(57)【要約】      （修正有）【課題】エレクトリックターボコンパウンド制御システムを提供する。【解決手段】第１の電気装置は、ターボチャージャ回転に応答して発電機として機能する。第２の電気装置は、機械的パワーをエンジンに注入するための電動機として機能する。発電機作動および電動機作動を制御して、回収されるパワーの量を制御するための装置、システム、ステップ、および方法が記載される。これにより、所定のエンジン作動状態について、実際のパラメータと較べて、望ましいパラメータにより近づけてエンジン作動を制御することができる。電気装置は、「逆」にも作動することができ、電動機機能と発電機機能との間を移動する。これにより、エンジンと関連付けられた電気装置は、ターボチャージャと関連付けられた電気装置を電動機として駆動することが可能であり、ターボチャージャ遅れと関連付けられるような不十分なエンジン作動状態を克服する。【選択図】図１
2006170190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスによって駆動されるターボチャージャと、ターボチャージャに回転可能に結合され、かつターボチャージャの回転に応答して発電機として機能できる第１の電気機械と、エンジンに回転可能に結合され、かつエンジンを駆動するための電動機として機能できる第２の電気機械と、を有するエンジン用のターボコンパウンド制御システムであって、
第２の電気機械によって消費される電力を制御するための要求制御部と、
第１の電気機械によって生産される電力を制御するための供給制御部と、
エンジンの作動状態とそれらの作動点と関連付けられたエンジンの所望の作動点とを反映する少なくとも２つの信号を受信する比較器と、
実際の作動状態を反映する信号が所望の作動状態により密接に近似するように、第１の電気機械に対する第２の電気機械の要求を変更することによってエンジンの作動状態を調整するための制御部と、
を備えるターボコンパウンド制御システム。
【請求項２】
作動制御部が、エンジン排気温度、ターボチャージャ速度およびエンジンブースト圧力から選択された少なくとも２つの信号を受信する、請求項１に記載のターボコンパウンド制御システム。
【請求項３】
電気バスが第１の電気機械と第２の電気機械とを接続し、供給制御部がバスの電圧および電流の一方を調整する、請求項１に記載のターボコンパウンド制御システム。
【請求項４】
第１の電気機械が、ターボチャージャを駆動する電動機としてさらに機能でき、
第２の電気機械が発電機としてさらに機能でき、
また比較器によって受信された信号に応答して発電機として機能するように、第２の電気機械を調整する制御部をさらに含む、請求項１に記載のターボコンパウンドシステム。
【請求項５】
ターボチャージャの遅れ状態を示す信号を比較器が受信するとき、制御部が、発電機として機能するように第２の電気機械を調整する、請求項４に記載のターボコンパウンドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのエレクトリックターボコンパウンドシステム、より詳しくは、エレクトリックターボコンパウンドシステムによって消費され、そして生産される電力の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのターボコンパウンドシステムは、機械的パワーをエンジンのクランクシャフトに注入することによってエンジンを補助する。機械的パワーは、電動機として作用しかつクランクシャフトに連結される電気機械または装置を通して展開される。電動機を駆動する電力は、ターボチャージャと関連付けられかつ発電機として作用する他の電気機械または装置によって生産される。典型的に、この発電機は、例えばターボチャージャシャフトの回転によって作動する。また、ターボチャージャシャフトは、タービンを回すエンジンからの排気ガスに応答して回転する。ターボチャージャの主な目的は、エンジンシリンダ内に導入するためにコンプレッサでガスを圧縮する（「ブースト」と呼ばれる）ことであるが、ターボコンパウンドシステムは、排気ガスのエネルギがコンプレッサを駆動するために必要とされるエネルギを超える場合、さもなければ失われるかもしれないエネルギを回収するための追加機構を提供する。
【０００３】
ターボコンパウンドシステムはまた、他の利点を提供することができる。ターボチャージャと関連付けられた電気機械は、ある場合には、発電機に代わる電動機として作用することが可能である。またエンジンクランクシャフトと関連付けられた電気機械は、同様に発電機として作動することができる。タービンが、エンジンのニーズに対応するためコンプレッサを駆動する程度に十分な機械的パワーを提供できない場合、クランクシャフトは、その関連の電気装置を発電機として駆動することができる。発電機からのパワーは、ターボチャージャシャフトの電気機械を電動機として駆動し、このように、コンプレッサを駆動して、エンジンに流れる圧縮空気を増加するための追加エネルギを提供する。
【０００４】
このようなターボコンパウンドシステムの適応性が明白であるが、システムそれ自体の制御は、様々な状態下のエンジン応答を向上し、および／または追加の電気装置の駆動のような他の目的を満たすために、さもなければ失われるであろう排気ガスからのそのエネルギ回収能力にとって重要である。同時に、全体のシステム効率が達成されるように、これらの機会を慎重に処理しなければならない。
【０００５】
１つのターボコンパウンドシステムの例が、１９９７年１０月２１日に原（Ｈａｒａ）に交付された特許文献１に見られる。開示されたシステムは、計算された実際のエンジン値を使用して、エンジンおよびターボチャージャが装着された発電機／電動機がある特定の状態下にあるかどうかを決定する。状態に応じて、発電機／電動機は、発電機モードから電動機モードにシフトすること、あるいはその逆が可能である。制御システムは、突然のモード変化を防止するように設計され、円滑な作動のために、その結果生じるエンジンの突然の負荷変化を回避する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，６７８，４０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の開示はエンジンの制御を扱っているが、制御の観点は、エンジンの加速度モードに向けられている。他の考慮およびエンジンパラメータは、全体のシステム効率を改善するために重要であり、効率の利得を最大にできる制御システムを提供する。本発明の開示は、上述の制限の１つ以上を克服することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
エンジン用のターボコンパウンドシステムは、ターボチャージャと、第１および第２の電気機械とを有する。第１の電気機械は、ターボチャージャの回転に応答して発電機として作用できる。第２の電気機械は、電動機として作用して、エンジンを回転可能に駆動できる。要求制御部は、第２の電気機械によって消費される電力を制御できる。供給制御部は、第１の電気機械によって生産される電力を制御できる。比較器は、実際のエンジンの作動状態を反映する少なくとも２つの信号を受信して、信号に応答してエンジンのそれぞれの所望の作動点を決定する。さらに、エンジンの作動状態を調整するための制御部が含まれる。
