(57)【要約】【解決手段】レシプロエンジンの電動ターボ複合システムの操作方法は、エンジン状態に関連するデータをエンジンＥＣＵから取得するステップと、一組のタービン効率データから前記エンジン状態におけるタービン発電機の最適速度を取得するステップと、前記エンジン状態と、タービン効率が最適になるとされる速度とに基づいて、タービン発電機の要求設定速度を設定するステップと、タービン発電機の出力電圧を測定するステップと、測定された電圧を、所定の電圧範囲と比較するステップと、測定された電圧が前記所定の電圧範囲外になるとき、タービン発電機の設定速度を調整して前記所定の電圧範囲内に収まるよう前記出力電圧を減少または増加させるステップと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロエンジンと流体連通するターボチャージャと、前記ターボチャージャのタービンと流体連通するタービン発電機と、を備える電動ターボ複合システムの作動方法であって、
エンジン状態に関連するデータをエンジンＥＣＵから取得するステップと、
一組のタービン効率データから前記エンジン状態におけるタービン発電機の最適速度を取得するステップと、
前記エンジン状態と、タービン効率が最適になるとされる速度とに基づいて、タービン発電機の要求設定速度を設定するステップと、
タービン発電機の出力電圧を測定するステップと、
測定された電圧を、所定の電圧範囲と比較するステップと、
測定された電圧が前記所定の電圧範囲外にあるとき、タービン発電機の設定速度を調整して前記所定の電圧範囲内に収まるよう前記出力電圧を減少または増加させるステップと、
を備える電動ターボ複合システムの作動方法。
【請求項２】
タービン発電機の設定速度に応じてタービン発電機の実速度を調整するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
タービン発電機の実速度を調整するステップは、タービン発電機への負荷を調整するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記負荷の調整のためにタービン発電機の応答を監視するステップと、タービン発電機の実速度をタービン発電機の設定速度と比較し、タービン発電機の実速度がタービン発電機の設定速度と異なる場合、タービン発電機への負荷を再調整するステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記一組のタービン効率データは、所定の性能テストデータである請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記所定の電圧範囲内となるよう前記出力電圧を減少または増加させるためタービン発電機の設定速度を調整する前に、タービン発電機のロータ危険速度に関連するデータを前記ＥＣＵから取得するステップと、タービン発電機の設定速度がタービン発電機のロータ危険速度でないことをチェックするステップと、をさらに備える請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
エンジン状態に基づいてタービン発電機の設定速度を設定するステップの後、エンジンに対するトルク要求の急激な増加をチェックするステップと、トルク要求の急激な増加が検出された場合、タービン発電機の設定速度を減少させるステップと、をさらに備える請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記システムは、レシプロエンジンのエア吸気口と排気導管との間に配置された排気ガス再循環導管をさらに備え、
エンジン状態に基づいてタービン発電機の設定速度を設定するステップの後、新たな排気ガス再循環要求があるかをチェックするステップと、前記排気ガス再循環導管を通じた不十分な質量流量が検出された場合に、タービン発電機の設定速度を増加させるステップと、
をさらに備える請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記システムは、レシプロエンジンのエア吸気導管と排気系統との間に配置された排気ガス再循環導管をさらに備え、
エンジン状態に基づいてタービン発電機の設定速度を設定するステップの後、新たな排気ガス再循環要求があるかをチェックするステップと、前記排気ガス再循環導管を通じた過度の質量流量が検出された場合に、タービン発電機の設定速度を減少させるステップと、
