條目。例如"多個不同因素"意思是一個或多個不同因素。
[0020] 不同圖解實施例認識到並考慮被附接至發動機曲軸的常規飛輪可以相對重。重 飛輪增加發動機安裝在其中的交通工具的重量，並由此可以降低交通工具發動機的運轉效 率。因此較輕飛輪是希望的。
[0021] 不同圖解實施例也認識到並考慮現有起動器馬達和發電機經常經各種機械傳輸 結構和齒輪傳動連接到發動機。這些機械結構可以向發動機和發電系統增加複雜性和重 量。消除或減少這樣的複雜性和重量是希望的。
[0022] 因此圖解實施例提供包括主動控制發電馬達的飛輪發電機。根據圖解實施例，飛 輪發電機可以替代用於發動機的傳統飛輪，並可以用於起動發動機和以電能形式移除動 力。
[0023] 根據圖解實施例的飛輪發電機可以包括磁體、鐵、鋼和等效材料的靜止定子和旋 轉轉子。轉子可以為輕量設計。主動飛輪扭矩控制可以用來在希望運轉點取得最大電能， 同時確保發動機中充足旋轉能量從而維持往復發動機運轉。
[0024] 現在轉到圖1，根據圖解實施例示出包括飛輪發電機的動力系統的框圖的圖解。動 力系統100經配置生成機械動力和電力。
[0025] 動力系統100可以經配置為交通工具102提供機械動力和電力。交通工具102可 以包括可以為通過任何類型介質或介質組合配置移動的任何類型交通工具。例如但非限制 地，交通工具102可以包括飛行器、水面船、潛艇、火車機車、公共汽車、機動車或任何其他 類型交通工具。
[0026] 例如但非限制地，交通工具102可以是混合動力交通工具104。混合動力交通工 具104可以包括使用兩個或更多個不同動力源移動交通工具的任何交通工具。特別地，混 合動力交通工具104可以是使用內燃發動機與一個或多個電動機提供動力從而移動交通 工具的混合動力電動交通工具。
[0027] 交通工具102可以是動力系統100為其提供機械動力和電力的平臺106的示例。 動力系統100可以經配置為除交通工具102外的平臺106提供動力。平臺106可以包括可 以由動力系統100為其提供動力的任何固定或移動平臺。
[0028] 動力系統100可以包括發動機108。發動機108可以是內燃發動機110。例如但非 限制地，發動機108可以是柴油發動機、汽油發動機或使用任何燃料或燃料組合的發動機。 在任何情況下，發動機108可以是往復發動機。在往復發動機中，由發動機提供的機械動力 是脈衝的而不是連續的。
[0029] 發動機108可以包括曲軸112。曲軸112是將發動機108中往複線性活塞運動轉 換成旋轉運動的發動機108的部件。曲軸112可以繞軸線114旋轉。軸線114可以稱為曲 軸112的旋轉軸線。
[0030] 動力系統100也可以包括飛輪發電機116。飛輪發電機116可以包括飛輪120、轉 子122和定子124。
[0031] 飛輪120可以經配置被附接至發動機108的曲軸112。飛輪120也可以用任何適 當方式被附接至曲軸112,以使飛輪120由曲軸112的旋轉而旋轉。飛輪120可以由任何適 當材料製作並可以具有任何適當大小。根據圖解實施例，飛輪120可以比在相似應用中用 於和發動機108相似的發動機的常規飛輪更輕。
[0032] 轉子122也可以經配置被附接至發動機108的曲軸112。轉子122可以用任何適 當方式被附接至曲軸112,以使通過曲軸112的旋轉來旋轉轉子12。例如但非限制地，轉子 122可以被附接至飛輪120,飛輪120進而被附接至曲軸112。
[0033] 定子124可以用任何適當方式相對於轉子122定位，以使定子124和轉子122 - 起形成發電機126。例如但非限制地，轉子122可以被定位成圍繞定子124。定子124和轉 子122可以用任何適當形式實施，並且任何適當材料可以用來形成發電機126。例如但非限 制地，定子124和轉子122可以使用磁體和繞組的任何組合實施發電機126。
[0034] 發電機126可以經配置在轉子122旋轉時產生電流128。發電機126也可以經配 置作為電動機運轉。例如轉子122可以通過向發電機126提供電流128來旋轉。由發電機 126施加到轉子122的旋轉力可以通過控制發電機126中的電流128而被控制。