【０００９】
ターボコンパウンドシステムを有するエンジンを制御するための方法が提供される。ターボコンパウンドシステムは、電力を発生する第１の電気機械と、第１の電気機械の電力の消費に応答してエンジンを駆動する第２の電気機械とを有する。本方法は、エンジン用の制御変数を有するかまたは選択するステップと、エンジンの作動状態における制御変数用の最適の作動値を識別するステップとを含む。さらなるステップは、制御変数用の比較可能な最適値からの制御変数の差を識別することと、制御変数の差に応答して第２の電気機械のパワーの電力に対する要求を制御することとを含む。追加のステップは、電気バスに存在する電流値および電圧値を識別することと、電気バスの所望の電流および電圧の一方に基づき第１の電気機械によって電力の供給を制御することと、バスに対する要求に対応するために電気バスの電力を調整することとを含む。
【００１０】
他の実施形態では、エンジン用のターボコンパウンドシステムは、発電機として作動できる第１の電気機械と、第１の電気機械によって発生される電力を調整できる発電機コントローラとを有する供給サブシステムを有する。要求サブシステムは、電動機として作動できる第２の電気機械と、第２の電気機械用の所望の電気的要求を設定できる電動機コントローラとを有する。また、制御サブシステムは、作動状態の関数としてエンジンの所望の作動点を使用して、システムの電力量を制御できるコントローラを有する。電気回路はサブシステムを接続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、エンジン１０がその作動中に駆動する負荷またはパワートレイン１２と関連付けられたエンジン１０が示されている。一般に、パワートレイン１２は、車両（図示せず）の変速機、駆動シャフトおよび車輪であり得る。電気エネルギを生産するために使用される発電機は、エンジン１０の作動中にエンジン１０の負荷１２を表し得る。
【００１２】
エンジン１０と関連付けられた制御システム１４も示されている。制御システム１４は、エンジン１０の作動を制御して、特定の用途のエンジン１０に割り当てられた目的を達成する広範な目的を有する。例えば、ハイウェイ車両では、制御システム１４は、ハイウェイ走行に最適またはさもなければ適切なあるパラメータ内でエンジンが作動することを保証するように、設計および／またはプログラミングすることが可能である。発電機またはオフハイウェイ用途では、制御システム１４は、効率的な作動のために異なるパラメータの使用を保証するように、設計および／またはプログラミングすることが可能である。図示した実施例では、制御システム１４については、１つの用途または他の用途に特定して説明しない。むしろ、エンジン作動状態およびエンジンの望ましい性能特性に関する制御システムの作動について説明する。本発明の原理を特定の用途に適用することは、当業者の裁量内にある。
【００１３】
エンジン１０は、ターボチャージャ１６、吸気マニホールド１８および排気マニホールド２０を有する。周知のように、エンジン１０からの排気ガスは、エンジン１０を出ると、排気マニホールド２０を通してまたターボチャージャ１６のタービン２２を横切って通過する。タービン２２は排気ガスによって駆動され、コンプレッサ２６が装着されるシャフト２４を回す。コンプレッサ２６はシャフト２４によって駆動され、吸気マニホールド１８を通してエンジン１０に供給されるインテークエアを圧縮する。本実施形態では、インテークエアが熱交換器または冷却器２８をさらに通過して、吸入空気の密度を高めるインテークエアが示されている。タービンは、システムの追加の可撓性を提供する固定または可変の羽根を有してもよい。
【００１４】
エンジン１０は、ターボコンパウンドまたはＴＣシステム３０をさらに有する。ターボコンパウンドシステム３０は、ターボチャージャ１６と関付けられた第１の電気機械または装置３２と、エンジン１０のクランクシャフトと関連付けられた第２の電気機械または装置３４とを含む。両方の電気機械３２、３４は、電力を発生するモードで（すなわち、発電機またはオルタネータとして）あるいは電力を消費して電力を回転（機械的）パワーに変換するモードで（すなわち、電動機として）、作動できることが好ましい。便宜上、電動機として、または代わりに発電機として作動する場合の第１の電気装置３２について記述する際、参照番号３２を伴うそれらの用語が使用される。同じことが第２の電気機械３４について当てはまる。このような電気装置３２、３４はまた、それらの二重の機能を示すために、時に電動機／発電機と称される。
【００１５】
第１の電気機械３２は、ターボチャージャシャフト２４と共に組み込まれる。これは、ロータ（図示せず）をシャフト２４の部分として有することによって達成され、ステータ（図示せず）はシャフト２４の周りの固定位置にある。第２の電気機械３４は、そのロータ（図示せず）を通してエンジン１０のクランクシャフト（図示せず）に連結される。このような電気機械の構造および連結は周知であり、詳述しない。
【００１６】
制御システム１４およびそのＴＣシステム３０の関連で、次に概観を開示し、後に詳細に開示する複数の要素がある。エンジンコントローラ３８および電気負荷部４０との包括的な管理およびインタフェースを提供する全体的なシステム制御３６およびエネルギ貯蔵能力部４２が含まれる。さらに、システム１４は、第１および第２の電気機械３２、３４と関連付けられたパワーコンバータまたはコントローラ４４、４６とインタフェースする。説明するように、第１の電気機械コントローラ４４は、第１の電気機械３２によって発生された電力を調整できる。第２の電気機械コントローラ４６は、第２の電気機械３４の望ましい電気的要求を設定または調整できる。このように、第１の電気機械３２およびコントローラ４６は電力供給サブシステム４７を構成し、一方、第２の電気機械３４およびコントローラ４４は第２の電気的要求サブシステム４８を構成すると考えることができる。サブシステム４７、４８、電気負荷部４０、およびエネルギ貯蔵部４２は電気バスまたは回路５０によって接続される。制御システム１４、エンジン１０、電気負荷部４０、エネルギ貯蔵部４２および負荷またはパワートレイン１２は、例えば、前述のように設定された車両または発電機の部分であるより大きなシステム５２を表し得る。
【００１７】
ＴＣシステム３０用の１次作動モードは、第１の電気機械３２が発電機として作動している場合である。第１のパワーコンバータ４４は、発電機３２によって生産される電力を調整する。電動機として作動する第２の電気機械３４は、機械的パワーをクランクシャフトに注入することによってパワーを引いてエンジン１０を補助する。余剰電力は、電気貯蔵部４２に注入するかまたは電気負荷部４０に動力を供給するために使用できる。しかし、発電機３２が特定の状態のため十分な電気エネルギを供給できない場合、電動機３４は電気貯蔵部４２から引くことができるであろう。電気貯蔵能力部４２はこの点で柔軟性を付加するが、ＴＣシステム３０に必要でない。