をさらに備える請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記タービン発電機のオルタネータの最大限界出力と、前記タービン発電機の最大動作電流と、を含む要素によって所定の電圧範囲が決定される請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
エンジンの燃料経済性に関連するデータをエンジンＥＣＵから取得するステップと、エンジンの燃料経済性を最大にして前記電動ターボ複合システムの効率を増大させるよう、タービン発電機の設定速度を調整するステップと、
をさらに備える請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
エンジン状態は、トルク、エンジン速度、およびレシプロエンジンを通じた質量流量率のうち１つ以上を含む請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータ上で実行されたとき、請求項１から１２のいずれかの方法の実行を実現するコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１４】
エンジンＥＣＵに配置されている請求項１３に記載のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１５】
タービン発電機制御部に配置されている請求項１３に記載のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１６】
命令の一部がエンジンＥＣＵに配置され、命令の一部がタービン発電機制御部に配置された請求項１３に記載のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１７】
レシプロエンジンに流体連通するターボチャージャと、前記ターボチャージャのタービンに流体連通するタービン発電機と、請求項１３から１６のいずれかに記載のコンピュータ読取可能媒体と、を備える電動ターボ複合システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ターボ複合システムの作動方法、および、当該作動方法を実行させるための命令が格納されたコンピュータ読取媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ターボ複合システムは、従来のレシプロエンジンの排気系統から動力を引き出すために用いられるタービン発電機を備える。排気系統を通じて出力される熱エネルギは、発電機を駆動する機械的な動力に順次変換され、電力が発生する。この電力は、電気負荷に電力を供給するため、またはエンジンのクランクシャフトを直接駆動するために用いられる。これにより、パワーおよび燃費が大きく増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電動ターボ複合システムは、パワーを最大限発揮しつつ低燃費さらには排ガス低減を実現するなど、相反する多くの要求の下で作動し得る。システムが安全に作動することが重要である一方、ターボ機構の効率を最適化するようシステムを作動させることがさらに望ましい。また、異なる車両や他の応用例にこのシステムを利用することは、あるパラメータがある応用例による他のパラメータよりもより重要となることを意味する。このようにタービン発電機の電圧出力は、様々なパラメータの影響を受けて変化する可能性がある。そして未チェック状態のまま放置されると、危険な動作、システムの潜在的不具合、および／またはシステムの非経済的動作に繋がる虞がある。
【０００４】
本発明の目的は、このような相反する要求を受け入れ、そのときの特定の要求に応じて安全で最適なパフォーマンスをシステムから得るために、簡易且つ効率的な方法で電動ターボ複合システムの動作を制御することにある。本発明は、独立クレームにおいて定められる。選択可能な態様は、それに対する従属クレームにおいて定められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様では、電動ターボ複合システムの操作方法が提供される。この方法は、レシプロエンジンと流体連通するターボチャージャと、当該ターボチャージャと流体連通するタービン発電機と、を備えるシステムにおいて、エンジン状態に関連するデータをエンジンＥＣＵから取得するステップと、前記エンジン状態におけるタービン発電機の最適速度を、一組のタービン効率データから取得するステップと、前記エンジン状態およびタービン効率が最適とみなされる速度に基づいて、タービン発電機の要求速度を設定するステップと、タービン発電機の出力電圧を測定し、測定された電圧を所定の電圧範囲と比較し、測定された電圧が所定の電圧範囲外になるとき、設定されたタービン発電機の速度を減少または増加させて所定の電圧範囲内へと調整するステップと、を備える。
