用于飞行器的容错性混合电动推进系统技术方案

提供了一种混合电动推进系统和方法。更具体地，本公开涉及用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统，其被构造为响应于扭矩源(例如发动机)上的快速电负载变化而快速且自动地采取动作。还提供了用于操作飞行器的混合电动推进系统的方法。进系统的方法。进系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的容错性混合电动推进系统
[0001]本申请是2019年08月20日所提出的申请号为201910769698.6、专利技术名称为“用于飞行器的容错性混合电动推进系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本主题大体涉及用于飞行器的混合电动推进系统及其操作方法。更具体地，本主题涉及用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统，其被构造用于响应于快速电负载变化来检测和采取动作。

技术介绍

[0003]用于飞行器的并联混合电力推进系统通常包括内燃机或其他机械驱动的动力装置，其驱动发电机以产生电力。内燃机还可以驱动飞行器的推力源，例如螺旋桨。由发电机产生的电力用于驱动另外的推力源。例如，可以将电力提供给电动机，该电动机利用电力来驱动附加推力源，例如飞行器另一侧的螺旋桨。
[0004]这种系统固有地包含单一故障，由于电联接，这些故障可以产生比非混合系统更严重的航行器推力和推力不对称的变化。此外，快速的电负载变化可能导致重大且不安全的飞行器处理问题。另外，发动机扭矩的快速变化可导致超速问题等。
[0005]因此，解决上述一个或多个挑战的用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统和方法将是有用的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术来学习。
[0007]在一个方面，本公开涉及一种用于飞行器的混合电动推进系统。混合电动推进系统包括发动机和第一电机，第一电机与发动机机械地联接，并且构造成在被发动机驱动时产生电力。混合电动推进系统还包括一个或多个耗电负载，其与第一电机电联接并且被构造为从第一电机接收电力。一个或多个耗电负载包括第二电机，以及其他可能的耗电负载。此外，混合电动推进系统包括推进组件，推进组件与第二电机机械地联接并且构造成在被第二电机驱动时产生推力。此外，混合电动推进系统包括位于飞行器上的一个或多个感测装置，用于检测指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器。另外，混合电动推进系统包括与一个或多个传感器通信地联接的一个或多个控制器。一个或多个控制器被构造为从一个或多个感测装置接收指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器；至少部分地基于一个或多个性能指示器来确定是否存在电负载变化；并且如果存在快速电负载变化，响应于电负载变化产生控制动作。
[0008]在另一方面，本公开涉及一种用于操作飞行器的混合电动推进系统的方法。该方法包括从位于飞行器上的一个或多个感测装置接收指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器，该发动机与电机机械地联接，该电机构造成在被发动机驱动时产生电力，电机
与一个或多个耗电装置电联接，其中一个或多个耗电装置中的至少一个与推进组件机械地联接。该方法还包括至少部分地基于一个或多个性能指示器来确定是否存在发动机上的电负载减小。该方法进一步包括：如果存在发动机上的电负载减小，则响应于电负载减小产生控制动作，其中产生控制动作包括减少到发动机的燃料流。
[0009]在另一方面，本公开涉及一种用于飞行器的混合电动推进系统。混合电动推进系统包括发动机。混合电动推进系统还包括第一推进组件，该第一推进组件与发动机机械地联接并且构造成在被发动机驱动时产生推力。此外，混合电动推进系统包括第一电机，该第一电机与发动机机械地联接并且被构造为在被发动机驱动时产生电力。此外，混合电动推进系统包括第二电机，该第二电机与第一电机电联接并且被构造为从第一电机接收电力。此外，混合电动推进系统包括第二推进组件，该第二推进组件与第二电机机械地联接并且构造成在被第二电机驱动时产生推力。混合电动推进系统还包括位于飞行器上的一个或多个感测装置，用于检测指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器。此外，混合电动推进系统包括与一个或多个传感器通信地联接的一个或多个控制器，一个或多个控制器构造成：从一个或多个感测装置接收指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器；至少部分地基于一个或多个性能指示器来确定是否存在电负载变化；并且如果存在电负载变化，响应于电负载变化产生控制动作。
[0010]参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0011]在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：
[0012]图1提供了根据本公开的示例性实施例的具有并联混合电动推进系统的示例性飞行器的立体示意图；
[0013]图2提供了用于图1的飞行器的并联混合电动推进系统的示例性控制系统的示意图；
[0014]图3提供了根据本公开的示例性实施例的将发动机上的扭矩负载描绘为时间的函数的图；
[0015]图4提供了根据本公开的示例性实施例的另一示例性混合电动推进系统的示意图；和
[0016]图5提供了根据本公开的示例性方面的示例性方法的流程图。
具体实施方式
[0017]现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本专利技术，而不是限制本专利技术。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
此外，如本文所使用的，近似项，例如“近似”，“基本上”或“大约”，是指在百分之十(10％)误差范围内。此外，如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
[0018]大体上，本公开涉及一种混合电动推进系统及其方法。更具体地，本公开涉及用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统，其被构造为响应于扭矩源(例如发动机)上的快速电负载变化而快速且自动地采取动作。
[0019]图1提供了根据本公开的示例性实施例的具有混合电动推进系统110的示例性飞行器100的立体示意图。如图所示，对于该实施例，飞行器100是固定翼飞行器。在其他实施例中，飞行器100可以是其他合适类型的飞行器，例如旋转飞行器，竖直起飞和降落飞行器，倾转旋翼飞行器，飞艇，无人驾驶飞行器等。飞行器100在第一端102和第二端104之间延伸，例如，沿纵向轴线L延伸。在图1所示实施例中，第一端102是飞行器100的前端，第二端104是飞行器100的后部或后端。飞行器100包括机身106和一对机翼108，每个机翼108从机身106横向向外延伸。飞行器可包括用于控制飞行器100的推进和移动的各种控制表面。示例控制表面包括升降机，方向舵，副翼，扰流板，襟翼，板条，空气制动器或装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非暂时性计算机可读介质，包括计算机可执行指令，其特征在于，当所述计算机可执行指令由与用于飞行器的混合电动推进系统相关联的处理器执行时，使所述处理器执行操作，所述操作包括：确定所述混合电动推进系统中推力不对称的发生，所述混合电动推进系统包括内燃机和电动马达；以及控制所述电动机以在足以降低所述内燃机的扭矩输出以匹配所述内燃机上的电负载的瞬态时间段内降低所述电动机的效率。2.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，其中确定所述推力不对称的所述发生包括确定所述内燃机上的所述电负载的变化超过电负载率阈值，所述电负载率阈值至少部分地基于所述电动机的超速限制来选择。3.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，其中所述推力不对称包括或可归因于以下至少之一：所述电负载的快速变化；所述电动机产生的扭矩损失；所述混合电动推进系统的推进组件产生的推力快速增加；或者所述混合电动推进系统的所述推进组件产生的推力快速下降。4.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，其中所述计算机可执行指令在由所述处理器执行时使所述处理器进一步执行所述操作，包括：在所述瞬态时间段的至少一部分内改变所述混合电动推进系统内的电力输送。5.根据权利要求4所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，其中改变所述混合电动推进系统内的所述电力输送包括以下至少之一：改变到能量存储装置的第一电力输送；改变到电制...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：