【００１８】
最優先の目的はシステム効率を達成することである。図２ならびに引き続く図３〜図１７は、エンジンまたはシステム応答の基本的な原理およびシステム効率を制御できる方法を示すために使用される。これらの図のデータは、コンピュータシミュレーションから導かれる。実際のエンジン試験または他のコンピュータシミュレーションから、説明した原理を示す同様の結果を導き得ることを理解すべきである。このように、記述したシステム、ステップ、方法またはプロセスを特定の用途のためにいかに適用すべきかを理解するために、例示した原理を使用することができる。
【００１９】
生産されまた消費される電気エネルギのバランスが重要であることは別として、エンジン１０は、所望のピーク効率で作動するべきである。このピーク効率は、典型的に、所定のエンジン速度および負荷のピーク効率または作動点として決定される。このようなピーク点で作動する能力に対する限界の１つは、ターボチャージャ能力である。図２に示したように、動作包絡線は、システム能力に関し相対的に広いことがあるが、機械的制約、熱的制約およびエミッション上の制約のような問題が影響する。
【００２０】
特に、図２はある状態のターボチャージャ作動を示している。右の垂直破線５４はターボチャージャ１６の最大許容速度を示している。左の対角に走る破線５６は最大許容タービン入口温度（この場合、九百二十（９２０）度ケルビン）を示している。平行のアーチ状ライン５８は、一定の燃料供給速度（定格電力点（すなわち、１００％）の定格燃料比に対し正規化）のラインを示している。他の状態（すべての状態は、エンジン定格速度の百（１００）パーセントにおける）は、大気内のコンプレッサの圧力比、または八十（８０）パーセントの効率の全体的なタービン効率において３．０のＰＲcompおよび１．２４のＢＰ／ブースト比である。「ＰＲcomp」は、コンプレッサの入口の圧力を超えるコンプレッサの出口の圧力の間の比率と規定される。「ＢＰ」は、タービンの前の排気ガスの圧力である。「ブースト」は、コンプレッサ出口の給気圧である。
【００２１】
図２から、所定の燃料供給状態について発生された電力量を制御することによって、ＴＣシステム３０は、最大許容のターボチャージャ速度および最高ターボチャージャ入口温度を表すライン５４、５６の間で作動するようにできることが理解される。特定のパラメータが図２のグラフに示されているが、このようなパラメータは、グラフが示すことほど重要ではない。図２は、基本的に、ターボチャージャを柔軟に使用できるターボチャージャ１６（ライン５４と５６の間）の動作包絡線を示していることが認識されるであろう。このように、ターボチャージャ１６を保護するために、予め設定されたパラメータを使用することができる。この柔軟性を前提として、所定の状態の望ましい効率を達成するための制御方式のために、制御システム１４、および特にＴＣシステム３０を設計および／またはプログラミングすることができる。例えば、制御方式は、最大空気処理効率、最大ターボチャージャ応答、エミッション低減（例えばＮＯｘ）、または最大燃料経済を付与するように提供してもよい。
【００２２】
例えば、燃料経済を最大にする方法が図３に示されている。図３は、エンジン排気ガスからエネルギを回収することによって達成可能なエンジンシミュレーション用のブレーキ燃料消費率（ＢＳＦＣ）の向上を示している。再び、エンジンシミュレーションの特定の（仮定された）パラメータは、それらが提供する指示ほど重要ではない。所定のエンジンまたは制御システムに関し、同様の結果を達成かつ適用できる。この説明のために、電動機３４、したがってエンジン１０を駆動するために、発電機出力全体を使用することが前提とされる。電動機効率は、電動機３４について９２パーセント（９２％）であると想定され、エンジン速度は千五百（１５００）ｒｐｍである。グラフの４つの曲線は、異なるエンジン負荷状態または要求を表す。左から右に、曲線は、エンジン速度において最大利用可能なトルクの２５パーセント（２５％）、５０パーセント（５０％）、７５パーセント（７５％）および１００パーセント（１００％）を表している。
【００２３】
図３から、エンジンからのより多くの排気ガスエネルギが回収され（ｘ軸に沿って示される）また発電機３２によって使用されて、電動機３４を駆動する電力を生産するとき、割合としてのＢＳＦＣが向上することが理解される。それぞれの負荷状態（例えば、定格負荷の２５パーセント（２５％））について、排気ガスからの追加のエネルギ回収を越えてＢＳＦＣが悪化する点がある。このことは、燃料経済を最大にするために、それぞれのエンジン負荷状態について、エンジン１０を最適の作動点に維持すべきことを示している。同様に、上述のエミッション低減等のような有益な追加効果にとって最適な作動点の重要性を示すことができる。
【００２４】
ＴＣシステム３０によって燃料経済を最大にする目標をさらに調べると、図４は、異なるエンジン負荷状態にとって最大の燃料経済のそれぞれの最適作動点におけるある変数６０に対する値を示している。これらの値は、所定のエンジン速度において最大利用可能なトルクの２５パーセント（２５％）、５０パーセント（５０％）、７５パーセント（７５％）および１００パーセント（１００％）の負荷状態のエンジン（図３のような）について、コンピュータシミュレーションによって獲得された。変数６０は９つの異なる作動点について示され、また回収された排気ガスパワー６０’、吸気マニホールド圧力６０’’、エンジン排気温度６０’’’、およびターボチャージャ速度６０’’’’を含む。それぞれの作動点についても、ＢＳＦＣの関連する割合の向上が示されている。指摘するように、図４は、エンジン排気ガスパワーの回収によって示された変数に関する図３からのデータを有する。
【００２５】
図４は、コンピュータシミュレーションにより、示した変数が定常状態の条件で互いに無関係でないことを示している。実際に、所定のエンジン定常状態の作動条件に関し、これらの変数のすべてについて唯一の組の値がある。このように、変数の１つが制御されるならば、他の変数が得られるであろう。その結果、エンジン１０の所望の作動状態を維持する方策は、変数の内の任意の変数の制御に基づくことができる。しかし、それぞれの方策と関連する過渡的な挙動は変化する。このことは、図５〜図１３に示されており、その各々は異なる変数の制御に基づき得られた結果を示している。
【００２６】
図５〜図７を参照すると、エンジン排気温度は制御変数として使用される。この場合、目的は、７６０度Ｋの固定値または一定の設定点（図６に示した）にエンジン排気温度を維持することである。エンジン速度は、簡明さのため、１８００ＲＰＭの一定速度に維持される（非常に大きな慣性を想定）。図５では、エンジン要求（ｙ軸）の１０パーセント（１０％）の段階変化の命令が５秒（ｘ軸）で行われる。この命令は、エンジントルクを増大させる要求として、エンジン制御部３８によって変換される。エンジン出力の増大要求に応答するため、追加の燃料がエンジン１０に噴射される。追加の燃料噴射は、排気ガス温度（図６、ｙ軸）の迅速な上昇をもたらす。排気ガス温度を７６０度Ｋの設定点まで下げるために、より多くの空気をエンジン１０内にポンプ供給することが必要であり、これにはターボチャージャ１６の速度増加が必要である。
