СПОСОБ ВЫРАБОТКИ КОМАНДЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ КОМПРЕССОРОМ
METHOD FOR GENERATION OF ELECTRIC COMPRESSOR CONTROL COMMAND

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в общем к обработке загрязняющих окружающую среду выбросов из двигателей внутреннего сгорания.
Настоящее изобретение относится, в частности, к силовой передаче для моторизированного транспортного средства, содержащего двигатель внутреннего сгорания, который содержит:
- блок цилиндров, который ограничивает цилиндры и который оснащен коленчатым валом,
- линию подачи свежего воздуха в цилиндры,
- линию выпуска выхлопных газов из цилиндров, которая содержит по меньшей мере одно средство обработки выхлопных газов,
- турбокомпрессор, который содержит турбину, установленную в линии выпуска, и основной компрессор, установленный на всасывающей линии, и
- электрический компрессор, который содержит крыльчатку компрессора, установленную на всасывающей линии, и электрический двигатель, запитанный от аккумуляторной батареи, для приведения в движение крыльчатки компрессора.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу выработки команды управления для электрического компрессора, содержащему:
- этап получения по меньшей мере одного первого термодинамического параметра, который относится к работе двигателя внутреннего сгорания, и
- этап вычисления предварительной команды управления для электрического компрессора в зависимости от каждого полученного первого параметра.
Уровень техники
В настоящее время проводятся исследования, в рамках все более жестких законодательных ограничений в интересах сохранения окружающей среды, технических решений, которые позволяет уменьшить соотношение загрязняющих элементов, содержавшихся в выхлопных газах, выделяемых в атмосферу двигателями внутреннего сгорания.
Существует также желание найти решения, которые позволили бы сохранить функции, выполняемые этими двигателями (с учетом имеющейся мощности и крутящего момента).
По этим причинам недавно были разработаны силовые передачи такого типа, который был определен во введении, содержащие не только турбокомпрессор, но также и электрический компрессор.
Чтобы уменьшить вредные выбросы в окружающую среду, двигатель внутреннего сгорания, как правило, содержит в своей линии выпуска средство обработки выхлопных газов. Например, этим средством является каталитический нейтрализатор, и/или ловушка оксида азота, и/или фильтр дисперсных частиц.
Ловушка оксида азота или фильтр дисперсных частиц предназначены для постепенного заполнения оксидами азота или мелкодисперсными частицами.
Накопление оксидов азота снижает эффективность ловушки, а накопление мелкодисперсных частиц постепенно препятствует выведению выхлопных газов.
Далее, на практике известна регенерация этих элементов путем впрыскивания топлива в линию выпуска для уменьшения оксидов азота и повышения температуры выхлопных газов, что приводит к сжиганию мелкодисперсных частиц.
Эта регенерация обычно реализуется по мере необходимости путем впрыскивания в каждом цикле двигателя дополнительного количества топлива в цилиндры с целью увеличения соотношения несгоревших углеводородов, содержащихся в выхлопных газах. Таким образом, это топливо может реагировать с оксидами азота, содержащимися в ловушке. Эта химическая реакция является высокоэкзотермической, поэтому выхлопные газы выходят из ловушки при очень высокой температуре порядка 650°C, и входят в фильтр дисперсных частиц путем сжигания мелкодисперсных частиц, которые забивают последний.
Этот способ не является полностью удовлетворительным, так как для того, чтобы двигатель обеспечивал требуемый крутящий момент во время этой фазы регенерации, турбокомпрессор должен увеличивать давление воздуха, находящегося в цилиндрах. Для работы этого турбокомпрессора необходимо использовать турбину и, следовательно, обеспечивать расширение выхлопных газов. Это расширение приводит к снижению температуры выхлопных газов, что противоречит необходимому повышению температуры.
Это является одной из причин, почему всасывающая линия оснащена электрическим компрессором. Приведение в действие этого компрессора фактически применяется без использования выхлопных газов, что позволяет поддерживать высокую температуру выхлопных газов и, следовательно, обеспечивать хорошую регенерацию средств обработки выхлопных газов.