[0035] 飛輪發電機116可以包括冷卻結構130。冷卻結構130可以包括用於冷卻發電機 126的任何適當結構。例如冷卻結構130可以經配置增加通過發電機126的空氣流動132。 冷卻結構130可以用任何適當方式被附接至發動機108的曲軸112,以使冷卻結構130由曲 軸112的旋轉來旋轉。例如但非限制地，冷卻結構130可以被附接至轉子122。在該示例中 冷卻結構130可以經配置以使在轉子122旋轉時，通過發電機126的空氣流動132增加從 而冷卻發電機126。
[0036] 飛輪120、轉子122和冷卻結構130可以連接在一起並且經配置一起繞公共軸線 133旋轉。因此軸線133可以稱為飛輪120的旋轉軸線、轉子122的旋轉軸線、冷卻結構130 的旋轉軸線、發電機126的軸線和飛輪發電機116的軸線。飛輪發電機116可以被附接至 曲軸122以使飛輪發電機116的軸線133與曲軸112的軸線114對齊。例如但非限制地， 飛輪發電機116可以被直接附接至曲軸112,以使曲軸112的旋轉使飛輪120、轉子122和 冷卻結構130轉動，反之亦然，且在曲軸112和飛輪發電機116之間沒有任何機械傳輸部件 或齒輪。
[0037] 機械動力輸出134可以包括用於從動力系統100向機械負載138提供機械動力 136的任何適當結構。機械動力輸出134可以用任何適當方式機械連接到曲軸112。例如 但非限制地，機械動力輸出134可以機械連接到飛輪發電機116的旋轉部件例如飛輪120。
[0038] 電力輸出139可以包括用於從飛輪發電機116抽取電力140並用於向飛輪發電機 116供電的任何適當結構。例如但非限制地，電力輸出139可以包括連接到發電機126以 便將電流128傳導到發電機126和從發電機傳導的多條導線。電力輸出139可以連接到發 電機126的轉子122或定子124。例如發電機126可以經配置響應於轉子122旋轉在定子 124中產生電流128。在該示例中電力輸出139可以連接到發電機126的定子124。電刷或 另一適當結構或結構組合可以用來將電力輸出139連接到發電機126的轉子122。
[0039] 飛輪發電機116可以經配置在電力輸出139上提供交流（AC)電140。例如發電機 126可以經配置提供單相或多相AC電。例如但非限制地，飛輪發電機116可以在電力輸出 139上提供三相電140。
[0040] 自飛輪發電機116的電力140可以向電氣負載142提供。例如，電力140可以從 飛輪發電機116經功率變換器144向電氣負載142提供。功率變換器144可以包括用於將 電力輸出139上的電力140變換成適於電氣負載142的電力的任何適當裝置或裝置組合。 例如但非限制地，功率變換器144可以經配置將電力輸出139上的AC電變換成用於電氣負 載142的直流（DC)電。
[0041] 功率變換器144可以包括逆變器146。逆變器146可以經配置將自源148的電力 變換成可以施加到發電機126的適當電力140,從而控制由飛輪發電機116施加到曲軸112 的扭矩。例如但非限制地，逆變器146可以經控制向發電機126提供適當電力140從而起 動發動機108。
[0042] 源148可以是電力140的任何適當來源。例如但非限制地，源148可以是電池、電 力線或電力140的任何其他一個來源或更多個來源組合。
[0043] 電氣負載142可以由電力總線150連接到功率變換器144。源148也可以由電力 總線150連接到功率變換器144。因此功率變換器144可以經配置按需要向電力總線150 提供電力140,並從電力總線150抽取電力140。
[0044] 功率變換器144可以由電力控制器152控制。電力控制器152可以包括可以經配 置控制功率變換器144從而控制向電力總線150提供或從其抽取的電力140量的任何適當 控制裝置或系統。電力控制器152可以經配置使得功率變換器144在向電氣負載142提供 電力140和從電源148抽取電力140之間切換。例如但非限制地，開關154可以通過由電 力控制器152控制的功率變換器144中的切換裝置實施。
[0045] 由動力系統100提供的機械動力136和由動力系統100提供或抽取的電力140可 以由系統控制器156控制。例如系統控制器156可以經配置響應於外部命令158控制動力 系統100。系統控制器156可以經配置以任何適當形式從動力系統100外部接收作為信號 的外部命令158。