【００２７】
ターボチャージャ１６の速度を増加させるため、発電機３２は、電力を生産するときに引き起こされるターボチャージャ１６に対する制動効果を小さくすることで済む。このように、発電機３２はより少ない電力を生産することで済み、これによって、ターボチャージャ１６に対する制動トルクを低減し、ターボチャージャ１６の速度上昇を可能にする。極端な状態では、ターボチャージャ１６の速度増大を補助するために、電気機械３２は電動機として作用する必要があり得ることを指摘したい（後に説明する）。
【００２８】
発電機３２から利用可能な電力が小さくなるにつれ、電動機３４によってエンジン１０を補助するトルク量が減少する。このことは、図７のｙ軸に沿って測定されたクランクシャフトトルクの急激な低下から明白である。エンジン１０（図６）内への空気流入の増大によって排気ガス温度が低下し始めると、追加のパワーをエンジン排気ガスから回収することができる。このように、クランクシャフトトルク（図７）が増大することが指摘される。さらに、エンジンは、エンジン負荷の増大（要求の増加）の命令により行われる燃料供給の増加のため、より高いクランクシャフトトルクレベルで作動している。
【００２９】
図５〜図７に関して説明する方策は、エンジン１０を使用し得る車両のドライバビリティのようなものに関し望ましくない特性を有する。このことは、図７から理解することができ、この場合、システム１４の初期応答は、より高い要求がエンジン１０（図５）に対して課せられるときのクランクシャフトトルクの減少である。
【００３０】
制御変数としてターボチャージャ速度を使用する第２の方法について、次に説明する。図８は、２５パーセント（２５％）〜５０（５０％）のエンジン負荷の段階変化に対する応答を示している。再び、１８００ＲＰＭの一定のエンジン速度が使用される。ターボチャージャ速度の所望の増加は、図９の設定点トレース６２で示されている。トレース６２は、ターボチャージャ速度が４１，５００ＲＰＭから５１，０００ＲＰＭに増加して、新しい平衡点に到達することが望ましいことを示している。シミュレーション結果（図９のライン６４によって示す）によって示されるように、実際のターボチャージャ速度は所望のトレースに近接して増加する。このように、エンジン要求（図８）の増加を伴う燃料供給の増加は、エンジン１０の排気ガスのエネルギ増加およびターボチャージャ速度の増大をもたらす。図１０においても、クランクシャフトトルクの増加が同様に生じることを理解することができる。このように、制御作用の方向、またはエンジン要求の増加は、システム１４の自然応答と一致する。したがって、この制御方法を使用することにより、クランクシャフトトルクに対する影響が最小になるが、図１０の実際のトルク応答が命令トルクの変化に対し方向的に常に正しいからである。
【００３１】
図１１〜図１３を使用して、制御される変数としてエンジンインテーク圧力（ブースト）を示す。図１１には、エンジン負荷の１０パーセント（１０％）の変化に対応する一連の段階応答が示されている。その目的は、エンジンブーストを約１７０ｋＰａ（図１２の設定値ライン６６として示される）に維持することである。約五（５）秒で５０パーセント（５０％）〜６０パーセント（６０％）のエンジン負荷の第１の段階変化に遭遇すると、図１２に示したインテーク圧力が突然増大する。しかし、インテーク圧力は、ＴＣシステム１４によってその所望のレベルに急速に回復され、発電機３２がより多くのパワーを生産するようにさせる。この理由は、発電機３２により多くの電力を生産させる当該発電機に対する追加の負荷が、ターボチャージャ１６を遅くさせるからである。ターボチャージャ１６を遅くすることにより、エンジン１０に入るインテークエアの量が低減され、これによって、エンジンブーストが下げられる。しかし、発電機３２によって生産される電力の増加は、エンジン１０を補助するために利用可能である。このため、追加のトルク（図１３）が電動機３４によってクランクシャフトに導入され、エンジン１０の合計トルク生成を補助する。さらに、約１０秒（図１２）に、エンジン負荷が下がるとき、電動機３４（図１３）によってクランクシャフトに導入される追加トルクの量と共に、エンジンブーストが減少することを理解することができる。同様の状態がＸ軸の約１５秒に生じる。
【００３２】
図１１〜図１３は、ブースト圧力の制御が非常に望ましいことを示している。この理由は、エンジン要求が変化するとき、エンジンブーストおよび電動機３４からエンジン１０への追加のトルクが、方向的に一致して変化するからである。さらに、設定点と比較すると、エンジンブーストは相当一致して維持可能である。このことは、車両または他の用途のエンジン１０の作動に好ましい。
【００３３】
前の３つの実施例は、制御システム１４とＴＣシステム３０とを調整するための異なる変数の制御（すなわち、制御変数）を示している。エンジンブーストの制御は、上述の理由のため特に有効であると考えられる。しかし、例えば、ＢＳＦＣを最大にするため、エンジンブースト（他の変数のように）は、エンジンの作動サイクル中にエンジン速度および負荷または他の作動状態の関数として調整されなければならない。
【００３４】
エンジン速度および負荷の関数としてエンジンブーストまたは他の変数を調整するために、制御システム１４またはＴＣシステム３０は、ＢＳＦＣを最大にするためのシステム設定用の制御変数のために、所望のまたは最適の作動値に対するアクセス（設定点）を必要とする。このことは、図１４に示したような設定値マップ６８によって共通に行われる。図１４には、図４のブースト値がエンジン速度および負荷に対してプロットされている。このマップは、後に説明するように、ＴＣシステム３０用のルックアップテーブルとして使用される。
【００３５】
設定値マップ６８の用途を示すため、図１５〜図１７は、エンジン速度を一定の１８００ＲＰＭに維持して、エンジン負荷の段階変化に対する時間応答を示すために提供される。図１５のエンジン負荷のそれぞれの変化は、図１６のトレース７０によって示されたエンジンブースト設定点の対応する変化を伴う。実際のシミュレーション結果は太字のライン７２で示されている。さらに、ブーストの変化を遅くすることによって、ブースト圧力に対する応答を緩和するために、補償（後に説明する）がこの実施例に導入される。言い換えれば、設定点フィルタの時定数をブースト時定数に整合させるため、信号補償（この場合、一次遅延フィルタ）が使用されている。図１６では、太字のライン７２で示したブースト応答は、エンジン要求（図１５）の段階変化をごく近接して整合させるように行うことができる。図１２と比較して、この補償は、より優れたエンジン応答のオーバシュート状態を回避するのに役立つことが理解される。
【００３６】
推進およびドライバビリティの観点から、最も重要な変数は、エンジン１０と電動機３４との組み合わせによって生成される全体的なトルク（パワー）であることが認識される。図１７のトレース７４は、エンジン１０と電動機３４のクランクシャフトとによって生成されるトルクの和を示している。トルクは、図１５に示したエンジン要求の求められる変化に密接に従う。このことは、ＴＣシステム３０が非常に優れたドライバビリティ特性を提供する能力を有することを示している。