Однако в данной заявке показано, что срок службы такого электрического компрессора, как правило, меньше проектного срока службы.
Сущность изобретения
Для того чтобы устранить вышеупомянутый недостаток предшествующего уровня техники, в настоящем изобретении предложен способ выработки команды управления для электрического компрессора, как определено во введении, который предусматривает:
- этап получения по меньшей мере одного второго параметра, который относится к работе электрического компрессора и/или к уровню заряда аккумуляторной батареи,
- этап сравнения, на котором проверяют, что каждый второй полученный параметр остается в пределах диапазона функциональных значений, и
- этап определения команды управления в зависимости от предварительной команды и результата сравнения.
Заявители обратили внимание на то, что, как правило, уровень вклада электрического компрессора рассчитывался в зависимости только от потребностей двигателя внутреннего сгорания, а не в зависимости от условий, которые может выдерживать электрический компрессор.
Далее, настоящее изобретение предусматривает определение второго параметра (термодинамического или термомеханического электрического компрессора, или времени использования или параметра, относящегося к уровню заряда аккумуляторной батареи) и проверку того, что, с учетом значения этого второго параметра, электрический компрессор способен поддерживать требуемые условия работы.
Другие преимущественные и неограничивающие признаки способа выработки согласно изобретению приведены ниже:
- упомянутый второй параметр относится к внутренней температуре электрического компрессора;
- упомянутая внутренняя температура вычисляется в зависимости от внешней температуры электрического компрессора и интенсивности электрического тока, питающего электрический компрессор;
- упомянутый второй параметр относится к давлению воздуха ниже по потоку от электрического компрессора;
- упомянутый второй параметр относится к скорости потока воздуха, проходящего через электрический компрессор;
- упомянутый второй параметр относится к скорости вращения электрического компрессора;
- упомянутый второй параметр относится к времени использования электрического компрессора;
- на этапе определения команда управления выбирается равной предварительной команде, если каждый второй параметр находится в пределах диапазона функциональных значений, и, в противном случае, выбирается равным нулю;
- на этапе определения команда управления выбирается равной предварительной команде, если каждый второй параметр находится в пределах диапазона функциональных значений, и, в противном случае, выбирается равным значению, которое зависит от предварительной команды и которое строго меньше, чем предварительная команда.
Изобретение также предусматривает силовую передачу для моторизированного транспортного средства как определено во введении, которая содержит компьютер, пригодный для выполнения способа выработки команды управления для электрического компрессора, как указано выше, и для управления электрическим двигателем электрического компрессора в соответствии с этой командой управления.
Предпочтительно силовая передача также содержит электрическую машину, которая механически связана с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания и подсоединена к аккумуляторной батарее.
Краткое описание чертежей
Последующее описание со ссылкой на прилагаемые чертежи, приведенные в качестве неограничивающих примеров, дает хорошее понимание того, что представляет собой изобретение и как его можно осуществить.
На прилагаемых чертежах:
на фиг. 1 показан схематичный вид двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению; и
на фиг. 2 показан график, иллюстрирующий диапазон использования электрического компрессора, которым оснащен двигатель внутреннего сгорания (фиг. 1).
Подробное описание изобретения
В данном описании термины "выше по потоку" и "ниже по потоку" будут использоваться в соответствии с направлением потока газов от точки, в которой происходит забор свежего воздуха из атмосферы, до точки выхода выхлопных газов в атмосферу.
На фиг. 1 схематично показана силовая передача 1 моторизированного транспортного средства, содержащая тепловой двигатель 2 (или "двигатель внутреннего сгорания"), механически связанный с обратимой электрической машиной 90, и компьютер 100, пригодный для управления тепловым двигателем 2 и электрической машиной 90.
Тепловой двигатель 2 содержит блок 10 цилиндров, выполненный с коленчатым валом, механически связанным с четырьмя поршнями (не показаны), размещенными в четырех цилиндрах 11. В данном документе этот двигатель представляет собой (дизельный) двигатель с самовоспламенением от сжатия. Он может также представлять собой (бензиновый) двигатель с управляемым воспламенением. Он может иметь большее количество цилиндров или, наоборот, меньшее количество цилиндров.
