DE102017102606A1

DE102017102606A1 - Lichtmaschine mit Vorbaunebenaggregatantrieb

Info

Publication number: DE102017102606A1
Application number: DE102017102606.1A
Authority: DE
Inventors: Larry Dean Elie
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2017-09-07
Also published as: US20170257017A1; US10186939B2; CN107147231A; CN107147231B; RU2693569C2

Abstract

Eine Lichtmaschine/Starter zur Bereitstellung von elektrischer Leistung für ein Fahrzeug und zum Drehen einer Kraftmaschine werden offenbart. In einem Beispiel stellt die Lichtmaschine/der Starter einen Differenzialvorgang bereit, durch den Drehmoment auf einer Eingangsseite der Lichtmaschine aufrechterhalten werden kann, während eine Drehzahl auf einer Ausgangsseite die Lichtmaschine variiert werden kann. Die Lichtmaschine/der Starter enthält zwei Ankerwicklungen und zwei Feldwicklungen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren für eine Fahrzeuglichtmaschine oder einen Fahrzeuggenerator. Die Verfahren können für Verbund-Lichtmaschinen, die elektrische Leistung für elektrische Fahrzeuglasten bereitstellen und Drehenergie von einer Kraftmaschine zu mechanisch angetriebenen Nebenaggregatvorrichtungen übertragen, besonders nützlich sein.
Hintergrund und Kurzdarstellung
Ein Fahrzeug kann eine Lichtmaschine zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie enthalten. Die durch die Lichtmaschine erzeugte elektrische Energie kann in einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie für zukünftigen Verbrauch gespeichert werden, oder die elektrische Energie kann durch elektrisch angetriebene Vorrichtungen während der Erzeugung der elektrischen Energie verbraucht werden. In jüngster Zeit haben elektrische Lasten im Fahrzeug zugenommen, und es wird erwartet, dass sie mit Aufnahme der Produktion von autonomen Fahrzeugen weiter zunehmen. Einige Fahrzeuge enthalten zum Beispiel elektrisch unterstützte Lenkung und eine elektrisch angetriebene Klimaautomatik. Autonome Fahrzeuge können Objekt- und Entfernungsbeobachtungssensoren sowie verbesserte Kommunikationssysteme und Aktuatoren zum Positionieren, Anhalten und Beschleunigen des Fahrzeugs enthalten. Die elektrischen Lasten können weit über dem zunehmen, was eine Lichtmaschine mittlerer Leistung bereitstellen kann. Ferner kann eine Drehzahl einer die Lichtmaschine antreibenden Kraftmaschine variieren, so dass die Kraftmaschine die Lichtmaschine mit Drehzahlen antreibt, mit denen die Lichtmaschine weniger effizient, als möglicherweise gewünscht ist, arbeitet. Folglich kann die elektrische Lichtmaschinenleistung zuweilen nicht dazu ausreichend sein, die elektrische Last zu versorgen, es sei denn die Lichtmaschine ist groß dimensioniert. Ein Vergrößern der Abmessungen der Lichtmaschine kann jedoch die Fahrzeugmasse erhöhen, wodurch die Fahrzeugkraftstoffeffizienz vermindert wird. Somit wäre es wünschenswert, eine Lichtmaschine bereitzustellen, die bei einer reduzierten Masse eine hohe Ausgangsleistung hat.
Der vorliegende Erfinder hat die oben angeführten Nachteile einer herkömmlichen Lichtmaschine erkannt und hat eine elektrische Maschine entwickelt, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse; eine erste Feldwicklung in dem Gehäuse; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung, wobei die erste Feldwicklung und die erste Ankerwicklung durch die zweite Feldwicklung zumindest teilweise umwickelt sind; und eine zweite Ankerwicklung, wobei die erste Feldwicklung und die erste Ankerwicklung durch die zweite Ankerwicklung zumindest teilweise umwickelt sind.
Durch Bereitstellen einer ersten Feldwicklung und einer ersten Ankerwicklung, die zumindest teilweise durch eine zweite Feldwicklung umwickelt sind, kann es möglich sein, das technische Ergebnis der Bereitstellung einer Lichtmaschine mit erhöhter elektrischer Leistung in einem kleineren Bauraum bereitzustellen. Darüber hinaus können die Feld- und Ankerwicklungen das Aufrechterhalten einer Last an einer Kraftmaschine, während eine Drehzahl einer an die elektrische Drehzahl gekoppelten Zusatzvorrichtung eingestellt werden kann, bereitstellen. Insbesondere kann die Drehzahl der Zusatzvorrichtung in einen Betriebsbereich eingestellt werden, in dem der Wirkungsgrad der Zusatzvorrichtung verbessert werden kann.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann die elektrische Maschine elektrische Leistung erhöhen. Ferner kann eine für eine Antriebskraft für die elektrische Maschine bereitstellende Kraftmaschine bereitgestellte Last aufrechterhalten werden, während die Leistung der elektrischen Maschine dahingehend eingestellt wird, eine mechanisch angetriebene Zusatzvorrichtung in einem effizienten Betriebsdrehzahlbereich zu betreiben. Darüber hinaus kann die elektrische Maschine in verschiedenen Packaging-Schemata konfiguriert werden, um physische Abmessungen eines Fahrzeugantriebsstrangs zu reduzieren.
Die oben genannten Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung, allein betrachtet oder in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, leicht ersichtlich.
Es versteht sich, dass die oben stehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands aufzeigen, dessen Schutzumfang einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier als “Detaillierte Beschreibung“ bezeichnet wird, allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich, in welchen:
1A und 1B eine Lichtmaschine/einen Starter zeigen, die/der in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs enthalten ist;
2A–4C beispielhafte Lichtmaschinen/Starter zeigen, die in dem System der 1A und 1B enthalten sein können;
5 eine beispielhafte Kraftmaschinenbetriebssequenz gemäß dem Verfahren von 6 ist; und
6 ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Lichtmaschine/eines Starters zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine kann als eine Lichtmaschine oder als ein Starter betrieben werden. Die elektrische Maschine kann in einem Fahrzeugantriebsstrang enthalten sein, wie in den 1A und 1B gezeigt ist. Die Lichtmaschine/der Starter kann wie in den 2A–4C gezeigt konfiguriert sein. Die Lichtmaschine/der Starter kann gemäß dem in 6 gezeigten Verfahren betrieben werden, wie in 5 gezeigt.
Auf 1A Bezug nehmend, wird ein Schemadiagramm einer Lichtmaschine/eines Starters in einem Fahrzeugsystem gezeigt. Das Fahrzeug 1 enthält eine Kraftmaschine 10, ein Steuerung 12, eine Vorrichtung 3 zur Speicherung von elektrischer Energie und elektrische Leistungsverbraucher 5 und 7. Die elektrischen Leistungsverbraucher können Navigationssysteme sowie elektrische Bremsaktuatoren, elektrische Lenkaktuatoren, Objekt- und Entfernungserfassungsvorrichtungen, Kraftmaschinendrehmomentaktuatoren, wie zum Beispiel elektrisch betriebene Drosselklappen, Kraftmaschinenkühlgebläse, elektrische Wasserpumpen, und eine Fahrzeugklimaautomatik umfassen.
Die Lichtmaschine/der Starter 17 ist über eine Kette oder einen Riemen 31 mechanisch mit einer Kraftmaschinenwelle 21 gekoppelt. In einigen Beispielen kann die Welle 21 eine Kurbelwelle sein, während die Welle 21 in anderen Beispielen eine Nockenwelle sein kann. Die Lichtmaschine/der Starter 17 ist außerdem zum mechanischen Antrieb der Zusatzvorrichtung 19 zur Bereitstellung eines Vorbaunebenaggregatantriebs (FEAD) über den Riemen 33 mechanisch gekoppelt. Die mechanisch angetriebene Zusatzvorrichtung kann eine Wasserpumpe, eine Servolenkungspumpe, eine Unterdruckpumpe, eine Luftpumpe oder eine andere mechanisch angetriebene Vorrichtung (zum Beispiel FEAD-Vorrichtungen) sein. In einigen Beispielen kann die Lichtmaschine/der Starter 17 als ein(e) Verbund-Lichtmaschine/Starter bezeichnet werden, da sie/er mehrere Ankerwicklungen und Feldwicklungen enthält.
Auf 1B Bezug nehmend, wird die Brennkraftmaschine 10, die mehrere Zylinder umfasst, von denen einer in 1B gezeigt wird, durch die elektronische Kraftmaschinensteuerung 12 gesteuert. Die Kraftmaschine 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32, wobei ein Kolben 36 darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 ist mit dem Einlasskrümmer 44 und dem Auslasskrümmer 48 über das Einlassventil 52 bzw. das Auslassventil 54 in Verbindung stehend gezeigt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann bezüglich Ventilen anderer Zylinder über den Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 unabhängig betrieben werden. Eine Einlassventileinstellvorrichtung 85 verstellt die Phase des Einlassventils 52 in Bezug auf eine Stellung der Kurbelwelle 40 nach früh oder spät. Außerdem kann die Einlassventileinstellvorrichtung 85 eine Einlassventilhubhöhe herauf- oder herabsetzen. Eine Auslassventileinstellvorrichtung 83 verstellt die Phase des Auslassventils 54 in Bezug auf eine Stellung der Kurbelwelle 40 nach früh oder spät. Ferner kann die Auslassventileinstellvorrichtung 83 eine Auslassventilhubhöhe herauf- oder herabsetzen. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist in der Darstellung so positioniert, dass sie den Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Als Alternative dazu kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Der Einlasskrümmer 44 steht in der Darstellung mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 in Verbindung, die eine Stellung der Drosselklappenplatte 64 dahingehend einstellt, Luftstrom aus der Ladekammer 46 in den Einlasskrümmer 44 zu steuern. In einigen Beispielen können die Drosselklappe 62 und die Drosselklappenplatte 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Einlasskrümmer 44 derart positioniert sein, dass die Drosselklappe 62 eine Einzeldrosselklappe ist. Der Verdichter 162 liefert Luft aus dem Lufteinlass 42 zur Ladekammer 46. Der Verdichter 162 wird durch die Welle 161 angetrieben, die mechanisch mit der Turbine 164 gekoppelt ist. Das Verdichter-Bypassventil 158 kann zum Reduzieren von Ladedruck selektiv betrieben werden. Das Wastegate 72 kann zum Steuern der Drehzahl der Turbine 164 selektiv geöffnet und geschlossen werden.
Ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment kann aus einer Stellung des Fahrpedals 130, die vom Fahrpedalsensor 134 erfasst wird, bestimmt werden. Eine Spannung oder ein Strom, die/der das vom Fahrer angeforderte Drehmoment anzeigt, wird vom Fahrpedalsensor 134 ausgegeben, wenn der Fuß 132 des Fahrers das Fahrpedal 130 betätigt.