【０００６】
この態様によれば、現在のエンジンの作動状況に応じてシステムを安全かつ適切に作動させることができる。また、タービン発電機の設定速度という単一のパラメータを調整することによって、システムへの様々な要求に応じてエンジンの動力出力を最大限に引き出すことができる。タービン発電機の設定速度は、現在の走行状態を考慮した上でタービン発電機が作動すべき要求速度として定められる。
【０００７】
ある実施例では、エンジン状態に関連するデータは、トルク、エンジン速度、およびエンジンを通じた質量流量に関するデータを含んでいてもよい。この方法は、設定されたタービン発電機の速度に応じて、すなわちできる限り一致するよう、タービン発電機の実速度を調整するステップをさらに備えてもよい。
【０００８】
ある実施例では、タービン発電機の実速度を調整するステップは、タービン発電機のクランクシャフトへの負荷を調整することによって行われる。クランクシャフトに印加されるトルクを減少させるとタービン発電機の速度が増加する一方、クランクシャフトに印可されるトルクを増加させるとタービン発電機の速度が減少する。
【０００９】
ある実施例では、クランクシャフトへ印加されるトルクに変化が生じたとき、例えば加速度や実速度などタービン発電機の応答が測定される。タービン発電機の実速度が設定速度と異なる場合、実速度および設定速度がより等しい値に合致するまで、クランクシャフトへの負荷が適宜再調整されてもよい。
【００１０】
この方法は、所定の電圧範囲内となるよう出力電圧を増加または低下させるためにタービン発電機の設定速度を調整する前に、上記において提案されたタービン発電機の設定速度がタービン発電機のロータ危険速度になっていないことをチェックするステップをさらに備えてもよい。このステップにより、ロータの機械的な連結を低下させる可能性がある速度において、タービン発電機を確実に非作動とすることができる。この段階で、タービン発電機の設定速度がロータ危険速度になっていることが判明した場合、その危険速度から遠ざけるよう設定速度が調整されてもよい。
【００１１】
この方法は、エンジン状態に基づいてタービン発電機の速度を設定するステップの後、エンジンのトルク要求が急激に増加したかをチェックするステップをさらに備えてもよい。そしてトルク要求の急激な増加が検出された場合に、タービン発電機の設定速度を減少させるステップをさらに備えてもよい。これは、タービンステージ全体の圧力比率を増加させるという利点がある。タービン発電機の速度を減少させると、タービン発電機のタービン全体の圧力比率の効果が減少する。これによって、ターボチャージャのタービン全体の圧力比率は増加する。
【００１２】
このシステムは、レシプロエンジンのエア吸気導管および排気系統の間に配置された排気ガス再循環導管をさらに備えてもよい。この方法は、エンジン状態に基づいてタービン発電機の設定速度を設定するステップの後、新たな排気ガス再循環要求があるかをチェックするステップをさらに備えてもよい。そして排気ガス再循環導管における不十分な質量流量が検出された場合に、タービン発電機の設定速度を増加させるステップをさらに備えてもよい。これにより、タービン発電機のタービンの前での圧力が増加し、そして排出システムの圧力が増加し、排気ガス再循環導管を通じてより多くの排気ガスが引き回される。
【００１３】
また、この方法は、エンジン状態に基づいてタービン発電機の速度を設定するステップの後、新たな排気ガス再循環要求があるかをチェックするステップをさらに備えてもよい。そして排気ガス再循環による過剰な質量流量が検出された場合、タービン発電機の設定速度を減少させてもよい。これは、タービン全体の膨張比を減少させ、排出システムの圧力を減少させる効果を有する。
【００１４】