Тепловой двигатель 2 выше по потоку от цилиндров 11 содержит всасывающую линию 20, которая осуществляет забор свежего воздуха из атмосферы и которая выходит в воздухораспределитель 25, выполненный с возможностью распределения свежего воздуха для каждого из четырех цилиндров 11 блока 10 цилиндров.
Эта всасывающая линия 20 содержит, в направлении потока свежего воздуха, воздушный фильтр 21 который производит фильтрацию свежего воздуха, забираемого из атмосферы, основной компрессор 22, который сжимает свежий воздух, отфильтрованный воздушным фильтром 21, основной воздушный теплообменник 23, который охлаждает этот сжатый свежий воздух, и впускной клапан 24, который позволяет регулировать расход свежего воздуха, поступающего в воздухораспределитель 25.
Она также содержит электрический компрессор 26, расположенный между воздушным фильтром 21 и основным воздушным теплообменником 23.
В данном документе электрический компрессор 26 расположен выше по потоку от основного компрессора 22. В одном варианте, который не показан, электрический компрессор 26 может располагаться ниже по потоку от основного компрессора 22.
Он содержит крыльчатку 26А компрессора, установленную на всасывающей линии 20, и электрический двигатель 26B, запитанный от аккумуляторной батареи 50, для приведения в движение крыльчатки 26А компрессора.
На выходе цилиндров 11 тепловой двигатель 2 содержит линию 80 выпуска, которая продолжается от выпускного коллектора 81, в который выходят газы, которые были предварительно сожжены в цилиндрах 11, глушитель 87 шума выхлопных газов, который позволяет обеспечить расширение выхлопных газов перед их выбросом в атмосферу. Он также содержит, в направлении потока выхлопных газов, турбину 82 и средство 83 обработки выхлопных газов.
Турбина 82 приводится во вращение потоком выхлопных газов, выходящих из выпускного коллектора 81, и она позволяет вращать основной компрессор 22 за счет средства механической связи, такого как простой вал передачи.
В данном случае предусмотрено также средство разгрузки для турбины 82.
В данном случае средство разгрузки образовано шаговым двигателем, который позволяет устанавливать наклон лопаток турбины 82. Понятно, что в зависимости от этого наклона поток выхлопных газов сможет или не сможет вращать лопатки турбины. В качестве варианта наклон лопаток можно устанавливать с помощью системы привода пневматического типа.
В качестве варианта средство разгрузки может содержать канал для закорачивания турбины (более известный как "канал разгрузочного затвора"), который будет соединен параллельно с турбиной и который будет оснащен клапаном, регулирующим расход выхлопных газов, проходящих через него.
Средство 83 обработки выхлопных газов, со своей стороны, может принимать различные формы. В данном случае считается, что оно содержит ловушку 84 оксида азота, за которым следует сажевый фильтр 85.
Если бы двигателем был двигатель с управляемым воспламенением ("бензиновый" двигатель), он, скорее всего, включал бы в себя трехходовой катализатор.
В данном случае, в нормальном режиме работы, ловушка 84 оксида азота позволяет удерживать оксиды азота, и сажевый фильтр 85 позволяет удерживать сажу и твердые частицы в суспензии выхлопных газов.
В режиме регенерации этих двух элементов происходит смешивание несгоревших углеводородов с выхлопными газами, так что несгоревшие углеводороды преобразуют оксиды азота в воду, в углекислый газ и в диоксид азота. Затем эта экзотермическая химическая реакция позволяет повысить температуру выхлопных газов и тем самым сжигать сажу и частицы, удерживаемые в сажевом фильтре 85.
В этом режиме регенерации электрический компрессор 26 является предпочтительно основным компрессором 22 для сжатия свежего воздуха во избежание любого расширения выхлопных газов в турбине 82.
