СИСТЕМА ГЕНЕРИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F02D29/06 F02D41/00 F02B37/12 

Уровень техники

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к системе генерирования мощности для двигателя внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В качестве системы генерирования мощности, известна система генерирования мощности, которая вычисляет эффективность генерирования мощности турбонагнетателя с функцией генерирования мощности и эффективность генерирования мощности генератора переменного тока и которая вычисляет соответствующее значение инструкции генерирования мощности турбонагнетателя и генератора переменного тока таким образом, что значение, имеющее более высокую из таких эффективностей генерирования мощности, предпочтительно вовлекается в работу по генерированию мощности (публикация заявки на патент (Япония) номер 2007-327401 (JP 2007-327401 А).

[0003] При генерировании мощности, получающейся в результате турбонагнетателя, энергия выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания преобразуется в электрическую мощность посредством приведения в действие турбины с помощью выхлопного газа. Тем не менее, даже увеличение насосных потерь двигателя внутреннего сгорания наряду с генерированием мощности, получающейся в результате турбонагнетателя, не учитываются в системе генерирования мощности по документу JP 2007-327401 А. По этой причине, система генерирования мощности из JP 2007-327401 А не может обязательно выбирать генерирование мощности, которое всегда является эффективным, и имеет запас для улучшения.

Сущность изобретения

[0004] Изобретение предоставляет систему генерирования мощности для двигателя внутреннего сгорания, которая может выбирать эффективное генерирование мощности с учетом насосных потерь двигателя внутреннего сгорания между генерированием мощности, выполняемым посредством турбонагнетателя с функцией генерирования мощности, и генерированием мощности, выполняемым посредством генератора переменного тока.

[0005] Система генерирования мощности для двигателя внутреннего сгорания согласно аспекту изобретения включает в себя: турбонагнетатель, выполненный с возможностью генерирования мощности посредством выполнения генерирования мощности турбонагнетателем с использованием вращения турбины, предоставленной в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания; модуль вычисления генерируемой мощности, выполненный с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности, причем первое значение команды генерирования мощности является значением генерируемой мощности, требуемой для турбонагнетателя; и модуль управления генерированием мощности, выполненный с возможностью управлять турбонагнетателем таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности турбонагнетателем на основе первого значения команды генерирования мощности. Модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью определять, на основе рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания, то, удовлетворяется или нет соотношение величин, причем соотношение величин является соотношением, при котором генерируемая мощность генерирования мощности турбонагнетателем превышает величину увеличения насосных потерь двигателя внутреннего сгорания, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, и модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности, большее тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется.

[0006] Система генерирования мощности согласно вышеприведенному аспекту может включать в себя генератор переменного тока, выполненный с возможностью генерирования мощности с использованием выходной мощности двигателя внутреннего сгорания; и модуль вычисления требуемой генерируемой мощности, выполненный с возможностью вычислять требуемую генерируемую мощность, требуемую для двигателя внутреннего сгорания. Модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности и второе значение команды генерирования мощности, требуемое для генератора переменного тока, таким образом, что требуемая генерируемая мощность генерируется посредством генерирования мощности турбонагнетателем и генерирования мощности генератором переменного тока, выполняемого посредством генератора переменного тока, и может быть выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности и второе значение команды генерирования мощности таким образом, что отношение первого значения команды генерирования мощности ко второму значению команды генерирования мощности больше тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется. Модуль управления генерированием мощности может быть выполнен с возможностью управлять турбонагнетателем таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности турбонагнетателем на основе первого значения команды генерирования мощности и управлять генератором переменного тока таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности генератором переменного тока на основе второго значения команды генерирования мощности.

[0007] В вышеприведенном аспекте модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности и второе значение команды генерирования мощности таким образом, что отношение первого значения команды генерирования мощности к первому верхнему предельному значению генерирования мощности, при котором допускается генерирование мощности посредством генерирования мощности турбонагнетателем, больше тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется, и отношение второго значения команды генерирования мощности ко второму верхнему предельному значению генерирования мощности, при котором допускается генерирование мощности посредством генерирования мощности генератором переменного тока, меньше тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется.