所定の電圧範囲は、タービン発電機のオルタネータの最大限界出力によって決定されてもよく、タービン発電機の最大動作電流によって決定されてもよい。これにより、電動ターボ複合システムは、電気的に安全な範囲内で作動する。
【００１５】
本発明の第２態様では、コンピュータ（例えば制御部またはＥＣＵ）上で実行された場合に、本発明の第１の態様による方法が実行されるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読取可能媒体（例えばキャリアディスクまたはキャリア信号）が提供される。コンピュータ読取可能媒体は、レシプロエンジンＥＣＵに配置されてもよく、および／または、タービン発電機制御部（例えばタービン発電機クランクシャフトのモーター駆動制御部）に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明に係る電動ターボ複合システムのある態様は、以下の添付図面を参照しながら例として記載される。
【図１】本発明の電動ターボ複合システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の方法のステップを示すフローチャートである。
【図３】タービン発電機の速度、出力、および出力電圧に関するタービン発電機の効率を示すマップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、電動ターボ複合システムの代表的な構成を示す図である。このシステムは、各々が共通のロータ２５に搭載されたコンプレッサ１０およびタービン２０を有するターボチャージャを備える。コンプレッサ１０は、その低圧側に吸気口１２を有する。吸気口１２は、エア供給源５に接続されている。コンプレッサ１０のその高圧側の排気口１５は、レシプロエンジン１のエア吸入口３０と流体連通している。レシプロエンジン１は、エア吸入口３０および排気導管４０の排気ガス出口４２と連通するシリンダを少なくとも一つ備えたガソリンまたはディーゼルエンジンであってもよい。レシプロエンジン１は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１００を有する。
【００１８】
レシプロエンジン１の排気導管４０は、タービン２０の吸気口４５に流体連通している。エア吸入口３０および排気系統導管４０との間には、エア吸入口３０および排気導管４０の各々に流体連通している排気ガス再循環導管５０が設けられている。ターボチャージャのタービン２０の排気口５５は、タービン発電機の第２のタービン７０の吸気口６０に流体連通している。タービン発電機は、第２のタービン７０およびオルタネータ発電機８０を備える。タービンシャフト７５のエネルギ出力によって電力を発生させる手段を設けるため、オルタネータ発電機８０はタービン７０の軸７５に搭載される。タービン発電機によって発生する電気は、モータ発電機駆動制御部１０８によって管理される。モータ発電機駆動制御部１０８は、モータ発電機２３０への負荷を調整してタービン発電機の速度を制御し、ＤＣバス２００へ供給する電力を制御する。このＤＣバス２００から、他の補助的電気負荷２１０に電力を分配することができる。この補助的負荷は、例えば空調、ファンまたは冷却ポンプであってもよい。
【００１９】
図２は、電動ターボ複合システムの動作が記載されたフローチャートである。この工程は、設定速度として公知のタービン発電機の要求速度を決定するため、コンピュータ読取可能媒体によって制御部１０８に命令されたステップを備える。通常の動作では、タービン発電機の速度はオルタネータ８０に負荷を与えることによって制御される。この制御は、タービン発電機のモータ発電機駆動制御部１０８によって実行される。モータ発電機駆動制御部１０８は、エンジンＥＣＵと電子的に通信し、タービン発電機の速度を把握する。タービン発電機がその設定速度を超えて加速する場合、より多くのトルクがクランクシャフトに印加され、タービン発電機へさらなる負荷が与えられることによって速度が安定した状態に保たれる。同様に、タービン発電機がその設定速度以下に減速し始めた場合、クランクシャフトに印加されるトルクは減少する。タービン発電機の設定速度を選択するときに、ターボ複合システムの特定の要求に応じていくつかの要素が考慮されてもよい。これらの特性は、現在のエンジンの作動条件、タービン発電機の整流されたＤＣリンク電圧出力を所定限度範囲内に抑制すること、ターボ機械効率の最適化、システム効率の最適化、ターボラグを減少させるために必要となるもの、排気ガスの再循環制御、および危険速度回避を含む。本発明で提案する方法は、特定のエンジン要求に基づいて、これら一つ以上の特性を考慮したものである。