Как показано на фиг. 1, тепловой двигатель 2 может также содержать линию рециркуляции выхлопных газов высокого давления, которая позволяет принимать часть выхлопных газов, циркулирующих в линии 80 выпуска для их повторной подачи в цилиндры 11 для того, чтобы уменьшить выбросы загрязняющих веществ из двигателя в атмосферу, и в частности, выбросы оксида азота.
Эта линия рециркуляции обычно называется линией 40 EGR-HP (аббревиатура от фразы "рециркуляция выхлопных газов - высокого давления"). Она начинается в линии 80 выпуска между выпускным коллектором 81 и турбиной 82 и выходит во всасывающей линии 20 между впускным клапаном 24 и воздухораспределителем 25.
Эта линия 40 EGR-HP содержит вторичный теплообменник 42, за которым следует клапан 41 для регулирования расхода.
Тепловой двигатель 2 может также содержать линию рециркуляции выхлопных газов низкого давления.
Эта линия рециркуляции обычно называется линией 30 EGR-LP (аббревиатура от фразы "Рециркуляции выхлопных газов - низкого давления"). Она начинается в линии 80 выпуска на выходе сажевого фильтра 85 и выходит во всасывающей линии 20 между воздушным фильтром 21 и электрическим компрессором 26.
Эта линия 30 EGR-LP содержит теплообменник 31, за которым следует клапан 32 регулирования скорости потока.
Тепловой двигатель 2 также содержит контур охлаждения, который проходит, в частности, через электрический компрессор 26.
Обратимая электрическая машина 90, со своей стороны, механически связана с коленчатым валом теплового двигателя 2.
Как показано на фиг. 1, электрическая машина 90 образована стартером и генератором переменного тока.
В данном случае она напрямую соединена с коленчатым валом блока 10 цилиндров с помощью ремня 92.
В одном варианте она может быть соединена напрямую с ним. Таким образом, она может быть соединена с одним из валов коробки передач или даже с дополнительным ремнем силовой передачи 1.
В любом случае эта электрическая машина 90 может работать в режиме "двигателя" или в режиме "генератора" под управлением блока 91 управления, управляемого компьютером 100.
В режиме "генератора" электрическая машина 90 представляет собой генератор переменного тока, который обеспечивает подачу электрического тока, предназначенного для аккумулирования в аккумуляторной батарее 50.
Напротив, в режиме "двигатель" она приводится в действие электрическим током, аккумулированным в аккумуляторной батарее 50, и она обеспечивает передачу крутящего момента на коленчатый вал.
Для управления различными элементами силовой передачи 1 и, в частности, наклоном лопаток турбины 82, блоком 91 управления и электрическим двигателем 26B электрического компрессора 26 предусмотрен компьютер 100, содержащий процессор (CPU), оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), аналогово-цифровые преобразователи (A/D) и различные входные и выходные интерфейсы.
Благодаря своим входным интерфейсам компьютер 100 выполнен с возможностью приема, от различных датчиков, входных сигналов, относящихся к работе теплового двигателя 2.
Таким образом, компьютер 100 постоянно сохраняет в своем оперативном запоминающем устройстве:
- температуру за пределами электрического компрессора 26, в данном случае с помощью датчика, прикрепленного к раме электрического компрессора 26,
- интенсивность электрического тока, питающего электрический компрессор 26,
- температуру хладагента, проходящего через электрический компрессор,
- давление свежего воздуха на выходе электрического компрессора 26,
- давление свежего воздуха на входе электрического компрессора 26,
- расход свежего воздуха, проходящего через электрический компрессор 26,
26
- скорость вращения ω электрического компрессора 26, и
- напряжение на клеммах аккумуляторной батареи 50.
Постоянное запоминающее устройство, со своей стороны, хранит данные, используемые в контексте способа, описанного ниже.
В частности, в нем хранятся сопоставления, определенные на испытательном стенде, благодаря которым компьютер выполнен с возможностью выработки, для каждого условия работы двигателя, выходных сигналов. Одно из этих сопоставлений, показанных на фиг. 2, будет описано ниже в этом описании.
Постоянное запоминающее устройство также хранит компьютерное приложение, состоящее из компьютерных программ, содержащих команды, при исполнении которых процессором компьютер позволяет выполнить способы, описанные ниже.