[0008] В случае если рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания представляет собой рабочее состояние, в котором соотношение величин, при котором генерируемая мощность генерирования мощности турбонагнетателем превышает величину увеличения потерь для насосных потерь двигателя внутреннего сгорания, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, удовлетворяется, преимущество в энергетическом балансе получается посредством выполнения генерирования мощности турбонагнетателем. Наоборот, если генерирование мощности турбонагнетателем выполняется в случае рабочего состояния, в котором соотношение величин не удовлетворяется, вместо этого возникают потери в энергетическом балансе, и отсутствует преимущество. Следовательно, более желательно ограничивать генерирование мощности турбонагнетателем. Согласно системе генерирования мощности согласно вышеприведенному аспекту, в случае если такое соотношение величин удовлетворяется, по сравнению со случаем, в котором соотношение величин не удовлетворяется, отношение первого значения команды генерирования мощности к первому верхнему предельному значению генерирования мощности, получающееся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, становится большим, и отношение второго значения команды генерирования мощности ко второму верхнему предельному значению генерирования мощности, получающееся в результате генерирования мощности генератором переменного тока, становится меньшим. Другими словами, в случае если вышеуказанное соотношение величин удовлетворяется, по сравнению со случаем, в котором соотношение величин не удовлетворяется, коэффициент нагрузки генерирования мощности турбонагнетателем становится более высоким, и коэффициент нагрузки генерирования мощности генератором переменного тока становится более низким. Таким образом, увеличение насосных потерь, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, учитывается, и соответствующие генерируемые мощности из генерирования мощности турбонагнетателем и генерирования мощности генератором переменного тока распределяются на требуемую генерируемую мощность, требуемую для двигателя внутреннего сгорания. Следовательно, может выбираться эффективное генерирование мощности, подходящее для рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания.

[0009] В вышеприведенном аспекте модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью вычислять первое верхнее предельное значение генерирования мощности в качестве первого значения команды генерирования мощности, а значение, полученное посредством вычитания первого верхнего предельного значения генерирования мощности из требуемой генерируемой мощности, в качестве второго значения команды генерирования мощности, когда соотношение величин удовлетворяется.

[0010] Согласно вышеприведенному аспекту, когда вышеуказанное соотношение величин удовлетворяется, отношение первого значения команды генерирования мощности к первому верхнему предельному значению генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем максимизируется, и недостаточная величина требуемой генерируемой мощности, которая является недостаточной только посредством генерирования мощности турбонагнетателем, компенсируется посредством генерирования мощности генератором переменного тока.

[0011] В вышеприведенном аспекте модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью вычислять второе верхнее предельное значение генерирования мощности в качестве второго значения команды генерирования мощности, а значение, полученное посредством вычитания второго верхнего предельного значения генерирования мощности из требуемой генерируемой мощности, в качестве первого значения команды генерирования мощности, когда соотношение величин не удовлетворяется.

[0012] Согласно вышеприведенному аспекту, в случае если вышеуказанное соотношение величин не удовлетворяется, отношение второго значения команды генерирования мощности ко второму верхнему предельному значению генерирования мощности генератора переменного тока максимизируется, и недостаточная величина требуемой генерируемой мощности, которая является недостаточной только посредством генерирования мощности генератором переменного тока, компенсируется посредством генерирования мощности турбонагнетателем.

[0013] В вышеприведенном аспекте модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью вычислять первое верхнее предельное значение генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем в качестве первого значения команды генерирования мощности и второе верхнее предельное значение генерирования мощности для генерирования мощности генератором переменного тока в качестве второго значения команды генерирования мощности, независимо от соотношения величин, когда сумма первого верхнего предельного значения генерирования мощности и второго верхнего предельного значения генерирования мощности меньше требуемой генерируемой мощности.

[0014] Согласно вышеприведенному аспекту нехватка генерируемой мощности до требуемой генерируемой мощности может уменьшаться в максимально возможной степени.

[0015] В вышеприведенном аспекте модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью определять то, удовлетворяется или нет соотношение величин, на основе того, превышает или нет первое верхнее предельное значение генерирования мощности величину увеличения насосных потерь.

[0016] В вышеприведенном аспекте модуль вычисления генерируемой мощности может быть выполнен с возможностью определять соотношение величин, с использованием первого верхнего предельного значения генерирования мощности и величины увеличения насосных потерь, которые, соответственно, определяются согласно выходной мощности двигателя внутреннего сгорания, когда определяется соотношение величин.

[0017] Как описано выше, согласно системе генерирования мощности согласно аспекту изобретения, увеличение насосных потерь, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, учитывается, и соответствующие генерируемые мощности из генерирования мощности турбонагнетателем и генерирования мощности генератором переменного тока распределяются на требуемую генерируемую мощность, требуемую для двигателя внутреннего сгорания. Следовательно, может выбираться эффективное генерирование мощности, подходящее для рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания.