Eine verteilerlose Zündanlage 88 stellt als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken für die Brennkammer 30 bereit. Eine Breitband-Lambdasonde (UEGO – universal exhaust gas oxygen) 126 ist so dargestellt, dass sie stromaufwärts der Turbine 164 und des Katalysators 70 mit dem Auslasskrümmer 48 gekoppelt ist. Als Alternative kann die UEGO-Sonde 126 durch eine Zweizustands-Lambdasonde ersetzt werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks aufweisen. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
In der Darstellung von 1B ist die Steuerung 12 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes enthält: eine Mikroprozessoreinheit (CPU) 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, einen (nichtflüchtigen) Nurlesespeicher (ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 empfängt in der Darstellung neben den oben besprochenen Signalen verschiedene Signale von Sensoren, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind, darunter die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von dem Temperatursensor 112, der mit dem Kühlmantel 114 gekoppelt ist; eine Messung des Kraftmaschinenkrümmerdrucks (MAP) von dem mit Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 121; eine Messung des Ladedrucks vom Drucksensor 122; eine Kraftmaschinenposition von einem Hall-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der Luftmasse, die in die Kraftmaschine eintritt, von dem Sensor 120, und eine Messung der Drosselklappenstellung von dem Sensor 58. Der Barometerdruck kann zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 ebenfalls erfasst werden (Sensor nicht gezeigt).
Während des Betriebs erfährt jeder Zylinder innerhalb der Kraftmaschine 10 in der Regel einen Viertakt-Zyklus: Der Zyklus enthält den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeführt, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird typischerweise vom Fachmann unterer Totpunkt (Bottom Dead Center, BDC) genannt. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zu dem Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem der Kolben 36 am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten ist (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel oberer Totpunkt (Top Dead Center, TDC) genannt.
Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel eine Zündkerze 92, gezündet, was in Verbrennung resultiert. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum BDC zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zu dem Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges lediglich als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern.
Nunmehr auf die 2A–2C Bezug nehmend, zeigt 2A eine auseinandergezogene Ansicht einer/eines ersten Lichtmaschine/Starters 17. 2B zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer/eines alternativen Lichtmaschine/Starters 17. 2C zeigt einen Querschnitt eines Starters/einer Lichtmaschine 17, der/die in 2A gezeigt wird. Die in den 2A–4C gezeigten Lichtmaschinen/Starter können in einem ersten Modus als Lichtmaschine betrieben werden, die elektrische Leistung für Fahrzeugsysteme bereitstellt, wie in 1A gezeigt. Die in den 2A–4C gezeigten Lichtmaschinen/Starter können in einem zweiten Modus als Starter zum Drehen der Kraftmaschine 10 betrieben werden. In einigen Beispielen können eine oder mehrere Wicklungen der verschiedenen Lichtmaschinen-/Starter-Konfigurationen durch Permanentmagnete ersetzt werden.
Die Lichtmaschine/der Starter 17 enthält ein Gehäuse 202, das Feldwicklungen und Ankerwicklungen zumindest teilweise umgibt, um sie zumindest teilweise zu umschließen. Die Lager 204 und 224 sind zur Abstützung des zweiten Feldwicklungsträgers 220 und der zweiten Feldwicklung 230 in das Gehäuse 202 gepresst. Die Lager 206 und 218 sind zur Abstützung des zweiten Ankerträgers 210, der zweiten Ankerwicklung 233 und des ersten Feldträgers 214 in den zweiten Feldwicklungsträger 220 gepresst. Der erste Feldträger 214 ist in den zweiten Ankerträger 210 gepresst, so dass sich der erste Feldträger 214 mit dem zweiten Ankerträger 210 dreht. Zweite Ankerlager 208 und 212 sind zur Abstützung des ersten Ankerträgers 216 und der ersten Ankerwicklung 231 in den ersten Feldträger 214 gepresst. Die Lager 208 und 212 stützen auch die Welle 225 und die Riemenscheibe 226. Der zweite Feldträger 220 enthält auch eine Riemenscheibe 222.
Die zweite Feldwicklung 230 ist mit einer Innenseite 220a des zweiten Feldträgers 220 gekoppelt und daran positioniert. Die zweite Ankerwicklung 233 ist mit einer Außenseite 210a eines zweiten Ankerträgers 210 gekoppelt und daran positioniert. Die erste Feldwicklung 232 ist mit einer Innenseite 214a des ersten Feldträgers 214 gekoppelt und daran positioniert. Die erste Ankerwicklung 231 ist mit einer Außenseite 216a eines ersten Ankerträgers 216 gekoppelt und daran positioniert. Schleifringe 225 oder als Alternative Bürsten oder leitfähiges Fett durch Lagerkontakte stellen elektrische Verbindungen zwischen sich drehenden Feldwicklungen und Ankerwicklungen und dem Gehäuse 202 bereit, wobei ein elektrischer Verbinder (nicht gezeigt) eine elektrische Kopplung zwischen der Lichtmaschine/dem Starter 17 und der Steuerung 12 bereitstellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die zweite Feldwicklung 230 in einigen Beispielen stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein kann. Ferner kann die zweite Ankerwicklung 233 stattdessen als zweite Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die zweite Feldwicklung 230 als zweite Ankerwicklung konfiguriert ist. Die zweite Feldwicklung 230 und die zweite Ankerwicklung 233 umfassen eine(n) zweite(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Ebenso kann die erste Feldwicklung 232 stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein. Ferner kann die erste Ankerwicklung 231 stattdessen als erste Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die erste Feldwicklung 232 als erste Ankerwicklung konfiguriert ist. Die erste Feldwicklung 232 und die erste Ankerwicklung 231 umfassen eine(n) erste(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Somit ist die Lichtmaschine/der Starter 17 eine elektrische Verbund-Maschine, die aus einer (einem) ersten Lichtmaschine/Starter und einer (einem) zweiten Lichtmaschine/Starter besteht.
Die Riemenscheibe 222 kann durch die Kraftmaschine 10 von 1A zur Drehung des zweiten Feldträgers 220 angetrieben werden. Die Riemenscheibe 226 kann mechanisch mit FEAD-Vorrichtungen gekoppelt sein. Als Alternative dazu kann die Kraftmaschine 10 die Riemenscheibe 226 antreiben, und die Riemenscheibe 222 kann mechanisch mit FEAD-Vorrichtungen gekoppelt sein. Der zweite Ankerträger 210, der erste Ankerträger 216 und der erste Feldträger 214 drehen sich nicht bei Null-Stromfluss durch die zweite Feldwicklung 230. Durch Leiten von Strom durch die zweite Feldwicklung 230, wenn der zweite Feldträger 220 durch die Kraftmaschine 10 von 1A gedreht wird, kann jedoch in der zweiten Ankerwicklung 233 eine Spannung induziert werden. Die induzierte Spannung in der zweiten Ankerwicklung 233 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Ferner erzeugt Feldstrom in der zweiten Feldwicklung 232 ein magnetisches Feld, das ein Gegendrehmoment zur Kraftmaschinendrehung bereitstellt. Das Gegendrehmoment bewirkt auch eine Drehung des ersten Feldträgers 214, wenn in der zweiten Ankerwicklung 233 eine Spannung induziert wird, da der erste Feldträger 214 mechanisch mit dem zweiten Ankerträger 210 gekoppelt ist, der mechanisch mit der zweiten Ankerwicklung 233 gekoppelt ist. Wenn der ersten Feldwicklung 232 Strom zugeführt wird, während der erste Feldträger 214 durch das über die zweite Feldwicklung 230 erzeugte Gegendrehmoment gedreht wird, wird ein magnetisches Feld erzeugt, das ein Gegendrehmoment zu der Drehung des zweiten Ankerträgers 210 bereitstellt. Das Gegendrehmoment bewirkt auch eine Drehung des ersten Ankerträgers 216, wenn in der ersten Ankerwicklung 231 eine Spannung induziert wird. Die induzierte Spannung in der ersten Ankerwicklung 231 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Der erste Ankerträger 216 dreht die Riemenscheibe 226 über die Welle 225. Der Ankerwicklungsträger 216 dreht sich nicht, wenn kein Feldstrom durch die erste Feldwicklung 232 fließt.
Wenn die Riemenscheibe 226 über die Kraftmaschine 10 angetrieben wird, kann die Riemenscheibe 222 Drehmoment für FEAD-Vorrichtungen bereitstellen, wenn der Wicklung 231 und der Wicklung 233 Strom zugeführt wird. Unter dieser Bedingung kann dem elektrischen Fahrzeugsystem zum Laden der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie und zum Betreiben von elektrischen Fahrzeuglasten in der Wicklung 232 und in der Wicklung 230 induzierte Spannung zugeführt werden.
In der Darstellung weist die Riemenscheibe 222 einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 226 auf, aber die Riemenscheibendurchmesser können gleich konfiguriert sein, oder die Riemenscheibe 226 kann einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 222 aufweisen, was von Designzielen und einem Soll-Drehzahl-Bereich mechanisch angetriebener Nebenaggregatvorrichtungen abhängig ist.
Es werden fünf beispielhafte Fälle für die/den hierin enthaltene(n) Lichtmaschine/Starter angeführt. Es kann angenommen werden, dass die Lichtmaschinen einen Wirkungsgrad von 90% haben. Typische riemengetriebene Klimaanlagenkompressoren (AC-Kompressoren) sind für die maximale Kühllast bemessen, die anfängliches Kühlen eines Autos mit Wärmestau sein kann. Die mechanische Last eines AC-Systems kann bei einigen Systemen 8 kW erreichen. AC-Systeme mit höherem Wirkungsgrad können bei 5 kW betrieben werden, aber ein durchschnittlicher kontinuierlicher Ist-Leistungsverbrauch über viele Zyklen kann unter 1 kW liegen. Eine elektrische Mindestanforderung für ein typisches Fahrzeug kann 350 W sein. Die durchschnittliche elektrische Anforderung kann von 750 bis 1000 W reichen. Ein autonomes Fahrzeug kann jedoch eine elektrische Mindestanforderung von 2,5 kW und eine typische Betriebsanforderung von über 3 kW haben.
Als erstes Beispiel wird der Betrieb der Lichtmaschine/des Starters in einem autonomen Fahrzeug beschrieben, das signifikante elektrische Leistung verbraucht. Eine Fahrzeuglast bei Fahren bei Tag bei mittlerer Klimaanlagenlast (AC-Last) umfasst 2,5 kW (zum Beispiel elektrische Last) elektrischen Leistungsverbrauchs und eine FEAD-Last von 900 W (zum Beispiel an die Lichtmaschine/den Starter angelegte mechanische Last), umfassend 750 W zum Antrieb des AC-Kompressors, 100 W zum Antrieb einer Wasserpumpe und 50 Watt für die Servolenkung.