[0046] 例如但非限制地，外部命令158可以包括起動命令160、停止命令162、機械動力命 令164、電力命令166或可以源於動力系統100外的任何其他適當命令或命令組合。起動命 令160可以表示發動機108有待起動。停止命令162可以表示發動機108有待停止。機械 動力命令164可以識別從動力系統100要求的和有待由動力系統100提供的機械動力136 的量。電力命令166可以識別從動力系統100要求的和有待由動力系統100提供的電力 140的量。
[0047] 系統控制器156可以經配置響應於外部命令158提供適當扭矩控制168。扭矩控 制168可以由電力控制170和發動機控制172實施。電力控制170和發動機控制172的過 程可以被集成從而提供扭矩控制168。
[0048] 電力控制170可以經配置控制發電機126中的電流128。例如發電機126中的電 流128可以通過控制功率變換器144的運轉來控制。在此情況下，電力控制170可以包括 從系統控制器156提供適當電力控制信號174至電力控制器152,從而以適當方式控制功率 變換器144的運轉。
[0049] 系統控制器156可以使用適當電力反饋信號176用於電力控制170。例如電力反 饋信號176可以從功率變換器144或任何其他適當位置或位置組合以任何適當方式和形式 向系統控制器156提供。
[0050] 發動機控制172可以經配置控制發動機108運轉。例如發動機控制172可以經配 置控制發動機108運轉的速度或其他特性或特性組合。
[0051] 發動機控制172可以包括控制到發動機108的燃料流。到發動機108的燃料流可 以由發動機控制器178控制。例如發動機控制器178可以包括用於為發動機108控制燃料 噴射180的任何適當裝置或系統。可替換地，發動機控制器178可以經配置為發動機108 控制機械節氣門182。在此情況下發動機控制172可以包括從系統控制器156提供適當發 動機控制信號184至發動機控制器178,從而以適當方式控制發動機108運轉。
[0052] 系統控制器156可以經配置使用自發動機108的適當反饋信號和燃料表186,從 而為發動機控制172生成適當發動機控制信號184。例如速度傳感器188可以經配置提供 表示發動機108的速度190的反饋至系統控制器156。速度傳感器188可以包括用於提供 速度190的反饋至系統控制器156的任何適當系統或裝置。例如但非限制地，速度傳感器 188可以聯接至發動機108的曲軸112或發動機108或飛輪發電機116上任何其他適當位 置。
[0053] 系統控制器156可以經配置使用發動機起動邏輯191從而響應於接收起動命令 160起動發動機108。例如但非限制地，發動機起動邏輯191可以由系統控制器156用來生 成電力控制信號174和發動機控制信號184的適當序列，從而起動發動機108。
[0054] 系統控制器156可以經配置控制由發動機108的排放。例如系統控制器156可以 經配置使用排放模型192和自發動機108的適當反饋，從而以適當方式控制由發動機108 的排放。例如但非限制地，可以用於發動機108排放控制的反饋可以包括排放信息193、識 別發動機108的溫度194的反饋或任何其他適當反饋信息或反饋信息組合。排放信息193 可以由與發動機108關聯的任何適當排放傳感器195提供。發動機108的溫度194可以由 任何適當溫度傳感器196提供。溫度傳感器196可以定位在發動機108上任何適當位置。
[0055] 圖1的圖解不意味著暗示對其中不同圖解實施例可以實施的方式的物理或架構 限制。可以使用除圖解部件之外或替代圖解部件、或除圖解部件之外且替代圖解部件的其 他部件。在一些圖解實施例中一些部件可以是不必需的。同樣，呈現方框從而圖解一些功能 部件。在不同實施例中實施時這些方框中的一個或多個可以組合和/或劃分成不同方框。
[0056] 例如電力控制器152、發動機控制器178或該兩者的全部或部分可以實施為系統 控制器156的部分。
[0057] 現在轉到圖2,根據圖解實施例示出包括多個飛輪發電機的動力系統的框圖的圖 解。在該示例中動力系統200是圖1中動力系統100的一個實施方式的示例。
[0058] 動力系統200可以包括帶有曲軸204的發動機202。在該示例中發動機202可以 是圖1中發動機108的一個實施方式的不例。