Краткое описание чертежей

[0018] Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, на которых:

Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим общую конфигурацию двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется система генерирования мощности, связанная с одним вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 2 является видом, иллюстрирующим общее представление системы генерирования мощности;

Фиг. 3 является блок-схемой, иллюстрирующей подробности модуля управления энергией, проиллюстрированного на фиг. 2;

Фиг. 4 является видом, иллюстрирующим карту M определения для определения преимущества в энергетическом балансе;

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей пример управляющей процедуры, связанной с вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 6 является видом, иллюстрирующим способ вычисления значения команды генерирования мощности в случае, если имеется преимущество в энергетическом балансе согласно рабочим характеристикам генерирования мощности турбонагнетателем; и

Фиг. 7 является видом, иллюстрирующим способ вычисления значения команды генерирования мощности в случае, если отсутствует преимущество в энергетическом балансе согласно рабочим характеристикам генерирования мощности турбонагнетателем.

Подробное описание вариантов осуществления

[0019] Как проиллюстрировано на фиг. 1, двигатель 1 внутреннего сгорания сконструирован как рядный 4-цилиндровый двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, в котором четыре цилиндра 2 располагаются в ряд, и монтируется на транспортном средстве (не проиллюстрировано). Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит турбонагнетатель 3 с использованием электромотора (MAT) с функцией генерирования мощности. MAT 3 имеет турбину 4 и компрессор 5, и вращательный вал 6, который соединяет турбину 4, и компрессор 5, содержит мотор-генератор 7 трехфазного переменного тока, который выступает в качестве электромотора и генератора. MAT 3 может инструктировать мотору-генератору 7 выступать в качестве электромотора, чтобы помогать в наддуве, либо может инструктировать мотору-генератору 7 выступать в качестве генератора, чтобы преобразовывать энергию выхлопных газов в мощность.

[0020] Впускной канал 10 и выпускной канал 11 соединяются с соответствующими цилиндрами 2 двигателя 1 внутреннего сгорания. Впускной канал 10 содержит воздушный фильтр 12, который фильтрует всасываемый воздух, компрессор 5 MAT 3, промежуточный охладитель 13, который охлаждает воздух, сжимаемый посредством компрессора 5, и дроссельный клапан 14, который регулирует объем всасываемого воздуха. Впускной канал 10 включает в себя впускной коллектор 10a, который разветвляется на соответствующие цилиндры 2 ниже по потоку от дроссельного клапана 14.

[0021] Выпускной канал 11 включает в себя впускной коллектор 11a, который собирает выхлопной газ соответствующих цилиндров 2, турбина 4 MAT 3 предоставляется в части для сбора ниже по потоку от впускного коллектора 11a, и катализатор 16 очистки выхлопных газов предоставляется ниже по потоку от турбины 4. Дополнительно, выпускной канал 11 содержит перепускной канал 17, который соединяет сторону выше по потоку и сторону ниже по потоку турбины 4 MAT 3 между собой и обходит турбину 4. Перепускной канал 17 открывается и закрывается посредством регулировочного клапана 18. Давление наддува двигателя 1 внутреннего сгорания регулируется посредством регулировочного клапана 18.

[0022] Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит генератор 20 переменного тока, выполненный с возможностью генерирования мощности с использованием его выходной мощности. Выходная мощность коленчатого вала 19 передается в генератор 20 переменного тока через ременной трансмиссионный механизм 21. Генератор 20 переменного тока электрически соединен со смонтированным в транспортном средстве аккумулятором 25 с номинальным напряжением в 12 В. Мотор-генератор 7 MAT 3 имеет соединение переменного тока с MAT-инвертором 26, и MAT-инвертор 26 соединяется с MAT-аккумулятором 27 с номиналом в 42 В. Смонтированный в транспортном средстве аккумулятор 25 и MAT-аккумулятор 27 соединяются между собой через преобразователь 28 постоянного тока в постоянный ток (DC/DC).

[0023] Управление двигателем 1 внутреннего сгорания выполняется посредством электронного модуля 30 управления двигателя (ECU двигателя), состоящего из компьютера. ECU 30 двигателя также выполняет базовое функциональное управление двигателем 1 внутреннего сгорания, к примеру, управление степенью открытия дроссельного клапана 14 и управление объемом впрыскиваемого топлива взаимосвязано с управлением его степенью открытия, и выполняет управление вспомогательным оборудованием двигателя 1 внутреннего сгорания, к примеру, управление генерируемой мощностью генератора 20 переменного тока. Помимо этого ECU 30 двигателя выполняет управление наддувом с управлением MAT 3 и регулировочным клапаном 18, соответственно, таким образом, чтобы регулировать давление наддува двигателя 1 внутреннего сгорания. Прежде всего, управление MAT 3 непосредственно выполняется посредством электронного модуля 31 управления MAT (MATECU), соединенного с возможностью осуществлять связь с ECU 30 двигателя. Таким образом, ECU 30 двигателя инструктирует MATECU 31 в отношении различных видов информации, за счет этого непосредственно управляя MAT 3.