Somit beläuft sich die mechanische Last auf 900 W, und die elektrische Last beläuft sich auf von der Lichtmaschine/dem Starter 17 auszugebende 2,5 kW. Die/der als Lichtmaschine und mechanischer FEAD-Antrieb arbeitende Lichtmaschine/Starter wird mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 90% betrieben. Deshalb beträgt die mechanische Last zur Bereitstellung der elektrischen Leistung 2,78 kW. Die mechanische Gesamtmindestleistung, die zum Anlegen an die Lichtmaschine/den Starter zur Abgabe von Leistung an die FEAD und das elektrische System erforderlich ist, beträgt 900 W + 2,78 kW = 3,68 kW an mechanischer Leistungseingabe in die Lichtmaschine/den Starter.
Die mechanische FEAD-Last wird an die mechanische Ausgabe der Lichtmaschine/des Starters (zum Beispiel die zweite Lichtmaschine) angelegt. Die zweite Lichtmaschine verbraucht 900 W an mechanischer Leistung zum Antrieb nur der FEAD-Vorrichtungen. Wenn die Leistungseingabe in die erste und die zweite Lichtmaschine ausgeglichen ist, um eine gleiche Leistungsabgabe von den beiden Lichtmaschinen zu gewährleisten, verbrauchen die erste und die zweite Lichtmaschine 3,68/2 kW oder 1,84 kW zur Bereitstellung der FEAD-Leistung und der elektrischen Leistungsabgabe. Wenn die erste Lichtmaschine eine Last von 1,84 kW mechanischer Leistung an den Lichtmaschineneingang anlegt, um eine elektrische Leistung von 1,66 kW bereitzustellen, kann die mechanisch mit der FEAD gekoppelte zweite Lichtmaschine dahingehend betrieben werden, 1,84 kW – 900 W = 940 W × 0,9 oder 0,846 kW elektrische Leistung und 900 W mechanische Leistung an die FEAD abzugeben. Auf diese Weise können die Leistungsabgabe der ersten Lichtmaschine (zum Beispiel die elektrische Leistung) und die Leistungsabgabe von der zweiten Lichtmaschine (zum Beispiel die elektrische und mechanische Leistung) ausgeglichen werden.
Als zweites Beispiel dient ein anderes autonomes Fahrzeug, Nacht-Last, Winter (keine AC). Der elektrische Verbrauch durch die elektrischen Nebenaggregate beträgt 2,75 kW. Die mechanischen Nebenaggregate des Fahrzeugs sind über die FEAD, einschließlich 50 W Wasserpumpenlast und 50 W Servolenkungslast, mechanisch mit der Lichtmaschine/dem Starter gekoppelt. Die mit der Lichtmaschine/dem Starter gekoppelte mechanische Last beträgt 50 W (Wasserpumpe) plus 50 W (Servolenkung). Beträgt der Wirkungsgrad der Lichtmaschine/des Starters 90% bei der Erzeugung von elektrischer Leistung, beträgt die mechanische Last an die Lichtmaschine/den Starter zur Bereitstellung der elektrischen Leistung 2,75 kW/0,9 = 3,05 kW. Die an die Lichtmaschine/den Starter zur Abgabe der elektrischen und mechanischen Leistung angelegte mechanische Gesamtmindestleistung beträgt 100 W (zum Beispiel FEAD-Last) + 3,05 kW (zum Beispiel elektrische Leistung) = 3,15 kW.
Zum Ausgleichen der Leistungsabgabe der ersten und der zweiten Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 sollte jede Lichtmaschine 3,15/2 kW oder 1,575 kW Leistung verbrauchen, um die Soll-Ausgangsleistung bereitzustellen. Wenn die erste Lichtmaschine eine Last von 1,575 kW mechanischer Leistung an den Lichtmaschinen-/Startereingang anlegt, um eine elektrische Leistung von 1,42 kW bereitzustellen, kann die mechanisch mit der FEAD gekoppelte zweite Lichtmaschine dahingehend betrieben werden, 1,575 kW – 100 W = 1,475 kW × 0,9 oder 1,3275 kW elektrischer Leistung und 100 W mechanische Leistung an die FEAD abzugeben.
Als drittes Beispiel kann ein Fahrzeug ohne autonomes Fahrvermögen, das bei Nacht fährt, 1000 W (Watt) elektrischer Leistung verbrauchen. Die mechanische FEAD-Last kann 50 W, die von einer Wasserpumpe verbraucht wird, und 50 W, die von Servolenkung verbraucht wird, betragen. Bei einem Wirkungsgrad von 90% beträgt die mechanische Last für die Lichtmaschine/den Starter 17 zur Bereitstellung von 1000 W elektrischer Leistung 1,11 kW. Deshalb beträgt die mechanische Mindestleistungseingabe in die Lichtmaschine/den Starter zum Betreiben der FEAD und zur Bereitstellung der elektrischen Leistung 100 W + 1,11 kW = 1,21 kW.
Die Leistungsabgabe über die erste und die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 kann durch Dividieren von 1,21 kW durch 2, was 0,605 kW ergibt, ausgeglichen werden. Wenn die erste Lichtmaschine eine Last von 0,605 kW mechanischer Leistung an den Lichtmaschinen-/Startereingang anlegt, um eine elektrische Leistung von 0,5445 kW bereitzustellen, kann die mechanisch mit der FEAD gekoppelte zweite Lichtmaschine dahingehend betrieben werden, 0,605 kW – 100 W = 0,505 kW × 0,9 oder 0,4545 kW elektrische Leistung und 100 W mechanische Leistung an die FEAD abzugeben.
In einem vierten Beispiel kann die elektrische Fahrzeug-Tageslast 800 W betragen. Bei einem Wirkungsgrad von 90% beträgt die mechanische Last an die Lichtmaschine/den Starter 17 zur Bereitstellung von 800 W elektrischer Leistung 889 W. Die mechanische FEAD-Last kann 750 W, die von der AC verbraucht werden, 100 W, die von einer Wasserpumpe verbraucht werden, und 50 W, die von einer Servolenkung verbraucht werden, für eine Gesamtsumme von 900 W mechanischer Leistungsabgabe von der Lichtmaschine/dem Starter, betragen. Infolgedessen beträgt die mechanische Mindestleistungseingabe in die Lichtmaschine/den Starter zum Betreiben der FEAD und zur Bereitstellung der elektrischen Leistung 900 W + 889 W = 1,79 kW.
Die Leistungsabgabe über die erste und die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 kann durch Dividieren von 1,79 kW durch 2, was 895 W ergibt, ausgeglichen werden. Wenn die erste Lichtmaschine eine Last von 895 W mechanischer Leistung an den Lichtmaschinen-/Startereingang anlegt, um 805,5 W elektrische Leistung bereitzustellen, kann die mit der FEAD mechanisch gekoppelte zweite Lichtmaschine zur Abgabe einer Leistung von 895 W – 900 W = –5 W betrieben werden. Somit kann die elektrische Soll-Leistung nicht mit ausgeglichenen Leistungen der ersten und der zweiten Lichtmaschine bereitgestellt werden. Eine Lösung für diesen Fall kann darin liegen, eine Last an die Innenseite der ersten Lichtmaschine anzulegen (zum Beispiel die Wasserpumpe).
Als fünftes Beispiel kann ein bei Tageslicht fahrendes Fahrzeug ohne autonomes Fahrvermögen eine elektrische Last von 750 W enthalten. Die mechanische FEAD-Last kann 5000 W, die von der AC verbraucht werden, 150 W, die von einer Wasserpumpe verbraucht werden, und 50 W, die von einer Servolenkung verbraucht werden, betragen. Bei einem Wirkungsgrad von 90% beträgt die mechanische Last für die Lichtmaschine/den Starter 17 zur Bereitstellung von 750 W elektrischer Leistung 833,3 W. Deshalb ist die mechanische Mindestleistungseingabe in die Lichtmaschine/den Starter zum Betreiben der FEAD und zur Bereitstellung der elektrischen Leistung 5,2 kW + 833,3 = 6,03 kW.
Die Leistungsabgabe über die erste und die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 kann durch Dividieren von 6,03 kW durch 2, was 3,02 kW ergibt, ausgeglichen werden. Wenn die erste Lichtmaschine eine Last von 3,02 kW mechanischer Leistung an den Lichtmaschinen-/Startereingang anlegt, um eine elektrische Leistung von 2,72 kW bereitzustellen, kann die mechanisch mit der FEAD gekoppelte zweite Lichtmaschine dahingehend betrieben werden, 3,02 kW – 5,2 kW = –2,18 kW × 0,9 oder –1,962 kW elektrische Leistung abzugeben. Deshalb kann es wünschenswert sein, die zweite Lichtmaschine als Motor zu betreiben, um der FEAD einen Teil von Drehmoment bereitzustellen, während die erste Lichtmaschine als Lichtmaschine betrieben wird.
Nunmehr auf 2B Bezug nehmend, wird darin ein(e) alternative(r) Lichtmaschine/Starter gezeigt. Die Lichtmaschine/der Starter 17 von 2B enthält die gleichen Komponenten der/des in 2A gezeigten beispielhaften Lichtmaschine/Starters, außer dass in diesem Beispiel der erste Feldträger 214 Abstützung für die erste Feldwicklung 232 und die zweite Ankerwicklung 233 bereitstellt. Der Kürze halber wird deshalb nicht die Beschreibung jeder Komponente wiederholt. Die erste Feldwicklung 232 ist an einer Innenseite 214a des ersten Feldträgers 214 positioniert. Die zweite Lichtmaschinenwicklung 233 ist an einer Außenseite 214b des ersten Feldträgers 214 positioniert. Die Lichtmaschine/der Starter von 2B funktioniert auf die gleiche Weise wie die Lichtmaschine/der Starter 17 von 2A. Somit lässt die Lichtmaschine/der Starter 17 von 2B den zweiten Ankerträger der/des in 2A gezeigten Lichtmaschine/Starters weg.
Nunmehr auf 2C Bezug nehmend, wird ein Längsquerschnitt der Lichtmaschine/des Starters 17 von 2A gezeigt. Die Lichtmaschinen-/Starterkomponenten tragen die gleichen Bezugszahlen wie in 2A. Ferner zeigt 2C eine beispielhafte Art und Weise, wie die Schleifringe 255 einen elektrischen Verbindungspfad zwischen dem Gehäuse 202 und den Feld- und Ankerwicklungen 230–233 bereitstellen können. Es können mehrere Schleifringe verwendet werden, um einen elektrischen Strompfad von einem elektrischen Verbinder (nicht gezeigt) im Gehäuse 202 zu der ersten Feldwicklung 232, der zweiten Ankerwicklung 233 und der ersten Ankerwicklung 231 bereitzustellen. Die einen Pfad von dem elektrischen Verbinder zu den Wicklungen bereitstellenden Schleifringe können über Leiter gekoppelt sein.
Nunmehr auf die 3A und 3B Bezug nehmend, wird ein(e) andere(r) alternative(r) Lichtmaschine/Starter gezeigt. Die/der beispielhafte Lichtmaschine/Starter kann eine ähnliche elektrische und mechanische Leistungsabgabe wie die/der in 2A gezeigte Lichtmaschine/Starter bei Verwendung eines Gehäuses mit kleinerem Durchmesser bereitstellen.