Наконец, благодаря своим выходным интерфейсам компьютер 100 выполнен с возможностью передачи выходных сигналов в различные элементы двигателя. Таким образом, он, в частности, выполнен с возможностью управления ориентацией лопаток турбины 82 и скоростью вращения электрического компрессора 26.
Традиционно, когда включается привод моторизированного транспортного средства, инициализируется компьютер 100 для дальнейшего управления электрической машиной 90 и системой впрыска топлива для последней, чтобы запустить тепловой двигатель 2.
При запуске двигателя свежий воздух, забираемый из атмосферы с помощью всасывающей линии 20, фильтруется воздушным фильтром 21, возможно смешивается с выхлопными газами, поступающими из линии 30 EGR-BP, возможно сжимается основным компрессором 22 и/или электрическим компрессором 26, охлаждается основным воздушным теплообменником 23, возможно смешивается с выхлопными газами, поступающими из линии 40 EGR-HP, и затем сжигается в цилиндрах 11.
На выходе из цилиндров 11 выхлопные газы расширяются в турбине 82, обрабатываются и фильтруются в ловушке 84 оксида азота и сажевом фильтре 85, затем снова расширяются в глушителе 87 шума выхлопных газов перед выбросом в атмосферу.
1
Далее, настоящее изобретение относится, в частности, к способу, в котором, компьютер 100 будет на каждом временном этапе вырабатывать команду C управления для электрического двигателя 26B электрического компрессора 26.
В данном случае согласно, в частности, преимущественному признаку изобретения компьютер 100 будет выполнять способ, содержащий:
- этап получения по меньшей мере одного первого термодинамического параметра, который относится к работе двигателя 2 внутреннего сгорания, и по меньшей мере одного второго параметра, который относится к работе электрического компрессора 26 и/или к уровню заряда аккумуляторной батареи 50 (причем первый и второй параметры предпочтительно являются разными),
0
- этап вычисления предварительной команды C управления для электрического компрессора 26 в зависимости от каждого первого полученного параметра,
- этап сравнения, во время которого проверяется, что каждый второй полученный параметр находится в диапазоне функциональных значений, и
1
0
- этап определения команды C управления в зависимости от предварительной команды C управления и результата сравнения.
0
В данном документе, этап вычисления предварительной команды C управления не будет описываться подробно, так как он хорошо известен специалистам в данной области техники и, в частности, не является предметом настоящего изобретения. Этот этап, как правило, состоит в определении уровня давления свежего воздуха, необходимого для воздухораспределителя 25, затем в определении того, в какой степени основной компрессор 22 и электрический компрессор 26 могут способствовать достижению этого уровня давления.
Далее основное внимание будет сосредоточено на этапах определения и сравнения.
0
Этап сравнения будет состоять в проверке того, что полученные вторые параметры остаются в пределах диапазонов функциональных значений, чтобы гарантировать, что управление электрическим компрессором 26 в соответствии с предварительной командой C управления не подвергает чрезмерной нагрузке электрический компрессор 26.
0
Далее этап определения будет состоять в корректировке этой предварительной команды C управления, если по меньшей мере один из вторых полученных параметров выйдет за пределы своего диапазона функциональных значений.
Более конкретно, эти этапы сравнения и определения будут реализованы компьютером 100 следующим образом.
int
Первым из рассматриваемых вторых параметров будет внутренняя температура T электрического компрессора 26.
Фактически, во время работы скорость вращения крыльчатки 26А компрессора электрического компрессора 26 может превышать, например, 60000 об/мин. В этих условиях электрический компрессор 26 вырабатывает большое количество тепла из-за электромагнитных потерь и трения, что может привести к выходу его из строя.
int
Поэтому контроль внутренней температуры T электрического компрессора 26 позволит избежать такого выхода из строя.
int
Эту внутреннюю температуру T можно измерить внутри электрического компрессора 26.
int
ext
liq
26
Однако в данном случае, чтобы снизить издержки производства, эта внутренняя температура T будет рассчитываться в зависимости от внешней температуры T электрического компрессора 26, температуры T хладагента, циркулирующего через электрический компрессор 26, и интенсивности I электрического тока, питающего электрический компрессор 26.