[0024] Вспомогательное управление наддувом с инструктированием мотору-генератору 7 MAT 3 выступать в качестве электромотора и управление генерированием мощности с инструктированием мотору-генератору 7 выступать в качестве генератора включены в управление MAT 3. Вспомогательное управление наддувом инструктирует мотору-генератору 7 выступать в качестве электромотора, чтобы справиться с турбоямой, например, во время перехода к ускорению транспортного средства, за счет этого помогая в наддуве. Дополнительно, управление генерированием мощности инструктирует мотору-генератору 7 выступать в качестве генератора в состоянии, в котором регулировочный клапан 18 закрыт, за счет этого преобразуя энергию выхлопных газов, принимаемую посредством турбины 4, в генерируемую мощность.

[0025] Генерирование мощности (в дальнейшем называемое "генерированием мощности турбонагнетателем"), выполняемое посредством MAT 3, и генерирование мощности (в дальнейшем называемое "генерированием мощности генератором переменного тока"), выполняемое посредством генератора 20 переменного тока, выполняются посредством системы S генерирования мощности настоящего варианта осуществления, имеющей конфигурацию, проиллюстрированную на фиг. 2. Система S генерирования мощности включает в себя модуль 40 управления энергией, состоящий из ECU 30 двигателя и MATECU 31, MAT 3 и генератор 20 переменного тока, которые управляются посредством модуля 40 управления энергией, SOC-датчик 41, который определяет состояние заряда смонтированного в транспортном средстве аккумулятора 25 или MAT-аккумулятора 27, и датчик 42 мощности для обнаружения электрической нагрузки смонтированного в транспортном средстве кондиционера или освещения.

[0026] Например, различные виды информации, к примеру, состояния заряда соответствующих аккумуляторов 25, 26 и т.п., которые выводятся в качестве выходных сигналов SOC-датчика 41, состояние электропитания смонтированного в транспортном средстве оборудования, отражаемое в выходном сигнале датчика 42 мощности, состояние приведения в движение транспортного средства и рабочее состояние двигателя 1 внутреннего сгорания, вводятся в модуль 40 управления энергией. Модуль 40 управления энергией вычисляет требуемую генерируемую мощность, требуемую для двигателя 1 внутреннего сгорания, на основе различных видов входной информации и вычисляет соответствующие генерируемые мощности из генерирования мощности турбонагнетателем и генерирования мощности генератором переменного тока на основе требуемой генерируемой мощности. Затем модуль 40 управления энергией управляет MAT 3 и генератором 20 переменного тока таким образом, что генерирование мощности турбонагнетателем и генерирование мощности генератором переменного тока, соответственно, выполняются с вычисленными соответствующими генерируемыми мощностями.

[0027] Подробности модуля 40 управления энергией являются такими, как проиллюстрировано на фиг. 3. Когда ECU 30 двигателя и MATECU 31 выполняют предварительно определенную программу, соответствующие составляющие модули проиллюстрированного модуля 40 управления энергией логически конфигурируются в этих ECU.

[0028] Модуль 40a вычисления требуемой генерируемой мощности получает состояние Bsoc заряда и электрическую нагрузку P1 смонтированного в транспортном средстве аккумулятора 25 и т.п. со ссылкой на соответствующие выходные сигналы SOC-датчика 41 и датчика 42 мощности. Модуль 40a вычисления требуемой генерируемой мощности вычисляет требуемую генерируемую мощность Tw, требуемую для двигателя 1 внутреннего сгорания, на основе полученного состояния Bsoc заряда и полученной электрической нагрузки P1 и отправляет вычисленную требуемую генерируемую мощность Tw в модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности. Вычисление требуемой генерируемой мощности Tw может выполняться, например, посредством извлечения карты вычисления, которая сохраняется заранее, или может выполняться на основе формулы вычисления с состоянием Bsoc заряда и электрической нагрузкой P1 в качестве переменных.