Die Lager 304, 314, 318 und 328 sind zur Bereitstellung von Abstützung des ersten Feldwicklungsträgers 308 und des zweiten Feldwicklungsträgers 324 in das Gehäuse 302 gepresst. Die Lager 306, 312 und 322 sind zur Bereitstellung von Abstützung für den ersten Ankerträger 310 und den zweiten Ankerträger 320 in den ersten Feldwicklungsträger 308 und den zweiten Feldwicklungsträger 324 gepresst. Die Lager 306, 312 und 322 stützen auch die Welle 325. Die Kraftmaschine 10 kann mechanisch mit dem Riemenscheibenabschnitt 324a des zweiten Feldträgers 324 gekoppelt sein, um den zweiten Feldträger 324 anzutreiben. Die Riemenscheibe 326 ist mechanisch mit der Welle 325 gekoppelt und kann FEAD-Vorrichtungen über einen Riemen oder eine Kette antreiben. Als Alternative dazu kann die Riemenscheibe 326 über die Kraftmaschine 10 angetrieben werden und der Riemenscheibenabschnitt 324a kann FEAD-Vorrichtungen über einen Riemen oder eine Kette antreiben.
Die erste Feldwicklung 334 ist mit dem ersten Feldwicklungsträger 308 gekoppelt. Die erste Ankerwicklung 333 ist mit dem ersten Ankerwicklungsträger 310 gekoppelt. Der Koppler 316 koppelt mechanisch den ersten Feldwicklungsträger 308 mit dem zweiten Ankerträger 320, so dass sich der erste Feldwicklungsträger 308 mit der gleichen Drehzahl wie der zweite Ankerträger 320 dreht. Die zweite Ankerwicklung 332 ist mit dem zweiten Ankerträger 320 gekoppelt. Die zweite Feldwicklung 331 ist mit dem zweiten Feldwicklungsträger 324 gekoppelt. Schleifringe 355 oder als Alternative Bürsten oder leitfähiges Fett durch Lagerkontakte stellen elektrische Verbindungen zwischen sich drehenden Feldwicklungen und Ankerwicklungen und dem Gehäuse 302 bereit, wobei ein elektrischer Verbinder (nicht gezeigt) eine elektrische Kopplung zwischen der Lichtmaschine/dem Starter 17 und der Steuerung 12 bereitstellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die zweite Feldwicklung 331 in einigen Beispielen stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein kann. Ferner kann die zweite Ankerwicklung 332 stattdessen als zweite Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die zweite Feldwicklung 331 als zweite Ankerwicklung konfiguriert ist. Die zweite Feldwicklung 331 und die zweite Ankerwicklung 332 umfassen eine(n) zweite(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Ebenso kann die erste Feldwicklung 334 stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein. Ferner kann die erste Ankerwicklung 333 stattdessen als erste Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die erste Feldwicklung 334 als erste Ankerwicklung konfiguriert ist. Die erste Feldwicklung 334 und die erste Ankerwicklung 333 umfassen eine(n) erste(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Somit ist die Lichtmaschine/der Starter 17 eine elektrische Verbund-Maschine, die aus einer (einem) ersten Lichtmaschine/Starter und einer (einem) zweiten Lichtmaschine/Starter besteht.
Der zweite Ankerträger 320, der erste Ankerträger 310 und der erste Feldträger 308 drehen sich nicht bei Null-Stromfluss durch die zweite Feldwicklung 331, und der zweite Feldträger 324 wird durch die Kraftmaschine 10 angetrieben. Durch Leiten von Strom durch die zweite Feldwicklung 331, wenn der zweite Feldträger 324 durch die Kraftmaschine 10 von 1A gedreht wird, kann jedoch in der zweiten Ankerwicklung 332 eine Spannung induziert werden. Die induzierte Spannung in der zweiten Ankerwicklung 332 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Ferner erzeugt fließender Feldstrom in der zweiten Feldwicklung 334 ein magnetisches Feld, das ein Gegendrehmoment zur Kraftmaschinendrehung bereitstellt. Das Gegendrehmoment bewirkt auch eine Drehung des ersten Feldträgers 308, wenn in der zweiten Ankerwicklung 332 eine Spannung induziert wird, da der erste Feldträger 308 über den Koppler 316 mechanisch mit dem zweiten Ankerträger 320 gekoppelt ist. Wenn der ersten Feldwicklung 334 Strom zugeführt wird, während der erste Feldträger 308 durch das über den Strom der zweiten Feldwicklung 331 erzeugte Gegendrehmoment gedreht wird, wird ein magnetisches Feld erzeugt, das ein Gegendrehmoment zur Drehung des ersten Ankerträgers 310 bereitstellt. Das Gegendrehmoment bewirkt auch eine Drehung des ersten Ankerträgers 310, wenn in der ersten Ankerwicklung 333 von dem Strom der ersten Feldwicklung 331 eine Spannung induziert wird. Die induzierte Spannung in der ersten Ankerwicklung 333 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Der erste Ankerträger 310 dreht die Riemenscheibe 326 über die Welle 325. Der Ankerwicklungsträger 310 dreht sich nicht, wenn kein Feldstrom durch die erste Feldwicklung 334 fließt.
In der Darstellung weist die Riemenscheibe 324a einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 326 auf, aber die Riemenscheibendurchmesser können gleich konfiguriert sein, oder die Riemenscheibe 326 kann einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 324a aufweisen, was von Designzielen und einem Soll-Drehzahl-Bereich mechanisch angetriebener Nebenaggregatvorrichtungen abhängig ist.
Wenn die Riemenscheibe 326 über die Kraftmaschine 10 angetrieben wird, kann die Riemenscheibe 324a Drehmoment für FEAD-Vorrichtungen bereitstellen, wenn der Wicklung 333 und der Wicklung 332 Strom zugeführt wird. Unter dieser Bedingung kann dem elektrischen Fahrzeugsystem zum Laden der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie und zum Betreiben von elektrischen Fahrzeuglasten in der Wicklung 334 und in der Wicklung 331 induzierte Spannung zugeführt werden.
Nunmehr auf die 4A und 4B Bezug nehmend, wird ein(e) andere(r) alternative(r) Lichtmaschine/Starter gezeigt. Diese(r) beispielhafte Lichtmaschine/Starter kann mit weniger sich bewegenden Teilen betrieben werden, während sie/er die gleichen Funktionen wie die in den 2A–3B gezeigten Lichtmaschinen/Starter ausübt. Ferner stellt diese Alternative Eingangs- und Ausgangsriemenscheiben auf gegenüberliegenden Seiten der Lichtmaschine/des Starters bereit, so dass das Fahrzeug-Packaging verbessert werden kann.
Die Lager 404, 408, 412 und 416 sind zur Bereitstellung von Abstützung für den ersten Feldwicklungsträger 402 und den zweiten Ankerwicklungsträger 422 in das Gehäuse 410 gepresst. Die Lager 406 und 420 sind zur Bereitstellung von Abstützung für die Welle 414 in den ersten Feldwicklungsträger 402 und den zweiten Ankerwicklungsträger 422 gepresst. Die Welle 414 stellt Abstützung für den Anker- und Feldwicklungsträger 418 bereit. Die Riemenscheibe 440 kann mechanisch mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sein und die Riemenscheibe 442 kann mechanisch mit FEAD-Vorrichtungen über einen Riemen oder eine Kette gekoppelt sein.
Die erste Feldwicklung 433 ist mit dem ersten Feldwicklungsträger 402 gekoppelt. Die erste Ankerwicklung 432 ist mit dem Anker- und Feldwicklungsträger 418 gekoppelt. Die zweite Feldwicklung 431 ist auch mit dem Anker- und Feldwicklungsträger 418 gekoppelt. Die zweite Ankerwicklung 430 ist mit dem zweiten Ankerwicklungsträger 422 gekoppelt. Schleifringe 435 oder als Alternative Bürsten oder leitfähiges Fett durch Lagerkontakte stellen elektrische Verbindungen zwischen sich drehenden Feldwicklungen und Ankerwicklungen und dem Gehäuse 410 bereit, wobei ein elektrischer Verbinder (nicht gezeigt) eine elektrische Kopplung zwischen der Lichtmaschine/dem Starter 17 und der Steuerung 12 bereitstellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die zweite Feldwicklung 431 in einigen Beispielen stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein kann. Ferner kann die zweite Ankerwicklung 430 stattdessen als zweite Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die zweite Feldwicklung 431 als zweite Ankerwicklung konfiguriert ist. Die zweite Feldwicklung 431 und die zweite Ankerwicklung 430 umfassen eine(n) zweite(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Ebenso kann die erste Feldwicklung 433 stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein. Ferner kann die erste Ankerwicklung 432 stattdessen als erste Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die erste Feldwicklung 433 als erste Ankerwicklung konfiguriert ist. Die erste Feldwicklung 433 und die erste Ankerwicklung 432 umfassen eine(n) erste(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Somit ist die Lichtmaschine/der Starter 17 eine elektrische Verbund-Maschine, die aus einer (einem) ersten Lichtmaschine/Starter und einer (einem) zweiten Lichtmaschine/Starter besteht.
Der Anker- und Feldträger 418, der erste Feldträger 402 und der zweite Ankerträger 422 drehen sich nicht bei Null-Stromfluss durch die erste Feldwicklung 431, und der erste Feldträger 402 wird durch die Kraftmaschine 10 angetrieben. Durch Leiten von Strom durch die erste Feldwicklung 433, wenn der erste Feldträger 402 durch die Kraftmaschine 10 von 1A gedreht wird, kann jedoch in der ersten Ankerwicklung 432 eine Spannung induziert werden. Die induzierte Spannung in der ersten Ankerwicklung 432 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Ferner erzeugt fließender Feldstrom in der ersten Feldwicklung 433 ein magnetisches Feld, das ein Gegendrehmoment zur Kraftmaschinendrehung bereitstellt. Das Gegendrehmoment bewirkt auch eine Drehung des Anker- und Feldträgers 418, wenn in der ersten Ankerwicklung 432 eine Spannung induziert wird. Folglich dreht sich auch die zweite Feldwicklung 431. Wenn der zweiten Feldwicklung 431 Strom zugeführt wird, während der Anker- und Feldträger 418 durch das über den Strom der ersten Feldwicklung 433 erzeugte Gegendrehmoment gedreht wird, wird ein magnetisches Feld erzeugt, das ein Gegendrehmoment zur Drehung des zweiten Ankerträgers 422 bereitstellt. Die induzierte Spannung in der zweiten Ankerwicklung 430 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Der zweite Ankerwicklungsträger 422 dreht sich nicht, wenn kein Feldstrom durch die zweite Feldwicklung 431 fließt.