【００３７】
全体的な制御システム１４の追加の詳細、特にＴＣシステム３０が図１８に示されている。図面は、ブースト制御を利用してＴＣシステム３０の作動を調整するように構成された制御システム１４を示している。言い換えれば、選択された制御変数はブーストである。これは、図１５〜図１７によって示した実施例で以前に述べた方法である。エンジン１０は、図１に示したエンジン制御部３８（時にＥＣＭまたはエンジン制御モジュールと呼ばれる）によって制御されることが指摘される。
【００３８】
図１８を参照すると、ステップ７６において、設定点発生器７７は、センサまたは他の周知の方法から、エンジン速度７８およびエンジン１０に対するトルク要求または負荷８０の入力を受信する。設定点発生器７７は、観測されるエンジン状態７８、８０に関する所望または最適のマニホールド圧力またはブーストを表す信号をステップ８２で供給するように機能する制御装置である。このように、この制御装置は、エンジン１０の作動状態のブースト制御変数に関する最適の作動値を識別するステップを実行する。この実施例では、設定点発生器７７は図１４に示したようなマップを使用するが、他の方法が公知であり、使用可能である。設定点発生器７７は、マップから所望のブースト設定点をルックアップして、信号を補償器８４に送る。補償器８４は、一次遅れ補償を実施して、ブーストを調整し、図１５〜図１７に関して以前に示したブースト圧力のオーバシュートを回避する。このように、結合部８６において、エンジン速度および負荷状態にとって所望または最適なフィルタ処理されるかまたは補償されるブースト設定点が提供される。この実施例の補償器は、制御システム１４のソフトウェアで具体化される。
【００３９】
また図１８に、制御システム１４用の別の制御特徴を有する制御サブシステム８８がある。この実施例では、サブシステム８８は、３つの制御変数、すなわち、ブースト、エンジン排気温度およびターボチャージャ速度を示している。言及したようなサブシステム８８の１次制御形態は、第１のまたはブースト圧力フィードバックループ９０の使用である。この制御またはループ９０は、８６で供給されるフィルタ処理されたブースト設定点と関連してブースト圧力を調整するための１次制御である。実際の吸気マニホールド圧力は、ボックス９２で適切なセンサ９４によって感知される。所定の時点にエンジン１０の実際のブースト圧力を示す信号は、以下に説明するような制御目的のために信号が使用される結合部８６に供給される。
【００４０】
次のステップで、比較器９５は、結合部８６において、エンジン作動状態について測定される（実施例でシミュレートされる）ブースト圧力信号および比較可能な所望のブースト設定点を受信する。比較器９５は、この実施例で、ソフトウェアで減算命令を操作することによって簡単に示される。比較器９５は２つの信号を比較して、２つの信号の差を識別する。この比較から、「誤差」信号が生成される。次に、要求制御部９６が、誤差信号に応答して、電動機制御部４６（以下により詳細に記述する）に命令信号を供給して、電動機３４のトルク出力を制御するステップが実行される。このことは、後に説明するような電動機に流入する電流量を調整することにより行われる。この実施例の要求制御部９６は、比例積分制御部９６である。このように、このステップは、あるエンジン作動状態で測定またはシミュレートされた制御変数からの制御変数の差に応答して、第２の電気機械または電動機３４の電力要求を制御する。
【００４１】
２つの追加の模範的なフィードバックループは、上述の２つの異なる制御変数に基づき図１８に示されている。第２のフィードバックループ９８は、ターボチャージャ１６の回転速度を特定の範囲内に維持することによって、超過速度または低速制御機構として作用する。実際のターボチャージャ速度はステップ１００で測定され、またステップ１０２で比較器９５によって最高速度および最小速度の設定点１０４、１０６と比較される。ターボチャージャ１６が設定範囲の上または下にある場合、ＰＩ制御部９６を介して調整を行って、電動機３４を制御し、ターボチャージャを範囲内に戻すことができる。ターボチャージャ１６の許容速度範囲はまた、エンジン作動状態に基づき変更してもよい。ターボチャージャ速度が本質的に設定速度（速度設定点）に従うように、範囲を非常に狭くしてもよい。
【００４２】
第３のフィードバックループ１０８は、排気温度を特定の限定内に維持するための排気マニホールド温度ループである。第３のフィードバックループは、１１０で実際の排気マニホールド温度を測定することによって第２のループ９８と同様に作用し、また比較器９５を使用して、最高および最低のマニホールド温度それぞれについて、実際の排気マニホールド温度を設定点１１２、１１４と比較する。比較がステップ１１６で行われ、また引き続き誤差信号が結合部８６を通して供給されて、電動機３４の制御に寄与する。設定点１１２、１１４は、エンジン作動状態に調整するように交互に可変にすることができるか、あるいは非常に狭くして、エンジン１０が所望の排気マニホールド温度で作動するように強制することができる。
【００４３】
図示していないが、第２および第３のフィードバックループ９８、１０８は、１０２、１１６で比較がそれぞれ行われた後にフィードバック補償器をさらに有してもよい。再び、これらの補償器は、制御システム１４のソフトウェアに具体化されると考えられる。さらに、比較器９５は、システムで行われる選択に応じて使用されるそれぞれの制御変数のために、別個の比較器を示すかまたは有してもよい。
【００４４】
フィードバックループのさらに他の実施例は、エミッションを管理し得る。エンジンＮＯｘを測定して、それを設定点と比較するループは、エンジン１０を所望のエミッション制御仕様内に維持するように使用可能である。あるエンジンまたは用途に望まれる制御機構に応じて、他のループを加えるかまたは上述のそれらのループから置き換えることが可能である。当然、制御限度または使用する設定点を調整して、様々な所望の作動特性を達成することが可能である。１次ループ（例えば第１のフィードバックループ９０）に加えて使用されるループは、制御システム１４およびＴＣシステム３０に冗長性も提供することが認識されるであろう。このように、例えば、ループ９０のブーストセンサが故障した場合、エンジン１０は、機械的故障または要請されたパラメータの超過から保護するためにある一定のパラメータを超えない。
【００４５】
上述のことから、制御サブシステム８８は、示した実施例のフィードバックループを使用して、ＴＣシステム３０で回収されるパワーの量を制御するための機能を提供することが理解される。制御サブシステムは、フィードバックループ９０、９８、または１０８からエンジン１０の作動状態を提供する。結合部８６で供給されるようなエンジン１０の所望の作動点は、制御機能を満たすために比較される。
【００４６】