[0029] Модуль 40b вычисления верхних предельных значений генерирования мощности генератором переменного тока получает частоту Ne вращения двигателя со ссылкой на выходной сигнал датчика 43 угла поворота коленчатого вала (см. фиг. 1) и вычисляет частоту Nalt вращения генератора 20 переменного тока, полученную посредством умножения частоты Ne вращения двигателя на передаточное отношение ременного трансмиссионного механизма 21. Затем модуль 40b вычисления вычисляет верхнее предельное значение Galt, при котором допускается генерирование мощности посредством генерирования мощности генератором переменного тока, на основе частоты Nalt вращения генератора 20 переменного тока и отправляет вычисленное верхнее предельное значение в модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности. Поскольку взаимосвязь между частотой Nalt вращения и вырабатываемой мощностью генератора 20 переменного тока определяется, модуль 40b вычисления верхних предельных значений генерирования мощности генератором переменного тока вычисляет верхнее предельное значение Galt, например, на основе предварительно определенной формулы вычисления, которая подготовлена заранее.

[0030] Модуль 40c вычисления верхних предельных значений генерирования мощности турбонагнетателем получает частоту Ne вращения двигателя со ссылкой на выходной сигнал датчика 43 угла поворота коленчатого вала (см. фиг. 1) и получает степень Acc открытия акселератора со ссылкой на выходной сигнал датчика 44 степени открытия акселератора (см. фиг. 1). Затем модуль 40c вычисления вычисляет выходную мощность We двигателя в качестве рабочего состояния на основе частоты Ne вращения двигателя и степени Acc открытия акселератора, вычисляет верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности на основе выходной мощности We двигателя и отправляет вычисленное верхнее предельное значение генерирования мощности в модуль 40d определения усилений/потерь и модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности, соответственно.

[0031] Модуль 40d определения усилений/потерь выводит значение α определения усилений/потерь, показывающее присутствие/отсутствие преимущества в энергетическом балансе, когда верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности сравнивается с величиной увеличения насосных потерь (в дальнейшем также называемой "величиной увеличения потерь") двигателя 1 внутреннего сгорания, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, и отправляет выходное значение определения усилений/потерь в модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности. Значение α определения усилений/потерь задается равным 1, что означает присутствие преимущества в энергетическом балансе в случае, если соотношение величин, при котором верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности превышает величину увеличения потерь, удовлетворяется, и задается равным 0, что означает отсутствие преимущества в энергетическом балансе в случае, если соотношение величин не удовлетворяется. Модуль 40d определения усилений/потерь устанавливает значение для значения α определения усилений/потерь, например, на основе карты M определения, проиллюстрированной на фиг. 4. Карта M определения имеет структуру, в которой мощность двигателя задается на горизонтальной оси, генерируемая мощность задается на вертикальной оси, генерируемая мощность в единицу времени, получающаяся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, проиллюстрирована посредством кривой линии L1, которая является сплошной линией, и величина увеличения насосных потерь в единицу времени проиллюстрирована посредством кривой линии L2, которая является пунктирной линией. Как очевидно из карты M определения, две кривых линии L1, L2 пересекают друг друга в точке p разветвления мощности двигателя. Поскольку вышеуказанное соотношение величин, при котором генерируемая мощность, получающаяся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, превышает величину увеличения потерь, удовлетворяется на стороне выше точки p разветвления, имеется преимущество в энергетическом балансе. По этой причине, в случае если выходная мощность We двигателя превышает точку p разветвления, модуль 40d определения усилений/потерь устанавливает значение для значения α определения усилений/потерь равным 1. С другой стороны, на стороне ниже точки p разветвления, генерируемая мощность, получающаяся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, меньше величины увеличения потерь. Таким образом, вышеуказанное соотношение величин не удовлетворяется, и отсутствует преимущество в энергетическом балансе. По этой причине, в случае если выходная мощность We двигателя равна или меньше точки p разветвления, модуль 40d определения усилений/потерь устанавливает значение для значения α определения усилений/потерь равным 0.

[0032] Модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности вычисляет значение TGeeg команды генерирования мощности, которое требуется для генератора 20 переменного тока, и значение TGalt команды генерирования мощности, которое требуется для MAT 3, соответственно, согласно процедуре обработки, проиллюстрированной на фиг. 5, которая описывается ниже, с использованием различных видов информации, отправленных из вышеописанных соответствующих модулей 40a-40d. Значение TGalt команды генерирования мощности отправляется в модуль 40f управления генератора переменного тока, и значение TGeeg команды генерирования мощности отправляется в модуль 40g управления MAT. Модуль 40f управления генератора переменного тока инструктирует генератору 20 переменного тока в отношении значения TGalt команды генерирования мощности и инструктирует генератору переменного тока выполнять генерирование мощности генератором переменного тока. Модуль 40g управления MAT инструктирует MAT 3 в отношении значения TGeeg команды генерирования мощности и инструктирует MAT выполнять генерирование мощности турбонагнетателем.

