[发明专利]用于发动机组件的控制系统

说明书

技术领域

使用当量消耗(equivalent consumption)最小化策略的发动机组件用控制系统。

背景技术

内燃机的效率一般远低于50％。提高能量效率对于提高燃油经济性、更好地利用能源以及满足监管目标来说是非常期望的。已知的减少燃料消耗努力是通过更改发动机及它的控制系统以使燃料中转换成曲轴上的有用动能的势能的比例最大化。

尽管这些技术确实有益于提高发动机效率，但是这必然会导致发动机产生通常不被利用的次要形式的能量(伴随曲轴的动能之外)。

基于该背景，如本文所公开地提供一种发动机组件。

发明内容

本公开提供一种发动机组件1，包括：

发动机20，其被配置成将燃料15中的能量转换成主要输出能量25和次要输出能量35，其中主要输出能量25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，次要输出能量35包括次要输出动能和次要输出热能；

回收装置40，其被配置成将次要输出能量35转换成势能45；

换能器60，其适于用于将势能45转换成用于由发动机转换成主要输出能量的第三能量65，或者用于将势能45直接转换成主要输出能量25；以及

控制器100，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来自燃料15中能量的主要输出能量25的比例和来自势能45的主要输出能量25的比例来控制燃料的总消耗。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是示出了本公开的发动机组件的特征和实施例的示意图；

图2是示出了ECMS的示例输入和输出的示意图

图3是示出了本公开布置实施的示意图；

图4是示出了图3的布置的更多具体实施的示意图；

图5是本公开布置的具体实施的示意图。

具体实施方式

参见图1，所示的发动机组件1包括发动机20，回收装置40，换能器60和控制器100。

发动机20被配置成接收来自燃料箱5的燃料15，并将燃料中的能量转换为主要输出能量25和次要输出能量35。主要输出能量25可以采取旋转曲轴中的动能的形式。旋转曲轴可能通过变速箱(其可以被认为或者不被认为构成一部分负载)被连接到发动机负载1000。

次要输出能量35可以包括次要输出动能和/或次要输出热能。次要输出能量35可以被提供给回收装置40。回收装置40可以被配置成将次要输出能量35转换成势能45。任选地，发动机组件1包括势能储存特征50。在势能45是电势能的情况下，势能储存特征50可以是电池。

直接由回收装置40或势能储存特征50提供的势能45，可以被供应给换能器60。换能器60适于将势能45转换成用于由发动机20转换成主要输出能量25(潜在也可以是次要输出能量35)的第三能量65。

控制器100被配置成实施当量消耗最小化策略。这可以利用来自离线发动机模型的数据库来实现。可选地，当量消耗最小化策略可以通过发动机控制器内的在线计算来实现。控制器100控制燃料15从燃料箱5到发动机20的供应以及第三能量65从换能器60到发动机20的供应。具体地，它控制发动机20中源于燃料15的能量和发动机中源于第三能量65的能量的比例。

控制器100包括控制线路101，102，103，104和105，用于分别控制燃料供应、回收装置40(显示为电池)，换能器60和发动机20。控制器线路可以直接或间接执行控制。关于对燃料15的供应的控制，它可以例如通过控制曲轴上的所需发动机负载来实现。

EMCS通过应用搜索算法来实现，其中该算法尝试找出在一组给定条件下的燃料最小消耗。在在线系统中，导致预测燃料最小消耗的数据被实时地计算。在离线系统中，系统模型尝试预测最佳可能结果并将其输出到用于由控制器100在线检索的数据库。可以预期到驱动循环能被用以识别对于所期望条件的最优值。当使用离线模型时，这是尤其相关的。

简单地，ECMS的输入和输出在图2中示出。输入代表需求，而相应的输出表示被预测的源于第三能量65的X kW能量和源于燃料15的Y kW能量的最有效方案。