図１８によって示された実施例では、様々なシステム、ループおよびステップは、第２の電気機械または電動機３４の要求の調整に向けられた。ブースト圧力設定点の入力およびフィードバックループ９０、９８、１０８に基づく信号は、電動機３４に対する要求を設定するためのＰＩ制御部９６の出力であった。この電動機要求は、存在する場合に電気負荷４０およびエネルギ貯蔵部４２の要求であるように、電気バス５０に存在する。このような要求は、電流または電圧と識別され、また発電機３２による電力の供給を制御するために使用することができる。電動機３４によって消費される電力を制御することにより、第１の電気機械または発電機３２に対する負荷が直接制御される。このように、ターボチャージャ１６の負荷は直接制御される。電動機３４によって消費される電力（電流）がより少ないと、バス５０の電圧を一定に維持するため、発電機３２が生産しなければならない電流はより小さくなることが認識される。さらに、ターボチャージャ１６も、電動機３４の要求に対して供給するためにより少ない電力を生産する際に、発電機３２からの抗力がより小さくなるためより高いブーストを提供する。
【００４７】
したがって、要約すると、ステップは、発電機３４に対する電動機３４の要求を変更することによってエンジン１０の作動状態を調整するため、ＰＩ制御部９６によるような制御を可能にする。このプロセスは、上記の変更に対するエンジン作動応答を介して、エンジンの実際の作動状態を所望の作動状態により密接して近似させる傾向を有する。このように、所望または最適の信号および測定された信号を表す信号は、エンジン制御の能力の範囲内にある傾向を有する。全体として、電気バス５０の電力は、測定電流および測定電圧の一方に対するバスの要求に見合うように調整される。
【００４８】
図１９を参照すると、ＰＩ制御９６からの信号は、Ｉcrank１１８（「クランクシャフト」電動機３４と称する）として示されている。ＰＩ制御部９６からのこの「要求」信号は、電動機３４に対する要求を設定するために、電動機または要求制御部（４６とも呼ばれる）として作用する要求サブシステム４６に供給される。要求サブシステム４６は、その目的を達成するためにバス５０の電圧および電流を調整する。典型的に、要求サブシステムは、電動機電流、したがって、バス５０の電流に関して調整する。また図１９には、発電機または供給制御部４４として作用する供給部サブシステム４４が示されている。供給部サブシステム４４は、その目的を達成するためにバス５０の電圧および電流の他方を調整する。典型的に、供給部サブシステムは電圧を調整する。
【００４９】
電動機制御部４６および発電機制御部４４（図１にも図示）は、電気バス５０の部分を通して互いに接続され、信号Ｉlimit１２０を交換する。信号Ｉlimit１２０は、制御システム１４の作動中に遭遇し得るディレーティング要因および／または制限状態を考慮するため、電動機電流要求を制限するための機構を提供する。例えば、言い換えれば、発電機３２の巻線があまりに高温になり、通常の作動状態を超えるならば、以下に述べるように、発電機３２を保護するためにＩlimit信号が使用される。
【００５０】
電動機制御部４６は、パワーコンバータ１２４と、電流センサ１２６と、電流調整器１２８とを有する電流ループ１２２を利用する。電動機制御４６内のこのループ１２２は、電動機３４の作動を所望のトルクまたは負荷レベルに維持するために使用される。例えば、信号Ｉcrank１１８は、電動機３４を制御するために通常使用される。しかし、上述のように、信号Ｉlimit１２０および信号Ｉcrank１１８の小さな方が、発電機３２を保護するためにステップ１３０で選択される。ステップ１３０は、示した実施形態のソフトウェアの「イフ」文または比較器１３２の作動によって簡単に表される。
【００５１】
選択された信号またはＩsp１３４は、誤差信号あるいは差電流を発生するために使用される。これは、ステップ１３７で、Ｉsp１３４を電動機３４の実際の電流信号（Ｉmotor１３６）と比較することによって行われる。Ｉmotor１３６電流を表す信号は、センサ１２６によって発生され、このような比較のために供給される。差、または誤差信号１３８（Ｉerror）は、電動機電流に対する要求を設定するために電流調整器１２８によって使用される。電流調整器１２８は、同様に比例積分制御部である。誤差信号１３８に基づく調整電流の命令は、引き続きパワーコンバータ１２４に供給されて、クランクシャフト電動機３４に送られる電流の調整を行う。
【００５２】
発電機制御部４４は、発電機３２の作動を調整する。このように、発電機制御部４４は、典型的に、電動機３４の電力の供給側を取り扱い、電動機制御部４６は要求側を取り扱う。このように、制御部４４は、発電機３４によって発生される電力を調整できる。図示した実施例では、電圧ループ１４０は、電気バス５０の電気負荷に見合うように、発電機３２によって生産される電力量を制御する。言い換えれば、発電機３２は、バス５０の電圧を所望の値に維持するように制御される。その目的は、発電機３２が正しい電力量を生産して、電動機３４とバス５０に存在する他の任意の負荷とに給電するように、バス電圧を確実に調整することである。
【００５３】
閉電圧ループ１４０は、電圧調整器１４２と、発電機３２を含む発電機とパワーコンバータ１４４との組み合わせとを含む。発電機３２の実際の電圧またはＶgen１４６は、ステップ１５０で電圧要求またはＶsp１４８と比較される。結果として得られる誤差信号またはＶerror１５２は、電圧調整器１４２に流れ、そこで、発電機およびパワーコンバータ１４４のために調整される。最終的に、Ｖerrorは、バス５０の要求のため定常状態の条件でゼロに低減し、発電機３２は、このような要求に見合うのに必要な電力を生産する。これによって、電気回路またはバス５０は所望の電圧に維持される。
【００５４】
図１９の電圧ループ１４０の外側には、発電機３２および電動機３４の出力を調整するための追加の制御機構がある。前述したようなエンジン１０は、電動機３４またはバス５０の他の負荷の要求を越えて制御することが望ましい等級、制限状態または他の特性を有する。一例として、設定点マップ１５４およびディレーティング制御部１５６は、許容可能な電動機電流の限界（Ｉlimit）を決定するために使用される。このように、製造業者がトルク制限を望む場合、電動機３４は、マップ１５４に確認された所定の設定点に関しエンジン１０に寄与できるか、あるいは制御部１５６で具体化されたディレーティング要因に基づき、この機能を実行することができる。前述のように、Ｉlimitは、電動機制御部４６に使用される。電動機３４への電流を制限することにより、発電機３２に対する電力要求が抑制され、したがって、ターボチャージャシャフトから抽出される機械的パワー量が抑制される。電力がより多く生産されると、ターボチャージャシャフトの制動トルクはそれだけ高くなる。このように、発電機３２によって生産される電力の調整により、ターボチャージャ１６の加速または減速がもたらされる。このことは、ターボチャージャ１６がエンジン１０に付与するブーストに影響を及ぼす。
【００５５】