[0059] 動力系統200也可以包括多個飛輪發電機。例如飛輪發電機206、飛輪發電機208 和飛輪發電機210可以被附接至發動機202的曲軸204。在該示例中飛輪發電機206、208 和210可以是圖1中飛輪發電機116的例子。飛輪發電機206、208和210可以用任何適當 方式被附接至曲軸204。飛輪發電機206、208和210可以基本相同或可以基本不同。根據 圖解實施例，多於或少於三個飛輪發電機可以被附接至發動機202。
[0060] 系統控制器211可以經配置控制動力系統200。在該示例中系統控制器211可以 是圖1中系統控制器156的一個實施方式的示例。例如系統控制器211可以經配置控制發 動機202與飛輪發電機206、208和210,從而控制由動力系統200提供的機械動力，並控制 由動力系統200提供到電力總線212和由動力系統200從電力總線212抽取的電力。
[0061] 現在轉到圖3,根據圖解實施例示出飛輪發電機的分解透視圖的圖解。在該示例 中，飛輪發電機300可以是圖1中飛輪發電機116的一個實施方式的不例。
[0062] 例如但非限制地，飛輪發電機300可以包括外殼302。外殼302可以經配置以任何 適當方式被附接至發動機。
[0063] 飛輪304可以經配置被附接至發動機曲軸。例如飛輪304可以經配置經外殼302 中孔徑305被附接至曲軸。
[0064] 冷卻結構306可以經配置被附接至飛輪304。例如冷卻結構306可以經配置具有 葉片307,或用於在冷卻結構306旋轉時增加通過飛輪發電機300的氣流的其他適當結構。
[0065] 轉子308可以被附接至冷卻結構306。因此在該示例中，轉子308、冷卻結構306和 飛輪304可以經配置在飛輪304由其被附接至的曲軸旋轉時一起繞相同的旋轉軸線旋轉。 [0066] 定子適配器310可以被附接至外殼302。定子312可以被附接至定子適配器310。 在該示例中，定子312可以經定位以使轉子308被定位成圍繞定子312。電力輸出314可以 被提供為從定子312抽取電力和向定子312提供電力。
[0067] 現在轉到圖4,根據圖解實施例示出沿被附接至發動機的飛輪發電機的旋轉軸線 取得的端視圖的圖解。在該示例中，飛輪發電機400包括圖3中飛輪發電機300的部件。因 此用於圖3中飛輪發電機300的各種部件的參考標記也用於飛輪發電機400。
[0068] 在該示例中飛輪發電機400被附接至發動機402。在該視圖中，飛輪發電機400的 飛輪304、包括葉片307的冷卻結構306和轉子308部分可見。也示出電力輸出314。
[0069] 現在轉到圖5,根據圖解實施例示出如沿圖4的直線5-5截取的被附接至發動機的 飛輪發電機的側視圖的圖解。在該圖中，飛輪發電機400的外殼302、定子適配器310、定子 312和轉子308部分可見。也示出機械動力輸出500相對於飛輪發電機400的位置。
[0070] 現在轉到圖6,根據圖解實施例示出用於包括飛輪發電機的動力系統的控制系統 的框圖的圖解。控制系統600可以是用於在圖1中系統控制器156中實施的動力系統100 的控制系統的一個實施的示例。控制系統600可以包括動力控制迴路602和速度控制迴路 604。
[0071] 至動力控制迴路602的輸入可以包括起動命令606、停止命令608和線路610上自 速度控制迴路604的輸出。起動命令606、停止命令608和線路610上自速度控制迴路604 的輸出可以在節點612與感測動力輸出614組合，並向燃料PID控制器616提供。燃料PID 控制器616的輸出可以用來控制發動機節氣門或燃料噴射618。
[0072] 發動機節氣門或燃料噴射618控制由發動機曲軸生成的動力以驅動發電機620產 生電力622。自發電機620的電力622可以向逆變器624提供。由發動機曲軸生成的電力 可以被感測，並在線上逆變器電力輸出估計626上與由逆變器624的電力輸出的估計組合， 從而向燃料PID控制器616提供作為反饋的感測電力輸出614。
[0073] 現在轉到速度控制迴路604,至速度控制迴路604的輸入可以包括線上速度命令 628。線上速度命令628可以由向逆變器624提供的發電命令630獲得。線上速度命令628 可以在節點634與感測曲軸速度632組合，並向速度PID控制器636提供。