Эту температуру можно вычислить различным образом, например, посредством следующей формулы:
int
1
ext
2
liq
3
26
2
T = f (a.T + a.T + a.I)
1
2
3
где a, a, a - константы, подлежащие калибровке, и f - функция фильтрации, например, фильтр нижних частот первого или второго порядка.
int
ext
liq
26
int
Внутреннюю температуру T можно, в качестве варианта, определить посредством представления состояния, например, через фильтр Калмана. В этом варианте в качестве входного вектора можно использовать значения внешней температуры T, температуры T и тока I. В качестве выходного вектора можно будет использовать значение внутренней температуры T.
int
В любом случае, как только будет получено значение внутренней температуры T, компьютер 100 определит, находится или нет эта внутренняя температура в пределах своего диапазона функциональных значений. Например, этот диапазон может быть определен между двумя температурными пределами, а именно, 0°C и 80°C.
int
1
0
В случае, когда внутренняя температура T находится в пределах своего диапазона функциональных значений, команда C управления считается предварительной командой C управления.
1
В противном случае можно предусмотреть, чтобы выбранная команда C управления была равна нулю.
1
0
В качестве варианта можно предусмотреть, чтобы команда C управления линейно уменьшалась между 70°C и 80°C от предварительно заданного значения C до нуля таким образом, чтобы электрический компрессор 26 не остановился бы внезапно при нагреве электрического компрессора 26.
int
В дальнейшем описании для его ясности будет считаться, что внутренняя температура T находится в пределах своего диапазона функциональных значений.
Как показано на фиг. 2, электрический компрессор 26 предназначен для работы в термомеханических рабочих точках, расположенных между различными пороговыми значениями (по которым построены кривые S3, S4, S5 и S6).
Затем компьютер 100 программируется для проверки того, что рабочая точка компрессора находится на расстоянии от этих пороговых значений, то есть находится в пределах диапазона функциональных значений.
Как будет подробно описано ниже, термомеханические пределы, которые будут приниматься здесь во внимание, будут представлять собой предел по давлению, предел по помпажу и предел по скорости вращения электрического компрессора 26.
Для этого из вторых полученных параметров компьютер получает давление свежего воздуха на выходе электрического компрессора 26.
Фактически, за пределами некоторого давления лопатки электрического компрессора могут выйти из строя, или может расшатываться линия, расположенная между электрическим компрессором 26 и основным компрессором 22.
Таким образом, контроль давления свежего воздуха на выходе электрического компрессора 26 позволит избежать этих недостатков.
Таким образом, сразу после измерения значения этого давления компьютер 100 определяет, находится ли оно в пределах своего диапазона функциональных значений. Например, этот диапазон может находиться между 0 Па и 4,105 Па. Это пороговое значение давления показано здесь на фиг. 2 штрихпунктирной линией S6.
20
Из вторых полученных параметров компьютер также получает давление свежего воздуха на входе электрического компрессора 26, и расход Q свежего воздуха, проходящего через электрический компрессор 26 (ось X на фиг. 2).
Давления свежего воздуха на входе и на выходе электрического компрессора 26 позволяют вычислить отношение давлений (ось Y на фиг. 2).
Эти различные значения позволяют избежать любого помпажа крыльчатки 26А компрессора электрического компрессора 26.
20
Фактически, когда расход Q свежего воздуха, проходящего через электрический компрессор 26, является низким, возникает риск колебания этого расхода, которое потенциально является разрушительным для лопаток электрического компрессора 26.
20
Предел расхода Q, ниже которого появляется риск возникновения помпажа, представлен на фиг. 2 кривой S4.
20
p
Таким образом, контроль расхода Q и отношение R давлений позволит избежать работы электрического компрессора ниже этой непрерывной кривой S4.
20
p
Для этого, как только будут достигнуты значения расхода Q и отношения R давлений, компьютер 100 определит положение рабочей точки электрического компрессора 26 и проверит, находится ли она в пределах области риска возникновения помпажа.