【００２０】
本発明の実施例では、この方法は、タービン発電機の設定速度を決定するために３セットの入力データを使用する。この３セットのデータは、エンジン状態（ステップ１０１）、タービン効率（ステップ１１０）、測定されたタービン発電機の電圧出力（ステップ１１５）に関連する。図２のステップ１０１では、エンジンＥＣＵは、コンピュータ読取可能媒体に、エンジン作動中におけるエンジン状態に関連するデータを供給する。このデータは、エンジンのトルク要求、エンジン速度、エンジンを通じたエアの質量流量、および新たな排気ガス再循環要求が必要か、を含む。これは、エンジン作動中の特定の時間に排気ガス再循環導管５０においてエアの過剰および不足のいずれかが検出されるケースであってもよい。ＥＣＵから供給されたデータは、ＥＣＵに設けられるコンピュータ読取可能媒体１０５によって読み出される。または、コンピュータ読取可能媒体１０５は、タービン発電機のクランクシャフトのモータ発電機駆動制御部１０８に設けられる。コンピュータ読取可能媒体１０５は、タービン発電機が最適なエンジン性能を発揮すべくタービン発電機を動作させるために、最適なタービン発電機の速度をそのデータから算出する（ステップ１４０）。タービン発電機の要求速度は、タービン発電機の設定速度として公知である。
【００２１】
タービン発電機の出力電圧はステップ１１５において測定され、ステップ１５０において「安全領域」のマップに入力される。「安全領域」は、所定の境界内に電圧を維持するように設計されている。図３は、予め設定された出力電圧の範囲の一例をこのマップに示した図である。
【００２２】
整流されたＤＣリンク電圧出力は、以下、タービン発電機の負荷（負荷が増加するにしたがって電圧が低下する）、タービン発電機の磁石の動作温度（温度が増加するにしたがって電圧が低下する）、タービン発電機の製造耐性、およびタービン発電機の速度（速度が増加するにしたがって電圧が増加する）の要素による影響を受ける可能性がある。これらの要素のうち最初の３つが変化したとき、制御部１０８は、上記設定範囲内に電圧を補償および保持すべくタービン発電機の設定速度を調整する。
【００２３】
ステップ１５０において、コンピュータ読取可能媒体１０５は、タービン発電機の設定速度が、現在使われている特定のオルタネータおよびターボ機械の速度の「安全領域」内にあるかをチェックする。図３に示すマップは、特定のタービン発電機の構造の出力およびタービン発電機の速度であり、ターボ機械の調整されたＤＣリンク電圧出力がどのように変化するかについて示す。この曲線は、通常の動作温度で稼働する機械に生じ得る標準的な電圧を示す。この電圧は、機械耐性やタービン発電機の磁石の温度などの要素に依存しやすい。このマップは、オルタネータ８０の電気特性によって決定される、好適な作動電圧範囲、最大出力、および最大電流の限界ラインを示す。動作上の「安全領域」が、最大出力、最大電流、および所定の電圧範囲によって設定された境界内に位置することが分かるであろう。この所定の電圧範囲は使用する機器に依存し、適用例ごとに異なる。このマップは、タービン発電機の設定速度が「安全領域」内にあるときに使用され得るタービン発電機の速度１２０での徴候を含む。「安全領域」との比較において、ステップ１４０で算出されたタービン発電機の設定速度がその限度内にあると判定された場合、ステップ１５０において設定速度を調整する必要はない。しかし、タービン発電機の設定速度が「安全領域」外にある場合、それが「安全領域」内に収まるようステップ１５０においてタービン発電機の設定速度を充分に調整しなければならない。
【００２４】
最大限界出力は、オルタネータ８０の構造、供給される冷却剤を含む作動条件、その他によって決定される。エンジン状態が、最大出力を超える出力をターボ機械が発生させるような状態の場合、タービン発電機が最後にはヒートアップし、エンジン出力低下信号をＥＣＵへ送る契機となり得る。この最大電流は、電気接続およびケーブルの過熱を抑制するため設定される。タービン発電機の始動時、磁石はその通常動作温度に達しておらず、電圧出力が想定よりも高いと考えられ、磁石の温度は電圧出力に影響を与える。コンピュータ読取可能媒体１０５は、「安全領域」内に電圧を維持するため、この磁石の温度を考慮すべく構成されてもよく、タービン発電機がウオームアップするにしたがってタービン発電機の速度を補償してもよい。制御部は、磁石の強度、サイズ、および配置における通常の製造誤差を補償するためにタービン発電機の設定速度を調整するよう構成されてもよい。「安全領域」内に出力電圧を保つことは、タービン発電機の設定速度の決定において最も重要な要素である。しかしながら、「安全領域」の制限内に出力電圧を保っている間、ある範囲の速度は利用できる。異なる作動条件におけるタービン発電機の設定速度をさらに最適化するために他の要素が考慮されてもよい。