[0074] 速度PID控制器636的輸出可以作為輸出向發電機電流控制迴路638提供，以便 控制逆變器624提供電力輸出640。發電機電流控制迴路638的輸出也作為輸入向電力控 制迴路602提供。因此發電機電流控制迴路638的輸出用來經電力控制迴路602控制發動 機曲軸的速度。發動機曲軸的速度可以經感測向速度PID控制器636提供作為反饋的感測 曲軸速度632。
[0075] 因此圖解實施例提供具有主動扭矩控制的發電機飛輪。圖解實施例可以用來替代 傳統飛輪，其具有可以用於起動發動機並移除以電能形式的動力的主動發電電動機。飛輪 發電機可以包括磁體、鐵、鋼和等效材料的靜止定子和旋轉轉子。轉子可以為輕量設計。主 動扭矩控制可以用來在希望運轉點取得最大能量，同時確保發動機中充足旋轉能量從而維 持往復發動機運轉。
[0076] 圖解實施例中的一個或多個提供用於從具有最輕量的飛輪並且無機械傳輸和齒 輪傳動的內燃發動機的嵌入式發電的能力。圖解實施例移除安裝機械傳輸和齒輪以便發電 的發動機的需要。圖解實施例可以用來提供從具有輕量和高可靠性的往復內燃發動機生成 的電力。圖解實施例能夠同時提取電能和機械能。圖解實施例可以為發電機的減小發動機 重量提供較輕量發動機飛輪。圖解實施例也消除安裝起動器和交流電機的發動機的需要， 由此簡化發動機設計。
[0077] 現在轉到圖7,根據圖解實施例示出數據處理系統的框圖的圖解。在該示例中，數 據處理系統700是圖1中系統控制器156可以實施的數據處理系統的實施方式的示例。
[0078] 在該圖解示例中，數據處理系統700包括通信架構702。通信架構702在處理器 單元704、存儲器706、永久存儲器708、通信單元710、輸入/輸出（I/O)單元712和顯示器 714之間提供通信。存儲器706、永久存儲器708、通信單元710、輸入/輸出單元712和顯 示器714是可由處理器單元704經通信架構702訪問的示例。
[0079] 處理器單元704用來為可以加載到存儲器706的軟體運行指令。處理器單元704 取決於具體的實施方式可以是多個處理器、多處理器核或一些其他類型處理器。進一步地， 處理器單元704可以使用其中主處理器與從處理器在單晶片上一起存在的多個異構處理 器系統實施。作為另一圖解示例，處理器單元704可以是含有相同類型的多個處理器的對 稱多處理器系統。
[0080] 存儲器706和永久存儲器708是存儲裝置716的示例。存儲裝置是能夠在臨時基 礎和/或在永久基礎上存儲信息，例如但非限制地，數據、功能形式的程序代碼和/或其他 合適信息的硬體的任何體。在這些示例中永久存儲器716也可以稱為計算機可讀存儲裝 置。在這些例子中存儲器706可以是例如隨機訪問存儲器或任何其他合適的易失或非易失 性存儲裝置。永久存儲器708取決於【具體實施方式】可以採取各種形式。
[0081] 例如永久存儲器708可以含有一個或多個部件或裝置。例如永久存儲器708可以 是硬碟驅動器、快閃記憶體存儲器、可重寫光碟、可重寫磁帶或上面的一些組合。由永久存儲器708 使用的介質也可以是可移除的。例如可移除硬碟驅動器可以用於永久存儲器708。
[0082] 在這些圖解示例中通信單元710提供與其他數據處理系統或裝置的通信。在這些 示例中通信單元710是網絡接口卡。通信單元710可以通過使用實體和無線通信鏈路中的 一個或兩個提供通信。
[0083] 輸入/輸出（I/O)單元712允許用可以連接到數據處理系統700的其他裝置輸入 和輸出數據。例如，輸入/輸出（I/O)單元712可以為用戶通過鍵盤、滑鼠和/或一些其他 合適輸入裝置輸入提供連接。進一步地，輸入/輸出（I/O)單元712可以發送輸出到列印 機。顯示器714提供向用戶顯示信息的機制。
[0084] 用於運行系統、應用程式和/或程序的指令可以定位在通過通信架構702與處理 器單元704通信的存儲裝置716中。在這些圖解示例中，指令以功能形式存儲在永久存儲 器708上。這些指令可以加載到存儲器706以便由處理器單元704執行。不同實施例的過 程可以由處理器單元704使用可以定位在存儲器例如存儲器706的計算機實施指令實行。