[0033] Как проиллюстрировано на фиг. 5, на этапе S1 модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности считывает требуемую информацию, включающую в себя требуемую генерируемую мощность Tw, верхнее предельное значение Galt генерирования мощности, верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности и значение α определения усилений/потерь, и обновляет эти значения.

[0034] На этапе S2 модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности определяет то, меньше или нет сумма верхнего предельного значения Galt генерирования мощности и верхнего предельного значения Geeg генерирования мощности требуемой генерируемой мощности Tw, другими словами, то, может или нет требуемая генерируемая мощность Tw предоставляться посредством генерирования мощности генератором переменного тока и генерирования мощности турбонагнетателем. В случае если сумма верхнего предельного значения Galt генерирования мощности и верхнего предельного значения Geeg генерирования мощности меньше требуемой генерируемой мощности Tw, требуемая генерируемая мощность Tw не может предоставляться посредством генерирования мощности генератором переменного тока и генерирования мощности турбонагнетателем.

[0035] Затем на этапе S3 модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности подставляет верхнее предельное значение Galt генерирования мощности в значение TGalt команды генерирования мощности и подставляет верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности в значение TGeeg команды генерирования мощности. Таким образом, модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности вычисляет верхнее предельное значение Galt генерирования мощности в качестве значения TGalt команды генерирования мощности и вычисляет верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности в качестве значения TGeeg команды генерирования мощности. Соответственно, соответствующие нагрузочные способности генерирования мощности генератора 20 переменного тока и MAT 3, которые определяются в текущем рабочем состоянии двигателя 1 внутреннего сгорания, демонстрируются как максимальные. Следовательно, нехватка генерируемой мощности до требуемой генерируемой мощности Tw может уменьшаться в максимально возможной степени.

[0036] С другой стороны, в случае если сумма верхнего предельного значения Galt генерирования мощности и верхнего предельного значения Geeg генерирования мощности равна или выше требуемой генерируемой мощности Tw, требуемая генерируемая мощность Tw может предоставляться посредством генерирования мощности генератором переменного тока и генерирования мощности турбонагнетателем. Затем на этапе S4 модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности определяет то, равно или нет значение α определения усилений/потерь 1, т.е. то, имеется или нет преимущество в энергетическом балансе вследствие рабочих характеристик генерирования мощности турбонагнетателем. В случае если имеется преимущество в энергетическом балансе, обработка переходит к этапу S5, а в случае если отсутствует преимущество в энергетическом балансе, обработка переходит к этапу S6.

[0037] На этапе S5 модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности подставляет значение, которое получается посредством вычитания верхнего предельного значения Geeg генерирования мощности из требуемой генерируемой мощности Tw, в значение TGalt команды генерирования мощности и подставляет верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности в значение TGeeg команды генерирования мощности, за счет этого вычисляя значение TGalt команды генерирования мощности и значение TGeeg команды генерирования мощности, соответственно. После этого обработка возвращается на этап S1. Как проиллюстрировано на фиг. 6, коэффициент нагрузки генерирования мощности турбонагнетателем максимизируется посредством выполнения обработки этапа S5. Таким образом, отношение значения TGeeg команды генерирования мощности к верхнему предельному значению Geeg генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем максимизируется (100%). Затем недостаточная величина требуемой генерируемой мощности Tw, которая является недостаточной только посредством генерирования мощности турбонагнетателем, компенсируется посредством генерирования мощности генератором переменного тока.

[0038] Например, в случае если требуемая генерируемая мощность Tw, верхнее предельное значение Galt генерирования мощности для генерирования мощности генератором переменного тока, верхнее предельное значение Geeg генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем и значение α определения усилений/потерь являются следующими, значение TGalt команды генерирования мощности и значение TGeeg команды генерирования мощности вычисляются следующим образом.

- Tw=1000 [Вт]

- Galt=1440 [Вт] (частота вращения генератора переменного тока: 4000 [об/мин])

- Geeg=400 [Вт] (мощность двигателя: 30 [кВт])

- α=1 (с преимуществом в энергетическом балансе)

- TGalt=1000-400=600 [Вт]

- TGeeg=400 [Вт]

[0039] На этапе S6 в отличие от этапа S5 модуль 40e вычисления значений команд генерирования мощности подставляет верхнее предельное значение Galt генерирования мощности в значение TGalt команды генерирования мощности и подставляет значение, которое получается посредством вычитания верхнего предельного значения Galt генерирования мощности из требуемой генерируемой мощности Tw, в значение TGeeg команды генерирования мощности, за счет этого вычисляя значение TGalt команды генерирования мощности и значение TGeeg команды генерирования мощности, соответственно. После этого обработка возвращается на этап S1. Как проиллюстрировано на фиг. 7, коэффициент нагрузки генерирования мощности генератором переменного тока максимизируется посредством выполнения обработки этапа S6. Таким образом, отношение значения TGalt команды генерирования мощности к верхнему предельному значению Galt генерирования мощности для генерирования мощности генератором переменного тока максимизируется (100%). Затем недостаточная величина требуемой генерируемой мощности Tw, которая является недостаточной только посредством генерирования мощности генератором переменного тока, компенсируется посредством генерирования мощности турбонагнетателем.