【００２５】
システム出力を最大にするための重要な要素は、最適タービン発電機効率を生み出すタービン発電機の速度を確立することである。本実施例における制御部１０８は、タービン発電機のタービン効率の最適化を達成するため、タービン発電機の設定速度を設定している間、安全領域内に電圧を維持する。速度の設定に要求されるデータは、以下さらに詳細に説明するような予め定められたルックアップテーブルなど、受動的なものであってもよい。または、ステップ１１０においてタービン入力状況の検出および最適効率速度の計算によってそれが能動的に決定されてもよい。コンピュータ読取可能媒体１０５は、トルク、速度、および質量流量に関連するＥＣＵ１０１からのエンジン状態データを利用し、タービン発電機効率のデータマップにそれを入力する。図３から、タービンの出力が減少するときにタービン発電機の速度を減少させることによって、最適タービン効率が達成可能なことが分かる。最適効率ラインは、減少したタービンの出力で電圧ラインが達する箇所に最小電圧が達するまで続いていてもよい。
【００２６】
ある実施例に係るタービン効率データのルックアップテーブルは、システムの性能テストデータに基づいており、たとえば異なるエンジントルクの値および異なるエンジン速度の値でのタービン効率に関連するデータを含んでもよい。また、ルックアップテーブルが等高線図状に設けられていてもよい。どのフォーマットが用いられた場合においても、タービン効率データはタービン発電機制御部１０８に格納される。
【００２７】
考慮され得るさらに重要な要素は、電動ターボ複合システムの効率を最適化するためにタービン発電機の設定速度を調整することである。システムが使用中の間、システム効率は「能動的」に測定されてもよい。本実施例では、エンジンの燃料経済性に関連するデータは、ＥＣＵ１０１から読み出される。燃料経済性は、グラム毎キロワット時間（ｇ／ｋＷｈ）で測定される。別の実施例では、図１にのみ模式的に示すようにレシプロエンジン１に配置されたセンサ５ａを用いて燃料経済性が決定される。センサ５ａは、燃料噴射器（図示せず）への燃料系統に配置され、エンジン燃料使用量をグラム毎秒（ｇ／ｓ）で測定するよう設けられる。このデータは、システムの燃料経済性の指標をつくり出すため、ＥＣＵから送られたエンジントルクおよび速度に関連するエンジン状態データと統合され、グラム毎キロワット時間（ｇ／ｋＷｈ）で測定される。いずれの実施例においても、達成し得る最高のシステム効率を得るために、燃料経済性は最大にしなければならない。すなわち、ｇ／ｋＷｈの値は最小にしなければならない。コンピュータプログラムのサブルーチンは、図２に示すように、ステップ２００において燃料経済性の指標を監視して制御部に値を伝送する。制御部１０８は、指標の値を最小にすべくタービン発電機の速度を調整する。エンジントルクおよび速度に関連するデータを供給するようＥＣＵが構成されていない場合、これらの値を測定するため、レシプロエンジンにセンサ５ｂおよび５ｃがさらに設けられてもよい。センサ５ｂは、エンジンクランク軸に配置され、エンジントルクを測定するよう配置される。また、センサ５ｃは、クランクシャフトに配置され、クランクシャフト速度を測定するよう配置される。
【００２８】
図２のステップ１２０において、タービン発電機の設定速度を設定している間に考慮され得る要素を模式的に示す。この方法のこの段階において、コンピュータ読取可能媒体は、時間に対してトルクが高いか、換言すればエンジンの急加速が生じたかをチェックする。もし急加速が検出された場合、ターボラグを抑制するためにタービン発電機の設定速度を低減することができる。ターボラグは、レシプロエンジンに適合されたターボチャージャの動作を表す。これらのシステムが流体（エアおよび排気ガス）によって互いに連結されたとき、エンジンと比べてターボチャージャの反応に遅れが生じる。エンジンが急加速されたとき、または急激な負荷の増加があるとき、ターボチャージャが新たな条件下で加速し安定する前に遅延が生じる。ターボチャージャを新たなエンジン状態に安定化させるためにかかる時間を抑制すべく、タービン発電機の速度を減少させてタービン発電機のタービン７０全体の圧力比率を低下させることによって、ターボチャージャのタービン２０への出力が増加されてもよい。
