[发明专利]用于发动机组件的控制系统

权利要求书

1.一种发动机组件，包括：

发动机，其被配置成将燃料中的能量转换成主要输出能量和次要输出能量，其中所述主要输出能量仅由向前输送给变速箱和/或负载的旋转曲轴形式的主要输出动能构成，所述次要输出能量包括次要输出动能和次要输出热能；

回收装置，其被配置成将所述次要输出能量转换成势能；

换能器，其适于用于将所述势能转换成用于由发动机转换成主要输出能量的第三能量，或者用于将所述势能直接转换成主要输出能量；以及

控制器，其被配置成实施当量消耗最小化策略，从而通过持续地优化源于燃料中能量的主要输出能量的比例和源于所述势能的主要输出能量的比例来控制燃料的总消耗。

2.根据权利要求1所述的发动机组件，所述发动机组件还包括势能储存装置，用于储存源于所述回收装置的、能随后被所述换能器利用的势能。

3.根据权利要求2所述的发动机组件，所述发动机组件(1)还包括从所述势能储存装置给所述发动机组件外的装置提供势能的输出。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中所述次要输出动能包括气体的动能，所述气体的动能是所述燃料中的能量转换成主要输出能量和次要输出能量的产物。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中势能包括电势能。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中所述回收装置包括发电机。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中所述换能器包括电马达。

8.根据权利要求7所述的发动机组件，其中电机器包括所述回收装置和所述换能器两者。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中一个或多个涡轮增压器包括所述回收装置和/或所述换能器。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中所述回收装置包括用于转换次要输出热能的热电装置。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机组件，其中所述控制器输出数据给用于进一步处理而提供用于控制所述发动机组件的进一步处理数据的一个或多个其他的控制器。

12.根据权利要求11所述的发动机组件，其中所述一个或多个其他控制器能实行显式模型预测控制(EMPC)。

13.一种用于控制发动机组件的方法，所述发动机组件包括：

发动机，其被配置成将燃料中的能量转换成主要输出能量和次要输出能量，其中所述主要输出能量仅由向前输送给变速箱和/或负载的旋转曲轴形式的主要输出动能构成，所述次要输出能量包括次要输出动能和次要输出热能；

回收装置，其被配置成将所述次要输出能量转换成势能；

换能器，其适于用于将所述势能转换成用于由发动机转换成主要输出能量的第三能量，或者用于将所述势能直接转换成主要输出能量；

所述方法包括：

实施当量消耗最小化策略，从而通过持续地优化源于燃料中能量的所述主要输出能量的比例和源于所述势能的主要输出能量的比例来控制燃料的总消耗。

14.根据权利要求13所述的方法，其中实施当量消耗最小化策略包括：

利用源于所述控制器的数据库的模型获取代表源于燃料中能量的所述主要输出能量的比例和源于所述第三能量的所述主要输出能量的比例的值，从而控制燃料的总消耗；或者

基于代表源于燃料中能量的所述主要输出能量的比例和源于所述第三能量的所述主要输出能量的比例的值的计算执行实时模型，从而控制燃料的总消耗。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述方法还包括：

通过在线计算或通过从数据库检索获得一组预测的发动机参数值，从而获取利用发动机将所述燃料中的能量转换为主要输出能量的所需结果；以及

通过在线计算或从数据库而获得一组预测的发动机参数值，从而获取利用所述换能器将所述势能转换为用于由所述发动机转换为主要输出能量的第三能量的相同的所需结果。

16.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述当量消耗最小化策略提供用于控制信号的值，所述用于控制信号的值基于根据模型的发动机组件的未来可能行为要求，确定针对指定未来时间的燃料有效策略。