[0040] Как можно понять из сравнения между фиг. 6 и фиг. 7, в случае фиг. 6, на котором имеется преимущество в энергетическом балансе вследствие рабочих характеристик генерирования мощности турбонагнетателем, по сравнению со случаем по фиг. 7, на котором отсутствует преимущество, коэффициент нагрузки генерирования мощности турбонагнетателем становится большим, и коэффициент нагрузки генерирования мощности генератором переменного тока становится меньшим. Другими словами, в случае если вышеописанное соотношение величин, при котором генерируемая мощность генерирования мощности турбонагнетателем превышает величину увеличения потерь насосных потерь двигателя 1 внутреннего сгорания, удовлетворяется, по сравнению со случаем, в котором соотношение величин не удовлетворяется, отношение значения TGeeg команды генерирования мощности к верхнему предельному значению Geeg генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем становится большим, и отношение значения TGalt команды генерирования мощности к верхнему предельному значению Galt генерирования мощности для генерирования мощности генератором переменного тока становится меньшим.

[0041] Согласно настоящему варианту осуществления увеличение насосных потерь, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, учитывается, как описано выше, и значение TGalt команды генерирования мощности для генерирования мощности генератором переменного тока и значение TGeeg команды генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем вычисляются, соответственно, таким образом, что соответствующие генерируемые мощности из генерирования мощности турбонагнетателем и генерирования мощности генератором переменного тока распределяются на требуемую генерируемую мощность, требуемую для двигателя 1 внутреннего сгорания. Следовательно, может выбираться эффективное генерирование мощности, подходящее для рабочего состояния двигателя 1 внутреннего сгорания.

[0042] Изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления и может быть осуществлено в различных формах в пределах объема принципа изобретения. В вышеприведенном варианте осуществления коэффициент нагрузки генерирования мощности турбонагнетателем задается равным 100% в случае, если соотношение величин, при котором генерируемая мощность, получающаяся в результате рабочих характеристик генерирования мощности турбонагнетателем, превышает величину увеличения потерь насосных потерь двигателя 1 внутреннего сгорания, удовлетворяется, и имеется преимущество в энергетическом балансе. Тем не менее, при условии, что коэффициент нагрузки становится большим по сравнению со случаем, в котором соотношение величин не удовлетворяется, например, изобретение также может быть осуществлено, например, в форме, в которой коэффициент нагрузки меньше 100%, к примеру, задание коэффициента нагрузки генерирования мощности турбонагнетателем равным 80% в случае, если соотношение величин удовлетворяется. Дополнительно, изобретение может иметь такую конфигурацию, в которой величина генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем в случае, если соотношение величин удовлетворяется, становится большим по сравнению со случаем, в котором соотношение величин не удовлетворяется. Дополнительно, что касается коэффициента нагрузки генерирования мощности генератором переменного тока в случае, если отсутствует преимущество в энергетическом балансе, изобретение также может быть осуществлено в форме, в которой коэффициент нагрузки меньше 100%, к примеру задание коэффициента нагрузки генерирования мощности генератором переменного тока равным 80%.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система генерирования мощности для двигателя внутреннего сгорания содержит турбонагнетатель, модуль (40e) вычисления генерируемой мощности и модуль управления генерированием мощности. Турбонагнетатель генерирует мощность путем вращения турбины выхлопными газами из выпускного канала двигателя внутреннего сгорания. Модуль (40e) вычисления генерируемой мощности вычисляет первое значение команды генерирования мощности. Первое значение команды генерирования мощности является значением генерируемой мощности, требуемой для турбонагнетателя. Модуль управления генерированием мощности управляет турбонагнетателем таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности турбонагнетателем на основе первого значения команды генерирования мощности. Модуль (40e) вычисления генерируемой мощности определяет на основе рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания, удовлетворяется или нет соотношение величин. Соотношение величин является соотношением, при котором генерируемая мощность турбонагнетателем превышает величину увеличения насосных потерь двигателя внутреннего сгорания, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем. Модуль (40e) вычисления генерируемой мощности вычисляет первое значение команды генерирования мощности, большее тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется. Технический результат заключается в учете насосных потерь, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем для мощности рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система генерирования мощности для двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