[0085] 這些指令稱為可以由處理器單元704中的處理器讀取並執行的程序指令、程序代 碼、計算機可用程序代碼或計算機可讀程序代碼。不同實施例中的程序代碼可以在不同的 實體或計算機可讀存儲介質，例如存儲器706或永久存儲器708上實施。
[0086] 程序代碼718以功能形式定位在選擇性可移除的計算機可讀介質720上，並可以 加載到或傳遞到數據處理系統700以便由處理器單元704執行。在這些示例中程序代碼 718和計算機可讀介質720形成電腦程式產品722。在一個示例中，計算機可讀介質720 可以是計算機可讀存儲介質724或計算機可讀信號介質726。
[0087] 計算機可讀存儲介質724可以包括例如光碟或磁碟，該光碟或磁碟插入或放入是 永久存儲器708的部分的驅動器或其他裝置，以便傳遞到是永久存儲器708的部分的存儲 裝置例如硬碟驅動器上。計算機可讀存儲介質724也可以採取連接到數據處理系統700的 永久存儲器的形式，例如硬碟驅動器、拇指驅動器或快閃記憶體存儲器。在一些實例中不可以從數 據處理系統700移除計算機可讀存儲介質724。
[0088] 在這些示例中，計算機可讀存儲介質724是用來存儲程序代碼718的實體或有形 存儲裝置，而不是傳播或傳輸程序代碼718的介質。計算機可讀存儲介質724也稱為計算 機可讀有形存儲裝置或計算機可讀實體存儲裝置。即，計算機可讀存儲介質724是可以由 人觸摸的介質。
[0089] 可替換地，可以使用計算機可讀信號介質726傳輸程序代碼718到數據處理系統 700。計算機可讀信號介質726可以是例如含有程序代碼718的傳播的數據信號。例如，計 算機可讀信號介質726可以是電磁信號、光信號和/或任何其他合適類型的信號。這些信 號可以經由通信鏈路例如無線通信鏈路、光纜、同軸電纜、線纜或任何其他合適類型的通信 鏈路傳輸。即，在圖解示例中通信鏈路或連接可以是實體的或無線的。
[0090] 在一些圖解實施例中，程序代碼718可以通過計算機可讀信號介質726從另一裝 置或數據處理系統經由網絡下載到永久存儲器708,以便在數據處理系統700內使用。例 如，存儲在伺服器數據處理系統中計算機可讀存儲介質中的程序代碼可以從伺服器經由網 絡下載到數據處理系統700。提供程序代碼718的數據處理系統可以是伺服器計算機、客戶 端計算機，或能夠存儲並傳輸程序代碼718的一些其他裝置。
[0091] 為數據處理系統700圖解的不同部件不意味著向其中可以實施不同實施例的方 式提供架構限制。可以在包括除為數據處理系統700圖解的部件之外和/或替代該部件的 部件的數據處理系統中實施不同圖解實施例。在圖7中示出的其他部件可以從示出的圖解 示例變化。不同實施例可以使用能夠運行程序代碼的任何硬體裝置或系統實施。作為一個 示例，數據處理系統700可以包括與無機部件集成的有機部件，和/或可以完全由除人類之 外的有機部件構成。例如，存儲裝置可以由有機半導體構成。
[0092] 在另一圖解示例中，處理器單元704可以採取具有為特別使用製造或配置的電路 的硬體單元的形式。該類型的硬體可以執行運行而不需要程序代碼從存儲裝置加載到存儲 器從而經配置執行運行。
[0093] 例如，在處理器單元704採取硬體單元的形式時，處理器單元704可以是電路系 統、專用集成電路（ASIC)、可編程邏輯器件，或經配置執行多個運轉的一些其他合適類型的 硬體。關於可編程邏輯器件，該器件經配置執行多個運行。器件可以在稍後時間重配置或 可以永久配置執行多個運行。可編程邏輯器件的示例包括例如可編程邏輯陣列、可編程陣 列邏輯、現場可編程邏輯陣列、現場可編程門陣列以及其他合適硬體器件。藉助該類型的實 施，因為用於不同實施例的過程在硬體單元中實施，所以程序代碼718可以省略。
[0094] 在仍另一圖解示例中，可以使用在計算機中發現的處理器和硬體單元的組合的形 式實施處理器單元704。處理器單元704可以具有經配置運行程序代碼718的多個硬體單 元和多個處理器。藉助該示出示例，一些處理可以在多個硬體單元中實施，同時其他處理可 以在多個處理器中實施。
[0095] 在另一示例中，總線系統可以用來實施通信架構702並可以由一條或多條總線構 成，例如系統總線或輸入/輸出總線。當然，可以使用在被附接至總線系統的不同部件或裝 置之間提供數據傳遞的任何合適類型的架構實施總線系統。