In der Darstellung weist die Riemenscheibe 440 den gleichen Durchmesser wie die Riemenscheibe 442 auf, aber die Riemenscheibendurchmesser können unterschiedlich konfiguriert sein, was von Designzielen und einem Soll-Drehzahl-Bereich mechanisch angetriebener Nebenaggregatvorrichtungen abhängig ist.
Wenn die Riemenscheibe 440 über die Kraftmaschine 10 angetrieben wird, kann die Riemenscheibe 442 Drehmoment für FEAD-Vorrichtungen bereitstellen, wenn der Feldwicklung 433 und der Feldwicklung 431 Strom zugeführt wird. Unter dieser Bedingung kann dem elektrischen Fahrzeugsystem zum Laden der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie und zum Betreiben von elektrischen Fahrzeuglasten in der Wicklung 432 und in der Wicklung 430 induzierte Spannung zugeführt werden.
Nunmehr auf 4C Bezug nehmend, wird ein(e) andere(r) alternative(r) Lichtmaschine/Starter gezeigt. Diese(r) beispielhafte Lichtmaschine/Starter kann auch mit weniger sich bewegenden Teilen betrieben werden, während sie/er die gleichen Funktionen wie die in den 2A–3B gezeigten Lichtmaschinen/Starter ausübt. Ferner stellt diese Alternative auch Eingangs- und Ausgangsriemenscheiben auf gegenüberliegenden Seiten der Lichtmaschine/des Starters bereit, so dass das Fahrzeug-Packaging verbessert werden kann.
Die Lager 456 und 470 sind zur Bereitstellung von Abstützung für den Feld- und Ankerwicklungsträger 458 in das Gehäuse 472 gepresst. Die Lager 454, 464, 466 und 474 sind zur Bereitstellung von Abstützung für die Welle 490 und die Welle 492 in den Feld- und Ankerträger 458 gepresst. Die Welle 490 stellt Abstützung für den ersten Ankerträger 460 und die Riemenscheibe 452 bereit. Die Welle 492 stellt Abstützung für den zweiten Feldträger 480 und die Riemenscheibe 476 bereit. Die Riemenscheibe 452 kann mechanisch mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sein, und die Riemenscheibe 476 kann über einen Riemen oder eine Kette mechanisch mit FEAD-Vorrichtungen gekoppelt sein.
Die erste Feldwicklung 480 ist mit dem Feld- und Ankerwicklungsträger 458 gekoppelt. Die erste Ankerwicklung 482 ist mit dem ersten Ankerträger 460 gekoppelt. Die zweite Feldwicklung 486 ist mit dem zweiten Feldwicklungsträger 480 gekoppelt. Die zweite Ankerwicklung 484 ist mit dem Feld- und Ankerwicklungsträger 458 gekoppelt. Schleifringe 435 oder als Alternative Bürsten oder leitfähiges Fett durch Lagerkontakte stellen elektrische Verbindungen zwischen sich drehenden Feldwicklungen und Ankerwicklungen und dem Gehäuse 472 bereit, wobei ein elektrischer Verbinder (nicht gezeigt) eine elektrische Kopplung zwischen der Lichtmaschine/dem Starter 17 und der Steuerung 12 bereitstellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die zweite Feldwicklung 486 in einigen Beispielen stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein kann. Ferner kann die zweite Ankerwicklung 484 stattdessen als zweite Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die zweite Feldwicklung 486 als zweite Ankerwicklung konfiguriert ist. Die zweite Feldwicklung 486 und die zweite Ankerwicklung 484 umfassen eine(n) zweite(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Ebenso kann die erste Feldwicklung 480 stattdessen als zweite Ankerwicklung konfiguriert sein. Ferner kann die erste Ankerwicklung 482 stattdessen als erste Feldwicklung konfiguriert sein, wenn die erste Feldwicklung 480 als erste Ankerwicklung konfiguriert ist. Die erste Feldwicklung 480 und die erste Ankerwicklung 482 umfassen eine(n) erste(n) Lichtmaschine/Starter in der Lichtmaschine/dem Starter 17. Somit ist die Lichtmaschine/der Starter 17 eine elektrische Verbund-Maschine, die aus einer (einem) ersten Lichtmaschine/Starter und einer (einem) zweiten Lichtmaschine/Starter besteht.
Der Anker- und Feldträger 458, der erste Ankerträger 460 und der zweite Feldträger 480 drehen sich nicht bei Null-Stromfluss durch die erste Feldwicklung 480, und der Feld- und Ankerträger 458 wird durch die Kraftmaschine 10 angetrieben. Durch Leiten von Strom durch die erste Feldwicklung 480, wenn der erste Ankerträger 460 durch die Kraftmaschine 10 von 1A gedreht wird, kann jedoch in der ersten Ankerwicklung 482 eine Spannung induziert werden. Die induzierte Spannung in der ersten Ankerwicklung 482 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Ferner erzeugt fließender Feldstrom in der ersten Feldwicklung 480 ein magnetisches Feld, das ein Gegendrehmoment zur Kraftmaschinendrehung bereitstellt. Das Gegendrehmoment bewirkt auch eine Drehung des Anker- und Feldträgers 458, wenn in der ersten Ankerwicklung 480 eine Spannung induziert wird. Folglich dreht sich auch die zweite Ankerwicklung 484. Wenn der zweiten Feldwicklung 486 Strom zugeführt wird, während der Anker- und Feldträger 458 durch das über den Strom der ersten Feldwicklung 480 erzeugte Gegendrehmoment gedreht wird, wird ein magnetisches Feld erzeugt, das ein Gegendrehmoment zur Drehung des zweiten Feldträgers 480 bereitstellt. Die induzierte Spannung in der zweiten Ankerwicklung 486 kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie oder zu elektrischen Fahrzeugverbrauchern verwendet werden. Der zweite Feldwicklungsträger 480 dreht sich nicht, wenn kein Feldstrom durch die zweite Feldwicklung 486 fließt.
In der Darstellung weist die Riemenscheibe 452 einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 476 auf, aber die Riemenscheibendurchmesser können gleich konfiguriert sein, oder die Riemenscheibe 476 kann einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 452 aufweisen, was von Designzielen und einem Soll-Drehzahl-Bereich mechanisch angetriebener Nebenaggregatvorrichtungen abhängig ist.
Wenn die Riemenscheibe 452 über die Kraftmaschine 10 angetrieben wird, kann die Riemenscheibe 476 Drehmoment für FEAD-Vorrichtungen bereitstellen, wenn der Feldwicklung 480 und der Feldwicklung 486 Strom zugeführt wird. Unter dieser Bedingung kann dem elektrischen Fahrzeugsystem zum Laden der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie und zum Betreiben von elektrischen Fahrzeuglasten in der Wicklung 482 und in der Wicklung 484 induzierte Spannung zugeführt werden.
Somit stellt das System der 1A–4C eine elektrische Maschine bereit, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse; eine erste Feldwicklung in dem Gehäuse; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung, wobei die erste Feldwicklung und die erste Ankerwicklung durch die zweite Feldwicklung zumindest teilweise umwickelt sind; und eine zweite Ankerwicklung, wobei die erste Feldwicklung und die erste Ankerwicklung durch die zweite Ankerwicklung zumindest teilweise umwickelt sind. Die elektrische Maschine umfasst, dass die erste Feldwicklung, die zweite Feldwicklung, die erste Ankerwicklung und die zweite Ankerwicklung von dem Gehäuse zumindest teilweise umschlossen sind.
In einigen Beispielen umfasst die elektrische Maschine ferner einen ersten Feldwicklungsträger, einen zweiten Feldwicklungsträger, einen ersten Ankerwicklungsträger und einen zweiten Ankerwicklungsträger. Die elektrische Maschine umfasst, dass der erste Feldwicklungsträger die erste Feldwicklung hält, dass der zweite Feldwicklungsträger die zweite Feldwicklung hält, dass der erste Ankerträger den ersten Anker hält und dass der zweite Ankerträger den zweiten Anker hält. Ferner umfasst die elektrische Maschine zwei Lager, die eine Welle stützen, wobei der erste Anker mit der Welle gekoppelt ist. Ferner umfasst die elektrische Maschine zwei Lager, die den zweiten Feldträger stützen. Ferner umfasst die elektrische Maschine zwei Lager, die den ersten Feldträger stützen.
Das System sieht weiterhin eine elektrische Maschine vor, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse; eine über einen ersten Feldwicklungsträger im Gehäuse gestützte erste Feldwicklung; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung; eine zweite Ankerwicklung, wobei die zweite Ankerwicklung über einen zweiten Ankerwicklungsträger gestützt wird, wobei der zweite Ankerwicklungsträger mechanisch mit dem ersten Feldwicklungsträger gekoppelt ist, wobei die zweite Ankerwicklung von der zweiten Feldwicklung zumindest teilweise umwickelt ist. Die elektrische Maschine umfasst, dass die erste Feldwicklung, die erste Ankerwicklung, die zweite Feldwicklung und die zweite Ankerwicklung im Gehäuse gehalten werden. Die elektrische Maschine umfasst ferner einen ersten Ankerwicklungsträger und einen zweiten Feldwicklungsträger.
Ferner umfasst die elektrische Maschine zwei Lager, die den ersten Feldwicklungsträger stützen, und zwei Lager, die die zweite Feldwicklung im Gehäuse stützen. Die elektrische Maschine umfasst ferner eine Welle und drei Lager, die den ersten Ankerträger und den zweiten Ankerträger stützen. Die elektrische Maschine umfasst ferner das Verringern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der verbleibenden Kraftmaschinenzylinder während des zweiten Modus. Ferner umfasst die elektrische Maschine eine Riemenscheibe, die mechanisch mit der Welle verbunden ist.
Das System stellt auch eine elektrische Maschinen bereit, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse; eine erste Feldwicklung im Gehäuse; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung; und eine zweite Ankerwicklung, wobei die erste Ankerwicklung und die zweite Ankerwicklung durch einen einzigen Ankerwicklungsträger gestützt werden. Die elektrische Maschine umfasst, dass die erste Feldwicklung und die zweite Feldwicklung mindestens einen Teil des einzigen Ankerwicklungsträgers umwickeln. Die elektrische Maschine umfasst, dass der einzige Ankerwicklungsträger durch eine Welle und nur zwei Lager im Gehäuse gestützt wird. Ferner umfasst die elektrische Maschine einen ersten Feldwicklungsträger, der die erste Feldwicklung stützt, und einen zweiten Feldwicklungsträger, der die zweite Feldwicklung stützt. Die elektrische Maschine umfasst, dass der erste Feldwicklungsträger mechanisch mit einer Welle einer Kraftmaschine gekoppelt ist und dass der zweite Feldwicklungsträger mechanisch mit einem mechanisch angetriebenen Nebenaggregat gekoppelt ist. Die elektrische Maschine umfasst ferner vier Lager, die den ersten Feldwicklungsträger und den zweiten Feldwicklungsträger stützen.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Kraftmaschinenbetriebssequenz gemäß dem Verfahren von 6 und dem System der 1–4C gezeigt. Die Sequenz von 5 ist lediglich eine beispielhafte simulierte Sequenz, die durch das Verfahren von 6 bereitgestellt werden kann. In diesem Beispiel wird Strom in den Feldwicklungen in der Lichtmaschine 17 eingestellt, um das an die Kraftmaschine angelegte Drehmoment einzustellen und die Drehzahl der FEAD-Vorrichtung zu steuern. Bei alternativen Ausführungsformen kann jedoch Ankerwicklungsstrom anstelle von Feldwicklungsstrom gesteuert werden.