- турбонагнетатель, выполненный с возможностью генерирования мощности посредством выполнения генерирования мощности турбонагнетателем с использованием вращения турбины, предоставленной в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания;

- модуль вычисления генерируемой мощности, выполненный с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности, причем первое значение команды генерирования мощности является значением генерируемой мощности, требуемой для турбонагнетателя; и

- модуль управления генерированием мощности, выполненный с возможностью управлять турбонагнетателем таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности турбонагнетателем на основе первого значения команды генерирования мощности,

при этом модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью определять, на основе рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания, то, удовлетворяется или нет соотношение величин, причем соотношение величин является соотношением, при котором генерируемая мощность генерирования мощности турбонагнетателем превышает величину увеличения насосных потерь двигателя внутреннего сгорания, получающихся в результате генерирования мощности турбонагнетателем, и

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности, большее тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется.

2. Система генерирования мощности по п. 1, дополнительно содержащая:

- генератор переменного тока, выполненный с возможностью генерирования мощности с использованием выходной мощности двигателя внутреннего сгорания; и

- модуль вычисления требуемой генерируемой мощности, выполненный с возможностью вычислять требуемую генерируемую мощность, требуемую для двигателя внутреннего сгорания,

при этом модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности и второе значение команды генерирования мощности, требуемое для генератора переменного тока, таким образом, что требуемая генерируемая мощность генерируется посредством генерирования мощности турбонагнетателем и генерирования мощности генератором переменного тока, выполняемого посредством генератора переменного тока, и выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности и второе значение команды генерирования мощности таким образом, что отношение первого значения команды генерирования мощности ко второму значению команды генерирования мощности больше тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется, и

при этом модуль управления генерированием мощности выполнен с возможностью управлять турбонагнетателем таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности турбонагнетателем на основе первого значения команды генерирования мощности и управлять генератором переменного тока таким образом, чтобы выполнять генерирование мощности генератором переменного тока на основе второго значения команды генерирования мощности.

3. Система генерирования мощности по п. 2, в которой:

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять первое значение команды генерирования мощности и второе значение команды генерирования мощности таким образом, что отношение первого значения команды генерирования мощности к первому верхнему предельному значению генерирования мощности, при котором допускается генерирование мощности посредством генерирования мощности турбонагнетателем, больше тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется, и отношение второго значения команды генерирования мощности ко второму верхнему предельному значению генерирования мощности, при котором допускается генерирование мощности посредством генерирования мощности генератором переменного тока, меньше тогда, когда соотношение величин удовлетворяется, чем тогда, когда соотношение величин не удовлетворяется.

4. Система генерирования мощности по п. 3, в которой:

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять первое верхнее предельное значение генерирования мощности в качестве первого значения команды генерирования мощности, а значение, полученное посредством вычитания первого верхнего предельного значения генерирования мощности из требуемой генерируемой мощности, в качестве второго значения команды генерирования мощности, когда соотношение величин удовлетворяется.

5. Система генерирования мощности по п. 3 или 4, в которой:

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять второе верхнее предельное значение генерирования мощности в качестве второго значения команды генерирования мощности, а значение, полученное посредством вычитания второго верхнего предельного значения генерирования мощности из требуемой генерируемой мощности, в качестве первого значения команды генерирования мощности, когда соотношение величин не удовлетворяется.

6. Система генерирования мощности по п. 3, в которой:

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью вычислять первое верхнее предельное значение генерирования мощности для генерирования мощности турбонагнетателем в качестве первого значения команды генерирования мощности и второе верхнее предельное значение генерирования мощности для генерирования мощности генератором переменного тока в качестве второго значения команды генерирования мощности независимо от соотношения величин, когда сумма первого верхнего предельного значения генерирования мощности и второго верхнего предельного значения генерирования мощности меньше требуемой генерируемой мощности.

7. Система генерирования мощности по п. 3 или 4, в которой:

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью определять то, удовлетворяется или нет соотношение величин, на основе того, превышает или нет первое верхнее предельное значение генерирования мощности величину увеличения насосных потерь.

8. Система генерирования мощности по п. 3 или 4, в которой:

модуль вычисления генерируемой мощности выполнен с возможностью определять соотношение величин с использованием первого верхнего предельного значения генерирования мощности и величины увеличения насосных потерь, которые, соответственно, определяются согласно выходной мощности двигателя внутреннего сгорания, когда определяется соотношение величин.