[0096] 另外，通信單元710可以包括傳輸數據、接收數據或傳輸並接收數據的多個裝置。 通信單元710可以是例如數據機或網絡適配器、兩個網絡適配器，或其一些組合。進一 步地，存儲器可以是例如存儲器706或緩存，例如在可以存在於通信架構702中的接口和存 儲器控制器集線器中發現的。
[0097] 不同示出實施例中的流程圖和框圖圖解在不同圖解實施例中的設備和方法的一 些可能實施的結構、功能性和運行。在這點上，在流程圖或框圖中的每個方框可以代表模 塊、片段、功能或運行或步驟的一部分。在一些可替換實施中，在方框中提到的功能或多個 功能可以在圖中提到順序之外的順序發生。例如在一些情況下，連續示出的兩個方框的功 能可以基本同時執行，或方框可以有時以顛倒順序執行，取決於所涉及的功能性。
[0098] 條款1。一種設備，包括：
[0099] 飛輪（120)，其被附接至發動機（108)的曲軸（112)，以使飛輪（120)的旋轉軸線 與曲軸（112)的旋轉軸線對齊；
[0100] 轉子（122)，其經配置被附接至飛輪（120)，以使轉子（122)的旋轉軸線與飛輪 (120)的旋轉軸線對齊；以及
[0101] 定子（124)，其相對於轉子（122)被定位成，以使轉子（122)和定子（124) -起形 成用於在由曲軸（112)旋轉轉子（122)時發電（140)的發電機（126)。
[0102] 條款2。條款1的設備，其中轉子（122)被定位成圍繞定子（124)。
[0103] 條款3。條款1的設備，進一步包括冷卻結構（130)，其經配置在冷卻結構（130) 旋轉時產生經過發電機（126)的空氣流動（132)，其中冷卻結構（130)的旋轉軸線與曲軸 (112)的旋轉軸線對齊。
[0104] 條款4。條款3的設備，其中冷卻結構（130)被附接至轉子（122)。
[0105] 條款5。條款1的設備，進一步包括控制器（156)，其經配置控制發動機（108)和 發電機（126)中的電流（128)。
[0106] 條款6。條款5的設備，其中控制器（156)經配置控制發電機（126)中的電流（128) 以使曲軸（112)旋轉從而起動發動機（108)。
[0107] 條款7。一種用於控制動力系統（100)的方法，包括：
[0108] 將轉子（122)附接至發動機（108)的曲軸（112);
[0109] 將定子（124)相對於轉子（122)定位，以使轉子（122)和定子（124) -起形成用 於在轉子（122)旋轉時發電（140)的發電機（126);以及
[0110] 控制發電機（126)中的電流（128)，從而控制在發動機（108)運行時由曲軸（112) 提供的機械動力（136)。
[0111] 條款8。條款7的方法，其中轉子（122)的旋轉軸線與曲軸（112)的旋轉軸線對 齊。
[0112] 條款9。條款8的方法，進一步包括將飛輪（120)附接至曲軸（112)，以使飛輪 (120)的旋轉軸線與曲軸（112)的旋轉軸線對齊。
[0113] 條款10。條款9的方法，進一步包括控制發電機（126)中的電流（128)以使曲軸 (112)旋轉從而起動發動機（108)。
[0114] 條款11。條款7的方法，進一步包括控制發動機（108)，從而控制由曲軸（112)提 供的機械動力（136)和由發電機（126)提供的電力（140)。
[0115] 條款12。條款11的方法，其中控制發動機（108)包括控制至發動機（108)的燃料 噴射（180)。
[0116] 條款13。條款7的方法，進一步包括控制發動機（108)和發電機（126)中的電流 (128)，從而控制由發動機（108)的排放。
[0117] 條款14。一種設備，包括：
[0118] 轉子（122)，其經配置被附接至發動機（108)的曲軸（112);
[0119] 定子（124)，其相對於轉子（122)定位，以使轉子（122)和定子（124) -起形成用 於在轉子（122)旋轉時發電（140)的發電機（126);以及
[0120] 控制器（156)，其經配置控制發電機（126)中的電流（128)，從而控制在發動機 (108)運行時由發動機（108)提供的機械動力（136)。
[0121] 條款15。條款14的設備，其中轉子（122)經配置被附接至曲軸（112)，以使轉子 (122) 的旋轉軸線與曲軸（112)的旋轉軸線對齊。