前述のように、電気機械３２、３４はまた、電動機３２および発電機３４として交互に作動することが可能である。このような状態は、例えば、エンジン１０が、排気エネルギ回収が実行可能である包絡線の外側で作動しているか、さもなければある作動パラメータの外側にある場合に望ましい。容認可能なパラメータの外側にあることの１つの例は、ターボチャージャの遅れが生じている場合である。遅れは、ターボチャージャのコンプレッサ部分の回転速度が、エンジン１０の所定の要求に対する空気吸入の必要性に見合うには不十分である状態である。このことは、タービン部分がエンジン排気ガスから十分なエネルギを抽出することができない場合に生じる。ターボチャージャの遅れは、車両が惰性で走っており、操作者がスピードアップするために車両のアクセルペダルを押すときに生じる可能性がある。エンジンが惰性走行からの排気ガスエネルギレベルにある状態では、ターボチャージャはゆっくりと回転し、求められる要求に見合う程度に十分な燃焼空気をエンジンに供給するには、十分に迅速に反応できないであろう。
【００５６】
本発明のシステム１４は、電動機および発電機機能それぞれへの電気装置３２、３４の切換えを可能にする。切換えは、パラメータ条件の除外を示す信号を供給できる少なくとも１つ以上のセンサからの信号に応答して行われる。同様に、信号は、制御用の他のパラメータのために入力し得る。上の実施例では、要求の変化は、エンジンへの追加燃料の要求をもたらし、この要求は、パラメータ条件の除外下で電動機および発電機機能への切換えをトリガするための信号として使用できる。その要求を感知するため、燃料供給センサ（図示しないが、他の目的のためにエンジン制御部３８で典型的に使用される）を使用してもよい。センサによって生成される信号は、トルク要求８０（図１８）として入力してもよい。同時に、エンジン１０の速度は感知されており、エンジン速度７８として入力される。
【００５７】
設定点発生器７７（図１８）は、パラメータ条件の除外に関する新たなブースト設定点を生成するための信号７８、８０を使用する。次に電気装置３４が発電機として作用する状態で、実際のブーストが所望の値未満にある場合、制御サブシステム８８は生産される電気量を増大する。これにより、電気装置３４から追加の電流が生じる。バス電圧５０を所望の値に維持するため、電気装置３２（電動機として作用）への電流が増大される。この増加により、追加のトルクがターボチャージャシャフトに加えられることになり、ターボチャージャ１６の速度が増加され、これによって、より多くの空気がエンジン１０に供給される。
【００５８】
この実施例のステップ７６は、パラメータ条件の除外を含むエンジン１０の所定の作動状態に関し所望の作動点を決定できる。記述する実施形態では、発電機７７は第１および第２のマップを有する。第１のマップは、パラメータ条件の除外と関連するエンジン状態以外のエンジン状態に関する所望の作動点を決定するために使用される。言い換えれば、第１のマップは、電動機３４の要求および発電機３２の供給を制御するときに使用される（以前の実施例に記述したように）。第２のマップは、パラメータ条件の除外と関連するエンジン状態に関する所望の作動点を決定するために使用される。同様に、制御サブシステム８８内のコントローラ利得および信号補償器は、エンジン１０がパラメータ条件の「適用」または「除外」により作動しているかどうかに応じて、異なる値をとり得る。
【００５９】
さらなる説明によれば、ターボチャージャの遅れを示す相対的な状態（所定の高い要求の低速度状態に基づく）により、設定値発生器７７のロジックは、このような状態について提供された第２の設定値マップを選択するようにされる。ターボチャージャの遅れについて示された状態に応答して、第２の電気機械３４は発電機としての機能に切り換わって、第１の電気機械３２に電力（クランクシャフトの駆動による）を提供できる。ターボチャージャの遅れ状態に関する設定値マップは、図１４に示したマップと同様であるが、エンジン速度および負荷に対してプロットされたターボチャージャ回転速度値を有する。このマップでは、エンジン速度は、求められる要求を表す。この「遅れ」マップから、要求されるエンジン状態のために望ましいかまたは最適なターボチャージャ回転速度を示す設定点が識別される。
【００６０】
フィードバックループ９８（図１８）は、要求されるターボチャージャ速度と実際のターボチャージャ速度との比較から結合部８６の誤差信号を獲得できるように、測定されたターボチャージャ速度を提供する。９５におけるような比較器は、第２のマップからの所望のターボチャージャ速度とターボチャージャ１６の作動速度とを比較する。制御部に供給される比較「誤差」を示す信号は、第２の電気機械３４を調整する。例示目的のため、制御部はまた、図１８からの電動機コントローラ４６である。この制御部４６は、発電機３４として作用するように第２の電気機械３４を調整する別の能力を有する。誤差信号の比較および用途に応答して、発電機３４は所望のまたは要求される量の電力を第１の電気機械３２に供給する。今や、第１の電気機械３２は、印加される電気エネルギに応答して電動機として作用し、また要求された設定点に向かってターボチャージャの回転速度を増加するように作用する。この速度増加により、要求を満たすためにより多くの空気がエンジン１０に供給される。エンジン１０がターボの遅れなしに再び作動しているとき、第１および第２の電気機械３２、３４はそれぞれ、それらの発電機および電動機機能に移行する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
ＴＣシステム３０および全体的な制御システム１４は、ターボコンパウンドエンジン１０用に高度の制御および多くの選択を提供する。本システムは、３つの制御ループを有するものとして具体化することができる。発電機３２によって生産される電力量を制御するためのループは、電圧ループ１４０によって示されている。電流ループ１２２によって示された他のループは、電動機３４によって消費される電力量を制御する。第３のループがＴＣシステム３０によって回収されるパワー量を制御する。図１８の模範的な説明において、この第３のループは、１次のまたは第１のフィードバックループ９０と、記述した追加のフィードバックループ９８、１０８とによって表される。エンジン１０および全体的なシステム１２を所望の作動点に調整するのは、この第３のループである。この制御システムアーキテクチャは、電気の装置３２、３４が電動機および発電機それぞれとして作用する場合にも適用可能である。２つのモードの間の作動の差は、制御システムのソフトウェア内で異なる部分を実行することによって達成することができる。
【００６２】
認識されるように、他の実施形態は、電圧を制御するために代わりに使用される電流ループ１２２を有することが可能である。次に、電流を制御するために電圧ループ１４０が使用される。さらに、ループ１２２、１４０の間、ならびに第１の９０（および第２の９８と第３の１０８）のフィードバックループの間の相互作用を回避することが望ましい。このことは、ループの時定数を見ることによって達成される。好ましい実施形態では、このことは、最速の時定数を有する発電機電圧ループ、それに続き電動機電流ループ１２２、次にフィードバックループ９０、９８、１０８を有することによって達成されるであろう。