Das erste Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm der Kraftmaschinendrehzahl als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Kraftmaschinendrehzahl dar, und die Kraftmaschinendrehzahl nimmt in die Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu.
Das zweite Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm der Drehzahl der FEAD-Vorrichtung als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Drehzahl der FEAD-Vorrichtung dar, und die Drehzahl der FEAD-Vorrichtung nimmt in die Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu.
Das dritte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Feldstroms der ersten Lichtmaschine in der Lichtmaschine 17 als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Feldstrom der ersten Lichtmaschine dar, und der Feldstrom der ersten Lichtmaschine nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu.
Das vierte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Drehmoments der ersten Lichtmaschine in der Lichtmaschine 17 als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt das Drehmoment der ersten Lichtmaschine dar, und das Felddrehmoment der ersten Lichtmaschine nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Das Drehmoment der ersten Lichtmaschine kann eine Summe des an die Kraftmaschine zur Drehung der zweiten Lichtmaschine in der Lichtmaschine 17 angelegten Drehmoments und zur Bereitstellung der elektrischen Leistungsabgabe von der ersten Lichtmaschine sein.
Das fünfte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Feldstroms der zweiten Lichtmaschine in der Lichtmaschine 17 als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt Feldstrom der zweiten Lichtmaschine dar, und der Feldstrom der zweiten Lichtmaschine nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu.
Das sechste Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Drehmoments der zweiten Lichtmaschine in der Lichtmaschine 17 als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt das Drehmoment der zweiten Lichtmaschine dar, und das Drehmoment der zweiten Lichtmaschine nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Das Drehmoment der zweiten Lichtmaschine kann eine Summe des an die erste Lichtmaschine angelegten Drehmoments und des Drehmoments zur Drehung der FEAD-Vorrichtungen sein.
Das siebte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm der elektrischen Fahrzeuglast oder der Höhe der durch das Fahrzeug verbrauchten elektrischen Energie als Funktion der Zeit. Die vertikale Achse stellt die elektrische Fahrzeuglast dar, und die elektrische Fahrzeuglast nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu.
Zum Zeitpunkt T0 wird die Kraftmaschine nicht betrieben, und die Drehzahl der FEAD-Vorrichtung beträgt null. Da die Kraftmaschinendrehzahl null ist, ist ferner die Lichtmaschineneingangsdrehzahl (nicht gezeigt) null. Der Feldstrom der ersten Lichtmaschine ist null, so dass sich der Lichtmaschinenausgang, der mit der FEAD gekoppelt ist, nicht dreht. Die erste Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 stellt kein Drehmoment bereit, wenn der Feldstrom der ersten Lichtmaschine null ist. Der Feldstrom der zweiten Lichtmaschine ist null, wodurch eine Drehung der FEAD-Ausgangsriemenscheibe nicht ermöglicht wird. Die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 stellt kein Drehmoment bereit, wenn der Feldstrom der zweiten Lichtmaschine null ist. Die elektrische Fahrzeuglast befindet sich auf einem niedrigen Wert.
Zum Zeitpunkt T1 fordert der Fahrer des Fahrzeugs (nicht gezeigt) einen Start der Kraftmaschine an. Die Kraftmaschinendrehzahl beginnt als Reaktion auf den angeforderten Kraftmaschinenstart zuzunehmen. Die Kraftmaschinendrehzahl wird über einen Kraftmaschinenstarter erhöht. Die FEAD-Drehzahl beträgt null, da die Feldströme der ersten und zweiten Lichtmaschine null sind. Die Drehmomentwerte der ersten und zweiten Lichtmaschine sind auch null, da die Feldströme der ersten zweiten Lichtmaschine null sind. Die elektrischen Fahrzeuglasten mit Ausnahme des Kraftmaschinenstarters befinden sich auf einem niedrigen Wert.
Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 nimmt die Kraftmaschinendrehzahl weiterhin zu, während die Kraftmaschine beginnt, Drehmoment zu erzeugen. Die FEAD-Drehzahl bleibt genauso wie der Feldstrom der ersten Lichtmaschine, der Feldstrom der zweiten Lichtmaschine, das Drehmoment der ersten Lichtmaschine und das Drehmoment der zweiten Lichtmaschine null. Die elektrische Fahrzeuglast bleibt auf einem niedrigen Wert.
Zum Zeitpunkt T2 erreicht die Kraftmaschinendrehzahl eine Schwellendrehzahl. In einem Beispiel ist die Schwellendrehzahl eine Basiskraftmaschinenleerlaufdrehzahl. Elektrische Ströme werden an das Feld der ersten Lichtmaschine und das Feld der zweiten Lichtmaschine angelegt, wie bei dem Verfahren von 6 weiter besprochen wird. In diesem Beispiel wird dem Feld der ersten Lichtmaschine ein höherer Strom zugeführt als dem Feld der zweiten Lichtmaschine. Das Drehmoment der ersten Lichtmaschine nimmt zu, wodurch die mechanische Last, die die Lichtmaschine 17 an die Kraftmaschine 10 anlegt, zunimmt. Das Drehmoment der zweiten Lichtmaschine nimmt auch zu, was das zum Drehen der FEAD-Vorrichtungen und Bereitstellen der elektrischen Leistungsabgabe von der zweiten Lichtmaschine in der Lichtmaschine 17 verwendete Drehmoment anzeigt. Die elektrische Fahrzeuglast wird nach Zuführen von Strom zu der Feldwicklung der ersten Lichtmaschine und der Feldwicklung der zweiten Lichtmaschine zum Aktivieren verschiedener elektrischer Fahrzeugverbraucher erhöht.
Zum Zeitpunkt T3 beginnt die Kraftmaschinendrehzahl zuzunehmen. Der Feldstrom der ersten Lichtmaschine und der Feldstrom der zweiten Lichtmaschine werden als Reaktion auf die Kraftmaschinendrehzahl und eine Soll-FEAD-Vorrichtungsdrehzahl eingestellt. Die Soll-FEAD-Vorrichtungsdrehzahl kann eine Drehzahl sein, bei der die FEAD-Vorrichtung einen höheren Wirkungsgrad als einen Schwellenwirkungsgrad aufweist. Ferner werden der Feldstrom der ersten und der zweiten Lichtmaschine dazu eingestellt, eine Soll-Höhe der elektrischen Leistungsabgabe bereitzustellen. Die Soll-Höhe der elektrischen Leistungsabgabe kann auf der durch elektrische Fahrzeugleistungsverbraucher verbrauchten elektrischen Leistung und einer der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie zugeführten Leistungshöhe basieren.
Die Feldströme der ersten und der zweiten Lichtmaschine werden als Reaktion auf die Kraftmaschinendrehzahl, die durch elektrische Leistungsverbraucher verbrauchte elektrische Leistung, die Soll-FEAD-Vorrichtungsdrehzahl und die Höhe der von der Lichtmaschine für die Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie des Fahrzeugs bereitgestellten elektrischen Leistung eingestellt.
Zum Zeitpunkt T4 wird die elektrische Fahrzeuglast erhöht. In einem Beispiel kann die elektrische Fahrzeuglast als Reaktion auf die Aktivierung des Betriebs eines autonomen Fahrzeugs erhöht werden. In anderen Beispielen kann die elektrische Fahrzeuglast aufgrund der Aktivierung einer Fahrzeugwärmepumpe oder anderen elektrischen Last erhöht werden. In diesem Beispiel wird der Feldstrom der ersten Lichtmaschine auf seinem aktuellen Wert gehalten, und der Feldstrom der zweiten Lichtmaschine wird erhöht, um die elektrische Leistungsabgabe durch die zweite Lichtmaschine in der Lichtmaschine/dem Starter 17 zu erhöhen. Das Drehmoment der ersten und der zweiten Lichtmaschine wird erhöht, so dass zusätzliche elektrische Energie über die zweite Lichtmaschine in der Lichtmaschine/dem Starter 17 bereitgestellt werden kann. Insbesondere wird die mechanische Last der ersten Lichtmaschine durch Erhöhen des der ersten Lichtmaschine zugeführten Feldstroms erhöht. Der der ersten Lichtmaschine zugeführte erhöhte Feldstrom gestattet es der ersten Lichtmaschine, die zweite Lichtmaschine mit zusätzlichem Drehmoment zu drehen. Die elektrische Last der zweiten Lichtmaschine wird erhöht, wodurch das an die erste Lichtmaschine und die Kraftmaschine angelegte Drehmoment der zweiten Lichtmaschine erhöht wird. Durch Erhöhen des den Feldwicklungen der zweiten Lichtmaschine zugeführten Feldstroms wird auch die elektrische Leistungsabgabe von der zweiten Lichtmaschine erhöht.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das eine Verbund-Lichtmaschine enthält, gezeigt. Das Verfahren von 6 kann die in 5 gezeigt Betriebssequenz bereitstellen. Weiterhin können zumindest Teile des Verfahrens von 6 als ausführbare Anweisungen (zum Beispiel Computercode) verwirklicht sein, die im nichtflüchtigem Speicher der in 1B gezeigten Steuerung 12 gespeichert sind, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktuatoren in der physischen Welt umsetzt. Die/der bei dem Verfahren von 6 beschriebene Lichtmaschine/Starter kann als eine(r) der in den 2A–4C beschriebenen Lichtmaschinen/Starter konfiguriert sein.
Bei 602 beurteilt das Verfahren 600, ob die Kraftmaschine bei einer Schwellenbetriebsdrehzahl oder einer darüber liegenden Drehzahl betrieben wird. In einem Beispiel kann die Schwellenbetriebsdrehzahl eine Basiskraftmaschinenleerlaufdrehzahl sein. Das Verfahren 600 kann die Kraftmaschinendrehzahl über einen Kraftmaschinendrehzahlsensor bestimmen. Wenn das Verfahren 600 urteilt, dass die Kraftmaschinendrehzahl größer als die Schwellendrehzahl ist, ist die Antwort ja, und das Verfahren 600 geht zu 604 über, ansonsten lautet die Antwort nein, und das Verfahren 600 geht zu 630 über.
Bei 630 beurteilt das Verfahren 600, ob die Kraftmaschine gestartet wird. In einem Beispiel urteilt das Verfahren 600, dass die Kraftmaschine gestartet wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl größer als null und kleiner als eine Schwellendrehzahl (zum Beispiel eine Basiskraftmaschinenleerlaufdrehzahl) ist. Wenn das Verfahren 600 urteilt, dass die Kraftmaschine gestartet wird, ist die Antwort ja, und das Verfahren 600 geht zu 632 über. Ansonsten lautet die Antwort nein, und das Verfahren 600 geht zu 636 über.