【００２９】
タービン発電機の速度が減少すると、タービン発電機のタービン７０全体の有効圧力比率が減少し、タービン２０全体の圧力比率が増加する。タービン発電機の設定速度を設定するときに考慮され得る他の要素は、排気ガス再循環導管５０を通じた排気ガス再循環制御における要素である。ステップ１３０において、コンピュータ読取可能媒体１０５は、新たなＥＧＲ要求が検出されたか否かについてチェックする。例えば、ＥＧＲレベルは、導管５０を通じた排気流の程度に応じて、増加させる必要があるかもしれず、また、減少させる必要があるかもしれない。新たなＥＧＲ要求が検出された場合、タービン発電機の設定速度が増加または減少されてもよい。タービン発電機の設定速度が増加する場合、有効膨張比が増加し、タービン２０の上流での圧力が増加する。この効果は、排出システム４０の圧力をさらに増加させてＥＧＲ導管５０を通じた排気をさらに促すために利用されてもよい。逆に、ＥＧＲレベルを低下させる必要があるとき、コンピュータ読取可能媒体は、制御部１０８にタービン発電機の設定速度を減少させ、これによってタービン２０の上流での圧力を減少させてもよい。これにより、排気系統４０の圧力が減少する。この結果、ＥＧＲの流れが減少する。
【００３０】
図２のフローチャートにおけるステップ１４０では、要求される新たな要素の各々が、タービン発電機の公称設定速度の算出に考慮される。ステップ１４０で算出されるタービン発電機の公称設定速度は、ステップ１１０、１２０、および１３０からの各入力の単純総和である。この公称設定速度は、ステップ１５０において、上述の「安全領域」と照合され必要に応じて調整される。
【００３１】
タービン発電機の要求設定速度が「安全領域」内にあると判定された場合、ターボ機械の摩耗寿命を短縮し得る速度でターボ機械を作動するなど、タービン発電機のロータの危険速度に設定速度が十分に近いか否か判定するためにさらなる任意のチェックがコンピュータ読取可能媒体によってなされてもよい。このためステップ１６０では、コンピュータ読取可能媒体は、回避する必要がある設定速度範囲をルックアップテーブルから読み出す。タービン発電機の速度が加速されるか減速されるかによって、ロータ危険速度を回避すべくタービン発電機の設定速度が、それぞれ速度において増加されまたは減少されてもよい。
【００３２】
関連する全ての検査が一旦なされると、タービン発電機の要求設定速度に一致させるためにタービン発電機の実速度を増減させる必要があるかについての判定がなされてもよい。このステップは、図２に示すステップ１７０で行われる。タービン発電機の実速度を増加させる必要がある場合、クランクシャフトに印加されるトルクは減少する。同様に、タービン発電機の要求設定速度を満たすためにタービン発電機の実速度を減少させる必要がある場合、クランクシャフトへの負荷は増大する。負荷の調整がなされると、ステップ１９０において、コンピュータ読取可能媒体はタービン発電機からの応答を監視する。この応答は、加減速率やタービン発電機の実速度を低下させるおそれがある。タービン発電機の実速度と、タービン発電機の要求設定速度との違いが測定された場合、ステップ１８０において、タービン発電機クランクシャフトへの負荷の調整を継続すべくフィードバックループが作動可能となる。しかしながら、タービン発電機の要求設定速度にタービン発電機の実速度が一致すると、タービン発電機の速度調整が必要になるなどエンジン状況が変化するまでタービン発電機の速度は維持される。コンピュータ読取可能媒体１０５は、タービン発電機の設定速度の再調整が必要という徴候があるかエンジン状態を継続して監視する。
【００３３】
さまざまな変形が添付の請求の範囲の範囲内において本願明細書において開示する装置および方法になされてもよいことは、当業者にとって明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2010536324.tif 000007
2010536324.tif 000008