【００６３】
このように、開示したシステム、ステップおよび装置は、ターボコンパウンドを有するエンジンを制御するために大きな柔軟性を提供することが認識される。この制御は、エンジンの作動からのエネルギ回収を可能にし、望むなら、性能の設定限度または他の要件内にエンジンを維持する付加的な能力を有する。
【００６４】
一例として、上述のおよび図面に示した実施形態を示してきた。開示した模範的な形態に本発明を限定する意図はない。添付の特許請求の範囲内に含まれるすべての修正、等価物および代替物が網羅される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】エンジンのターボコンパウンド用の模範的なシステムの概略図である。
【図２】ターボコンパウンドシステムで使用可能なターボチャージャの動作包絡線を示したシミュレーションのグラフである。
【図３】エンジンを補助するターボチャージャによるパワーの回収に基づき４つの異なるエンジン作動状態およびブレーキ燃料消費率の関連変化を示したシミュレーションのグラフである。
【図４】異なるエンジン負荷状態の最適の作動点および前記点において選択された変数値を示す図面である。
【図５】エンジン要求の１０パーセントの段階変化の時間応答を示す図面である。
【図６】図５に示した要求の変化に対応するエンジン排気温度のシミュレートした変化を示す図面である。
【図７】図５に示した要求の変化に対応するクランクシャフトトルクのシミュレートした変化を示す図面である。
【図８】２５パーセント（２５％）〜５０パーセント（５０％）のエンジン負荷の段階変化に対する応答を示す図面である。
【図９】図８に示したエンジン負荷の段階変化に対応するシミュレーションによってシミュレートしたターボチャージャ速度の変化、および設定点トレースで表した速度の予想変化を示す図面である。
【図１０】図８で示したエンジン負荷の段階変化に対応するクランクシャフトトルクのシミュレートした変化を示す図面である。
【図１１】エンジン負荷の１０パーセント（１０％）の変化に対応するエンジン負荷の段階変化を示す図面である。
【図１２】図１１で示したエンジン負荷の段階変化に対応する吸気圧またはエンジンブーストのシミュレートした変化を示す図面である。
【図１３】図１１で示したエンジン負荷の段階変化に対応するクランクシャフトトルクのシミュレートした変化を示す図面である。
【図１４】ブースト値がエンジン速度および負荷に対してプロットした場合のエンジンブースト設定点マップを示す図面である。
【図１５】エンジン負荷または要求の段階変化に対する時間応答を示す図面である。
【図１６】図１５に示したエンジン負荷の変化に対応する吸気圧またはブーストのシミュレートした変化、および設定点トレースで示した予想変化を示す図面である。
【図１７】図１５で示したエンジン負荷の変化に対応するクランクシャフトトルクのシミュレートした変化を示す図面である。
【図１８】エンジンと関連付けられた制御システムの一実施形態の特徴を示す図面である。
【図１９】制御システムおよびエンジンと関連付けられた電動機コントローラおよび発電機コントローラの特徴を示す図面である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  エンジン
１２  パワートレイン（負荷）
１４  制御システム
１６  ターボチャージャ
１８  吸気マニホールド
２０  排気マニホールド
２２  タービン
２４  シャフト
２６  コンプレッサ
２８  冷却器（熱交換器）
３０  ターボコンパウンド（ＴＣ）システム
３２  第１の電気機械（装置）
３４  第２の電気機械（装置）
３６  全体的なシステム制御器
３８  エンジン制御
４０  電気負荷
４２  エネルギ貯蔵能力
４４、４６  パワーコンバータ（電気機械制御器）
４７  電力供給サブシステム
４８  電気的要求サブシステム
５０  電気バス（回路）
５２  より大型のシステム（車両または発電機設備の部分）
５４  垂直の破線（最大許容速度）
５６  対角線に走る破線（最高許容タービン入口温度）
５８  平行のアーチ状ライン（一定の燃料供給速度のライン）
６０  変数
６０’  排気ガスパワー回収変数
６０’’  吸気マニホールド圧力変数
６０’’’  エンジン排気温度変数
６０’’’’  ターボチャージャ速度変数
６２  設定点トレース（ターボチャージャ速度の所望の増加）
６４  ライン（シミュレーション結果）
６６  設定値ライン（エンジンブースト）
６８  設定値マップ
７０  トレース（エンジンブースト設定点の変化）
７２  太字ライン（ブースト応答）
７４  トレース（エンジンクランクシャフトおよび電動機によって生成されるトルクの和）
７６  ステップ
７７  設定値発生器
７８  エンジン速度入力
８０  トルク要求（負荷）入力
８２  ステップ
８４  補償器
８６  結合部
８８  制御サブシステム
９０  ブースト圧力フィードバックループ
９２  ボックス
９４  センサ（吸気マニホールド圧力）
９５  比較器
９６  要求制御部（ＰＩ制御）
９８  第２のフィードバックループ（超過速度／低速制御ループ）
１００  ステップ（ターボチャージャ速度測定点）
１０２  ステップ
１０４  設定点（最大速度）
１０６  設定点（最小速度）
１０８  第３のフィードバックループ（排気マニホールド温度ループ）
１１０  排気マニホールド温度測定点
１１２  設定点（最高マニホールド温度）
１１４  設定点（最低マニホールド温度）
１１６  ステップ（温度比較）
１１８  Ｉcrank信号
１２０  Ｉlimit信号
１２２  電流ループ
１２４  パワーコンバータ
１２６  電流センサ
１２８  電流調整器
１３０  ステップ（信号選択）
１３２  比較器
１３４  Ｉsp信号（選択された信号）
１３６  Ｉmotor信号（実際の電流信号）
１３７  ステップ（信号の比較）
１３８  Ｉerror信号（誤差（差）信号）
１４０  電圧ループ
１４２  電圧調整器
１４４  発電機とパワーコンバータとの組み合わせ
１４６  Ｖgen（実際の電圧）
１４８  Ｖsp（電圧要求）
１５０  ステップ（電圧比較）
１５２  Ｖerror（誤差信号）
１５４  設定点マップ
１５６  ディレーティング制御
【図１】
2006170190.tif 000003
【図２】
2006170190.tif 000004
【図３】
2006170190.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006170190.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006170190.tif 000009
【図８】
2006170190.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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