Bei 636 stellt das Verfahren 600 einer ersten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Strom und einer zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Strom auf null ein. Der der ersten und der zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführte Strom wird auf null Ampere eingestellt, wenn die Kraftmaschine angehalten ist, so dass der elektrische Energieverbrauch reduziert wird.
Während des Anhaltens der Kraftmaschine kann den Feldwicklungen der ersten Lichtmaschine zugeführter Strom auf eine erste Höhe eingestellt werden, und den Feldwicklungen der zweiten Lichtmaschine zugeführter Strom kann auf eine zweite Höhe eingestellt werden, die sich von der ersten Höhe unterscheidet. In einem Beispiel ist der den Feldwicklungen der durch die Kraftmaschine angetriebenen ersten Lichtmaschine zugeführte Strom ungleich null, so dass eine Last angelegt werden kann, so dass die Kraftmaschinendrehzahlsteuerung verbessert und die Kraftmaschinenanhalteposition somit gesteuert werden kann. Der den Feldwicklungen der zweiten Lichtmaschine zugeführte Strom kann null sein, so dass die FEAD-Vorrichtungslasten, die sich mit der FEAD-Drehzahl ändern, von der Kraftmaschine entkoppelt werden können, um die Steuerung der Kraftmaschinenanhalteposition während des Anhaltens der Kraftmaschine zu verbessern. Somit kann die elektrische Last der ersten Lichtmaschine zur Steuerung der Kraftmaschinendrehzahl und der Anhalteposition verwendet werden, während der Einfluss der zweiten Lichtmaschine auf die Kraftmaschinenanhalteposition reduziert wird. Nach Einstellung des der ersten und der zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine zugeführten Stroms geht das Verfahren 600 zum Ende.
Bei 632 stellt das Verfahren 600 einer ersten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Strom und einer zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Strom auf null ein. Der der ersten und der zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführte Strom wird auf null Ampere eingestellt, so dass die mechanisch angetriebenen FEAD-Vorrichtungen während des Startens der Kraftmaschine nicht gedreht werden. Durch Einstellen des der ersten und der zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Stroms auf null Ampere wird des Weiteren an die Kraftmaschine angelegtes Drehmoment zur Erzeugung von elektrischer Energie über die Lichtmaschine/den Starter eliminiert. Folglich kann es möglich sein, die Steuerung der Kraftmaschinendrehzahl während des Startens der Kraftmaschine zu verbessern, da die Kraftmaschinenlast gleichbleibender sein kann. Nach Einstellung des der ersten und der zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine zugeführten Stroms geht das Verfahren 600 zu 634 über.
In einigen Beispielen kann die Lichtmaschine/der Starter als Reaktion auf eine Kraftmaschinenstartanforderung als Starter betrieben werden. Die Lichtmaschine/der Starter wird durch Zuführen von Strom zu den ersten Feldwicklungen und von Spannung zu den ersten Ankerwicklungen als Starter betrieben. Strom und Spannung können den zweiten Feldwicklungen und den zweiten Ankerwicklungen nicht zugeführt werden, wenn die Lichtmaschine/der Starter als Starter betrieben wird, da eine Drehung der FEAD-Vorrichtungen den Stromverbrauch erhöhen würde. Die Lichtmaschine/der Starter dreht die Kraftmaschine, bis eine vorbestimmte Kraftmaschinendrehzahl (zum Beispiel 250 RPM) überschritten ist, dann kann die Lichtmaschine/der Starter als Lichtmaschine betrieben werden. Nach Einstellung der Feldströme der ersten und der zweiten Lichtmaschine geht das Verfahren 600 zum Ende.
Bei 634 betreibt das Verfahren 600 die Lichtmaschine/den Starter 17 als Lichtmaschine und erhöht Feldstrom zu der Lichtmaschine/dem Starter, wenn die Kraftmaschinendrehzahl größer als (>) eine Schwellendrehzahl ist. Durch Erhöhen des Feldstroms mindestens einer Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17, kann die Abgabe von elektrischer Energie durch die Lichtmaschine/den Starter 17 erhöht werden. Nach Erhöhen des Feldstroms der Lichtmaschine/des Starters 17 und Beginn der Erzeugung von elektrischer Energie durch die Lichtmaschine/den Starter 17 geht das Verfahren 600 zum Ende.
Bei 604 urteilt das Verfahren 600, ob eine Höhe eines angeforderten Kraftmaschinendrehmoments größer als ein Schwellenwert ist. In einem Beispiel beträgt der Schwellenwert fünfundsiebzig Prozent des maximalen Kraftmaschinendrehmoments bei der aktuellen Kraftmaschinendrehzahl. Das Verfahren 600 trifft diese Feststellung, um eine maximale Kraftmaschinenleistungshöhe unter Hochlastbedingungen bereitzustellen, so dass dem Fahreranforderungsdrehmoment durch die Kraftmaschine entsprochen werden kann. Ist die Antwort ja, geht das Verfahren 600 zu 606 über, ansonsten lautet die Antwort nein, und das Verfahren 600 geht zu 608 über.
Bei 606 stellt das Verfahren 600 einer ersten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Strom und einer zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführten Strom auf null ein. Der der ersten und der zweiten Feldwicklung der Lichtmaschine/des Starters zugeführte Strom wird auf null Ampere eingestellt, so dass die mechanisch angetriebenen FEAD-Vorrichtungen nicht gedreht werden und bei Fahreranforderungsbedingungen über einem Schwellenwert keine elektrische Energie von der Lichtmaschine/dem Starter abgegeben wird. Folglich kann es möglich sein, eine den Fahrzeugrädern zugeführte Leistungshöhe zu erhöhen. Nach Einstellung des dem ersten und dem zweiten Feld der Lichtmaschine zugeführten Stroms geht das Verfahren 600 zum Ende.
Bei 608 bestimmt das Verfahren 600 die elektrischen Leistungsanforderungen für das Fahrzeug. Die elektrischen Fahrzeuganforderungen können Navigationsgeräte, Fahrzeugaktuatoren und Sensoren für das Fahren von autonomen Fahrzeugen, Fahrzeug-Entertainmentsysteme, Fahrzeugkommunikationssysteme, elektrischen Energieverbrauch für die Klimaregelung des Fahrzeuginnenraums und Fahrzeugbeleuchtung umfassen, sind aber nicht auf beschränkt. In einem Beispiel werden der Art der elektrischen Last entsprechende Leistungswerte empirisch bestimmt und in Funktionen oder Tabellen im Speicher gespeichert. Wenn zum Beispiel eine Fahrzeugwärmepumpe aktiviert wird, kann das Verfahren 600 einen Wert für die elektrische Last (zum Beispiel eine Höhe von elektrischer Leistung) aus dem Speicher abrufen, um die durch die Fahrzeugwärmepumpe bereitgestellte elektrische Last zu bestimmen. Als Alternative dazu kann die Leistung für elektrische Fahrzeugverbraucher durch einen Stromerfassungswiderstand oder irgendein anderes bekanntes Strommessmittel gemessen werden. Der erfasste Strom wird mit der Spannung, bei der der Strom bereitgestellt wird, multipliziert, um die durch die elektrischen Fahrzeugvorrichtungen verbrauchte elektrische Leistung zu bestimmen. Leistungswerte für alle elektrischen Fahrzeugverbraucher werden summiert, um eine elektrische Gesamtfahrzeugleistungsanforderung zu bestimmen. Nach Bestimmung der elektrischen Fahrzeugleistungsanforderungen geht das Verfahren 600 zu 610 über.
Bei 610 bestimmt das Verfahren 600 mechanische Leistungsanforderungen für eine Fahrzeugklimaautomatik, falls das Fahrzeug damit ausgestattet ist. In einem Beispiel werden Leistungsanforderungswerte für einen mechanisch angetriebenen Kompressor (der zum Beispiel durch die Kraftmaschine des Fahrzeugs angetrieben wird) empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert. Die Leistungswerte können aus dem Speicher abgerufen werden, wenn die Klimaautomatik des Fahrzeugs aktiviert wird.
Bei 612 bestimmt das Verfahren 600 die Kraftmaschinendrehzahl und die Kraftmaschinenleistungsanforderung. Die Kraftmaschinendrehzahl (zum Beispiel U/min) kann durch einen Kurbelwellenpositionssensor und Messen einer Zeitdauer zwischen bekannten Kurbelwellenpositionen bestimmt werden. Die Kraftmaschinenleistungsanforderung (zum Beispiel angeforderte Kraftmaschinenleistung) kann aus einem Fahreranforderungsdrehmoment bestimmt werden. Das Fahreranforderungsdrehmoment kann auf der Fahrpedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren. Eine im Speicher gespeicherte Funktion bezieht sich auf die Umwandlung der Fahrpedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit in Fahreranforderungsdrehmoment oder kann dazu verwendet werden. Die Fahreranforderungsdrehmomente können empirisch bestimmt und in einer Funktion oder Tabelle im Speicher gespeichert werden. Nach dem Bestimmen der Kraftmaschinendrehzahl und der angeforderten Kraftmaschinenleistung geht das Verfahren 600 zu 614 über.
Bei 614 beurteilt das Verfahren 600, ob eine Fahrzeuginnenraumtemperaturregelung angefordert wird. In einem Beispiel beurteilt das Verfahren 600, dass eine Fahrzeuginnenraumtemperaturregelung angefordert wird, basierend auf einer Stellung eines Bedienerreglerschalters. In einem anderen Beispiel beurteilt das Verfahren 600, dass eine Fahrzeuginnenraumtemperaturregelung angefordert wird, basierend auf einem Wert eines im Speicher gespeicherten Bits. Wenn das Verfahren 600 urteilt, dass eine Fahrzeuginnenraumtemperaturregelung angefordert wird, ist die Antwort ja, und das Verfahren 600 geht zu 620 über. Ansonsten lautet die Antwort nein, und das Verfahren 600 geht zu 616 über.