[0122] 條款16。條款15的設備，進一步包括飛輪（120)，其經配置被附接至曲軸（112) 以使飛輪（120)與曲軸（112)的旋轉軸線對齊。
[0123] 條款17。條款14的設備，其中控制器（156)經配置控制發電機（126)中的電流 (128)以使曲軸（112)旋轉從而起動發動機（108)。
[0124] 條款18。條款14的設備，其中控制器（156)經配置控制發動機（108)，從而控制 由曲軸（112)提供的機械動力（136)和由發電機（126)提供的電力（140)。
[0125] 條款19。條款18的設備，其中控制器（156)經配置控制至發動機（108)的燃料噴 射（180)從而控制發動機（108)。
[0126] 條款20。條款14的設備，其中控制器（156)經配置控制發動機（108)和發電機 (126) 中的電流（128)，從而控制發動機（108)的排放。
[0127] 不同圖解實施例的描述為圖解和描述的目的呈現，並且不意圖詳盡或以所公開形 式限制實施例。許多修改和變化對於本領域技術人員明顯。進一步地，不同的圖解實施例 可以提供與其他圖解實施例相比的不同優點。選擇的實施例或多個實施例經挑選並描述以 便最優解釋實施例的原理、實際應用，並使本領域技術人員能夠理解具有各種修改的各種 實施例的本公開適合設想的特別使用。
【權利要求】
1. 一種設備，包括： 飛輪（120)，其被附接至發動機（108)的曲軸（112)，以使所述飛輪（120)的旋轉軸線 與所述曲軸（112)的旋轉軸線對齊； 轉子（122)，其經配置被附接至所述飛輪（120)，以使所述轉子（122)的旋轉軸線與所 述飛輪（120)的所述旋轉軸線對齊；以及 定子（124)，其被相對於所述轉子（122)定位，以使所述轉子（122)和所述定子（124) 一起形成用於在所述曲軸（112)旋轉所述轉子（122)時產生電力（140)的發電機（126)。
2. 根據權利要求1所述的設備，進一步包括冷卻結構（130)，其經配置在所述冷卻結構 (130)旋轉時產生經過所述發電機（126)的空氣流動（132)，其中所述冷卻結構（130)的旋 轉軸線與所述曲軸（112)的所述旋轉軸線對齊。
3. 根據權利要求1或2所述的設備，進一步包括控制器（156)，其經配置控制所述發動 機（108)和所述發電機（126)中的電流（128)。
4. 一種用於控制動力系統（100)的方法，包括： 將轉子（122)附接至發動機（108)的曲軸（112); 將定子（124)相對於所述轉子（122)定位，以使所述轉子（122)和所述定子（124) - 起形成用於在所述轉子（122)旋轉時產生電力（140)的發電機（126);以及 控制所述發電機（126)中的電流（128)，從而控制在所述發動機（108)運行時由所述曲 軸（112)提供的機械動力（136)。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中所述轉子（122)的旋轉軸線與所述曲軸（112)的 旋轉軸線對齊。
6. 根據權利要求4或5所述的方法，進一步包括將飛輪（120)附接至所述曲軸（112)， 以使所述飛輪（120)的旋轉軸線與所述曲軸（112)的所述旋轉軸線對齊。
7. 根據權利要求4至6中的任一所述的方法，進一步包括控制所述發電機（126)中的 電流（128)，以使所述曲軸（112)旋轉從而起動所述發動機（108)。
8. 根據權利要求4至7中的任一所述的方法，進一步包括控制所述發動機（108)，從而 控制由所述曲軸（112)提供的所述機械動力（136)和由所述發電機（126)提供的所述電力 (140)。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中控制所述發動機（108)包括控制至所述發動機 (108)的燃料噴射（180)。
10. 根據權利要求4到9中的任一所述的方法，進一步包括控制所述發動機（108)和所 述發電機（126)中的所述電流（128)，從而控制所述發動機（108)的排放。
【文檔編號】H02K7/02GK104143878SQ201410185322
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2013年5月10日
【發明者】L·J·盧伊克斯 申請人:波音公司