[发明专利]排气透平发电系统及其控制装置

说明书

一种排气透平发电系统，具备：内燃机；排气透平发电机，其通过使用来自内燃机的排气气体使透平旋转来进行发电；以及控制装置。控制装置控制排气透平发电机，执行使排气透平发电机进行发电的发电控制，并且在内燃机起动后且满足预定的结束条件之前，控制排气透平发电机，执行使排气透平发电机进行动力运行而使透平旋转的动力运行控制。

技术领域

本发明涉及使用来自内燃机的排气能量进行发电的排气透平发电系统及其控制装置。

背景技术

日本特开2014-020364公开了一种使用排气气体进行发电的内燃机。具体而言，在利用排气气体进行旋转的排气透平的旋转轴连接有发电机。所述内燃机对排气透平的转速进行计测。在计测值超过预先设定的阈值之前，内燃机不使发电机工作。在计测值超过了预先设定的阈值的情况下，内燃机使发电机工作来进行发电。

日本特开2015-021448公开了一种排气气体流路被分离成两个系统的排气透平发电系统。第1排气气体流路将排放(blow down)流动下的排气气体向排气透平发电机的透平部供给。第2排气气体流路使扫除(scavenging)流动下的排气气体绕过透平部地流动。

发明内容

根据日本特开2014-020364公开的技术，当排气透平的转速超过预先设定的阈值时，进行由发电机实现的发电。关于上述那样的发电控制，在内燃机刚起动(也包括再起动)之后，排气透平的转速相对低，因此难以尽快地开始发电。这意味着发电机会的减少，从而不优选。

本发明提供一种能够在使用来自内燃机的排气能量进行发电的排气透平发电系统中增加内燃机的起动后的发电机会的技术。

本发明的第1技术方案的排气透平发电系统具备：内燃机；排气透平发电机，其构成为使用来自内燃机的排气气体使透平旋转来进行发电；以及如下构成的电子控制装置。电子控制装置控制排气透平发电机，执行使排气透平发电机进行发电的发电控制。电子控制装置，在内燃机起动后且满足预定的结束条件之前，控制排气透平发电机，执行使排气透平发电机进行动力运行而使透平旋转的动力运行控制。

在本发明的第1技术方案中，电子控制装置也可以构成为，在内燃机起动后且满足预定的切换开始条件之前，不执行发电控制而是执行动力运行控制。电子控制装置也可以构成为，在内燃机起动后且满足预定的切换开始条件后，并且在满足预定的结束条件之前，执行交替地执行发电控制与动力运行控制的切换控制。

在本发明的第1技术方案中，所述电子控制装置也可以构成为，在执行所述切换控制时，在所述内燃机的排放期间的至少一部分期间执行所述发电控制。所述排放期间是在所述内燃机的排气循环中从所述内燃机的任意的汽缸朝向所述透平产生所述排气气体的排放流动的期间，所述排气循环是时间上连续的两个排气开始定时之间的期间，排气开始定时是从内燃机的任意的汽缸朝向透平开始排出排气气体的定时。

在本发明的第1技术方案中，电子控制装置也可以构成为，根据透平的转速使切换控制中的发电控制与动力运行控制的切换定时变化。

在本发明的第1技术方案中，预定的切换开始条件可以以透平的转速即透平转速达到切换开始转速这一情况为条件。预定的结束条件可以以透平转速达到比切换开始转速大的动力运行结束转速这一情况为条件。

在本发明的第1技术方案中，电子控制装置也可以构成为，在满足预定的结束条件的情况下，不执行动力运行控制而是执行发电控制。

本发明的第2技术方案是一种排气透平发电系统的控制装置。排气透平发电系统包括内燃机和排气透平发电机，所述排气透平发电机构成为使用来自内燃机的排气气体使透平旋转来进行发电，控制装置具备电子控制装置，所述电子控制装置构成为，控制排气透平发电机，执行使排气透平发电机进行发电的发电控制，在内燃机起动后且满足预定的结束条件之前，控制排气透平发电机，执行使排气透平发电机进行动力运行而使透平旋转的动力运行控制。