Bei 620 bestimmt das Verfahren 600 eine Mindestkraftmaschinendrehzahl und -FEAD-Last so, dass ein Klimaanlagenkompressor nicht mehrmals ein- und aus- und wieder eingeschaltet wird. In einem Beispiel kann die FEAD-Last empirisch bestimmt und in einer im Speicher gespeicherten Tabelle oder Funktion gespeichert werden. Die Tabelle oder Funktion gibt einen Leistungswert aus, wenn sie über Umgebungstemperatur und eine Soll-Fahrzeuginnenraumtemperatur indexiert ist. Ferner bestimmt das Verfahren 600 die über die erste und die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 zu erzeugende elektrische Leistung. In einem Beispiel ist die Mindestkraftmaschinendrehzahl die niedrigste Kraftmaschinendrehzahl, bei der eine durch die erste Lichtmaschine, die zweite Lichtmaschine und die FEAD verwendete Gesamtdrehmomenthöhe bereitgestellt werden kann. Die elektrischen Fahrzeugleistungsanforderungen können empirisch bestimmt und in einem Speicher gespeichert oder beispielsweise durch einen Nebenschlusswiderstand gemessen werden. Wenn elektrische Fahrzeugleistungsanforderungen empirisch bestimmt und in einem Speicher gespeichert werden, können sie auf der aktivierten elektrischen Vorrichtung basieren. Zum Beispiel können Steuerungen autonomer Fahrzeuge 1500 W elektrische Energie verbrauchen, und eine elektrische Wasserpumpe kann 50 W elektrische Energie verbrauchen. Eine Tabelle oder eine Funktion, die die Steuerungsenergie eines autonomen Fahrzeugs darstellt, kann den Wert von 1500 W ausgeben, wenn die Steuerungen des autonomen Fahrzeugs aktiviert sind. Die mechanischen Lasten der FEAD und elektrischen Lasten werden zusammenaddiert, und das Ergebnis wird durch 2 dividiert, wie in den vorherigen fünf Beispielszenarien gezeigt, um die Leistungsabgabe aus der ersten und der zweiten Lichtmaschine, die von der Lichtmaschine/dem Starter 17 umfasst werden, zu bestimmen. Die Last der zweiten Lichtmaschine wird dann in mechanische Last (FEAD) und elektrische Last aufgeteilt. Wenn die elektrische Leistungsabgabe einer Lichtmaschine ein negativer Wert ist, kann diese Lichtmaschine (zum Beispiel die mit der FEAD gekoppelte Lichtmaschine) als Motor statt als Lichtmaschine betrieben werden, um Lichtmaschinenleistungsabgaben auszugleichen. In einigen Beispielen kann Feldstrom der zweiten Lichtmaschine dazu eingestellt werden, die Drehzahl von mit der zweiten Lichtmaschine gekoppelten Vorrichtungen zu ändern. Zum Beispiel kann die AC-Kompressordrehzahl durch einen Drehzahlsensor überwacht werden, und wenn die AC-Kompressordrehzahl geringer als erwünscht ist, kann der Feldstrom erhöht werden. Auf diese Weise kann die Drehzahl von FEAD-Vorrichtungen gesteuert werden.
Bei 616 bestimmt das Verfahren 600 eine Mindestkraftmaschinendrehzahl und -FEAD-Last, um die mechanischen FEAD-Drehmomentverbraucher auf einer gewünschten Drehzahl zu betreiben. Darüber hinaus bestimmt das Verfahren 600 die über die erste und die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 zu erzeugende elektrische Leistung. In einem Beispiel kann die FEAD-Last empirisch bestimmt und in einer im Speicher gespeicherten Tabelle oder Funktion gespeichert werden. Die Tabelle oder Funktion gibt einen Leistungswert aus, wenn sie über Umgebungstemperatur und eine Soll-Fahrzeuginnenraumtemperatur indexiert ist. Ferner bestimmt das Verfahren 600 die über die erste und die zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/des Starters 17 zu erzeugende elektrische Leistung. In einem Beispiel ist die Mindestkraftmaschinendrehzahl die niedrigste Kraftmaschinendrehzahl, bei der eine durch die erste Lichtmaschine, die zweite Lichtmaschine und die FEAD verwendete Gesamtdrehmomenthöhe bereitgestellt werden kann. Die elektrischen Fahrzeugleistungsanforderungen können empirisch bestimmt und in einem Speicher gespeichert oder beispielsweise durch einen Nebenschlusswiderstand gemessen werden. Wenn elektrische Fahrzeugleistungsanforderungen empirisch bestimmt und in einem Speicher gespeichert werden, können sie auf der aktivierten elektrischen Vorrichtung basieren. Die mechanischen Lasten der FEAD und die elektrischen Lasten werden zusammenaddiert, und das Ergebnis wird durch 2 dividiert, wie in den vorherigen fünf Beispielszenarien gezeigt, um die Leistungsabgabe aus der ersten und der zweiten Lichtmaschine, die von der Lichtmaschine/dem Starter 17 umfasst werden, zu bestimmen. Die Last der zweiten Lichtmaschine wird dann in mechanische Last (FEAD) und elektrische Last aufgeteilt. Wenn die elektrische Leistungsabgabe einer Lichtmaschine ein negativer Wert ist, kann diese Lichtmaschine (zum Beispiel die mit der FEAD gekoppelte Lichtmaschine) als Motor statt als Lichtmaschine betrieben werden, um Lichtmaschinenleistungsabgaben auszugleichen. In einigen Beispielen kann Feldstrom der zweiten Lichtmaschine ferner dazu eingestellt werden, die Drehzahl von mit der zweiten Lichtmaschine gekoppelten Vorrichtungen zu ändern. Zum Beispiel kann die AC-Kompressordrehzahl durch einen Drehzahlsensor überwacht werden, und wenn die AC-Kompressordrehzahl höher als erwünscht ist, kann der Feldstrom verringert werden. Auf diese Weise kann die Drehzahl von FEAD-Vorrichtungen gesteuert werden.
Bei 618 stellt das Verfahren 600 Feldströme für eine erste Lichtmaschine und eine zweite Lichtmaschine der Lichtmaschine/der Starters 17 ein. In einem Beispiel ist eine erste Tabelle oder Funktion durch die elektrische Soll-Leistungsabgabe der ersten Lichtmaschine und die mechanische und elektrische Soll-Leistungsabgabe der ersten Lichtmaschine indexiert. Die erste Tabelle oder Funktion gibt einen Soll-Feldstrom für die erste Lichtmaschine aus. Ebenso ist eine zweite Tabelle oder Funktion durch die mechanische und elektrische Soll-Leistung der zweiten Lichtmaschine indexiert. Die zweite Tabelle oder Funktion gibt einen Soll-Feldstrom für die zweite Lichtmaschine aus. Der erste und der zweite Feldstrom werden über eine Steuerung ausgegeben, und das Verfahren 600 geht zum Ende.
Auf diese Weise können elektrische Fahrzeuglasten und mechanische FEAD-Lasten zwischen zwei Lichtmaschinen verteilt werden. Eine Lichtmaschine (zum Beispiel die zweite Lichtmaschine) führt den FEAD-Lasten Drehmoment zu. Ferner kann eine Drehzahl von FEAD-Vorrichtungen durch Einstellen des den Vorrichtungen zugeführten Feldstroms gesteuert werden.
Es sei darauf verwiesen, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen und den hierin enthaltenen verschiedenen Lichtmaschinen-/Starterkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem durchgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Kraftmaschinenhardware umfasst. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie zum Beispiel ereignisgesteuerte, interruptgesteuerte, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene dargestellte Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann mindestens ein Teil der beschriebenen Vorgänge, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des rechnerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem zu programmieren ist. Die Steuerungsvorgänge können auch den Betriebszustand eines oder mehrerer Sensoren oder Aktuatoren in der physischen Welt umwandeln, wenn die beschriebenen Vorgänge durch Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Kraftmaschinen-Hardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen enthält.
Hiermit endet die Beschreibung. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen erkennen lassen, ohne das Wesen und den Schutzumfang der Beschreibung zu verlassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10-, V12- und Boxermotoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.

Claims

Elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse; eine erste Feldwicklung in dem Gehäuse; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung, wobei die erste Feldwicklung und die erste Ankerwicklung durch die zweite Feldwicklung zumindest teilweise umwickelt sind; und eine zweite Ankerwicklung, wobei die erste Feldwicklung und die erste Ankerwicklung durch die zweite Ankerwicklung zumindest teilweise umwickelt sind.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die erste Feldwicklung, die zweite Feldwicklung, die erste Ankerwicklung und die zweite Ankerwicklung von dem Gehäuse zumindest teilweise umschlossen sind.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Feldwicklungsträger, einen zweiten Feldwicklungsträger, einen ersten Ankerwicklungsträger und einen zweiten Ankerträger.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der erste Feldwicklungsträger die erste Feldwicklung hält, der zweite Feldwicklungsträger die zweite Feldwicklung hält, der erste Ankerträger den ersten Anker hält und der zweite Ankerträger den zweiten Anker hält.
Elektrische Maschine nach Anspruch 4, ferner umfassend zwei Lager, die eine Welle stützen, wobei der erste Anker mit der Welle gekoppelt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 4, ferner umfassend zwei Lager, die den zweiten Feldträger stützen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 6, ferner umfassend zwei Lager, die den ersten Feldträger stützen.
Elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse; eine durch einen ersten Feldwicklungsträger im Gehäuse gestützte erste Feldwicklung; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung; eine zweite Ankerwicklung, wobei die zweite Ankerwicklung über einen zweiten Ankerwicklungsträger gestützt wird, wobei der zweite Ankerwicklungsträger mechanisch mit dem ersten Feldwicklungsträger gekoppelt ist, wobei die zweite Ankerwicklung von der zweiten Feldwicklung zumindest teilweise umwickelt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, wobei die erste Feldwicklung, die erste Ankerwicklung, die zweite Feldwicklung und die zweite Ankerwicklung in dem Gehäuse gehalten werden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, ferner umfassend einen ersten Ankerwicklungsträger und einen zweiten Feldwicklungsträger.
Elektrische Maschine nach Anspruch 10, ferner umfassend zwei Lager, die den ersten Feldwicklungsträger stützen, und zwei Lager, die die zweite Feldwicklung stützen, im Gehäuse.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Welle und drei Lager, die den ersten Ankerträger und den zweiten Ankerträger stützen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 7, ferner umfassend Verkleinern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der verbleibenden Motorzylinder während des zweiten Modus.
Elektrische Maschine nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Riemenscheibe, die mechanisch mit der Welle gekoppelt ist.
Elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse; eine erste Feldwicklung in dem Gehäuse; eine erste Ankerwicklung; eine zweite Feldwicklung; und eine zweite Ankerwicklung, wobei die erste Ankerwicklung und die zweite Ankerwicklung durch einen einzigen Ankerwicklungsträger gestützt werden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15, wobei die erste Feldwicklung und die zweite Feldwicklung mindestens einen Teil des einzigen Ankerwicklungsträgers umwickeln.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15, wobei der einzige Ankerwicklungsträger durch eine Welle und nur zwei Lager im Gehäuse gestützt wird.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15, ferner umfassend einen ersten Feldwicklungsträger, der die erste Feldwicklung stützt, und einen zweiten Feldwicklungsträger, der die zweite Feldwicklung stützt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 18, wobei der erste Feldwicklungsträger mechanisch mit einer Welle einer Kraftmaschine gekoppelt ist und wobei der zweite Feldwicklungsträger mechanisch mit einem mechanisch angetriebenen Nebenaggregat gekoppelt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 19, ferner umfassend vier Lager, die den ersten Feldwicklungsträger und den zweiten Feldwicklungsträger stützen.