20
p
Контроль расхода Q и отношения R давлений также позволит избежать глушения электрического компрессора 26.
20
Фактически, когда расход Q свежего воздуха, проходящего через электрический компрессор 26, является высоким, возникает риск того, что электрический компрессор 26 больше не сможет обеспечивать свою функцию: это называется глушением.
20
Предел расхода Q, за пределами которого возникает риск глушения, представлен на фиг. 2 кривой S3.
20
p
Таким образом, контроль расхода Q и отношения R давлений позволяет избежать работы электрического компрессора за пределами этой непрерывной кривой S3.
20
p
Для этого, как только будут достигнуты значения расхода Q и отношения R давлений, компьютер 100 определит положение рабочей точки электрического компрессора 26 и проверит, находится ли она в пределах области риска возникновения глушения.
26
Компьютер из вторых полученных параметров также получает скорость вращения ω электрического компрессора 26.
Фактически, за пределами некоторой скорости вращения лопатки электрического компрессора 26 могут выйти из строя. Поэтому контроль этой скорости вращения позволит избежать такого выхода из строя
26
20
Для этого можно либо измерить скорость вращения ω, либо экстраполировать эту скорость вращения в зависимости от значений расхода Q и отношения давлений.
26
В любом случае, как только станет известным значение этой скорости ω вращения, компьютер 100 определит, находится ли оно в пределах своего диапазона функциональных значений. Например, этот диапазон может находиться между 0 об/мин и 80000 об/мин. Это пороговое значение скорости проиллюстрировано здесь на фиг. 2 кривой S5.
На этой же фиг. 2 кривые S1 являются кривыми равных скоростей, тогда как кривые S2, имеющие на фигуре по существу U-образную форму, представляют собой кривые равной эффективности. Из этих различных кривых равной эффективности самая длинная кривая представляет собой наименьшую эффективность, а самая короткая кривая - наивысшую эффективность.
20
Контроль расхода Q и отношения давлений также позволит оптимизировать эффективность электрического компрессора 26, чтобы уменьшить его потребляемую мощность.
Для этого будет отыскиваться положение рабочей точки электрического компрессора 26 в области приемлемой эффективности, то есть в центре области, лежащей между кривыми S3, S4 и S5. Более конкретно, рабочую точку электрического компрессора 26 можно разместить около самой короткой кривой S2 равной эффективности, чтобы достичь максимально возможной эффективности.
20
p
Таким образом, контроль расхода Q и отношения R давлений позволит избежать работы электрического компрессора в областях с пониженной эффективностью и потреблять чрезмерное количество электрического тока.
20
Для этого, как только будут достигнуты значения расхода Q и отношения давлений, компьютер 100 определит положение рабочей точки электрического компрессора 26 и проверит, находится ли она в пределах области приемлемой эффективности.
1
После завершения всех этих проверок, позволяющих гарантировать, что электрический компрессор работает в приемлемой термомеханической рабочей точке, компьютер определяет команду C управления.
1
0
В случае, когда термомеханическая рабочая точка является приемлемой, команда C управления считается равной предварительной команде C управления.
1
0
В противном случае (в случае, когда рабочая точка находится за пределами областей, расположенных между кривыми S3, S4, S5 и S6, или внутри области низкой эффективности или помпажа за пределами кривой S4) можно предусмотреть, чтобы команда C управления, выбиралась равной нулю. В качестве варианта можно предусмотреть, чтобы эта команда выбиралась равной значению, которое зависит от предварительной команды C управления и которое позволяет перевести рабочую точку в центр области, лежащей между кривыми S3, S4 и S5.
В дальнейшем описании для его ясности будет считаться, что термомеханическая рабочая точка является приемлемой.
Другим из вторых параметров, которые будут рассмотрены, будет уровень заряда SOC аккумуляторной батареи 50.
В связи с этим напомню, что уровень заряда (или "степень заряда") аккумуляторной батареи - SOC (аббревиатура фразы "уровень заряда"), является параметром, иллюстрирующим количество энергии, остающейся в аккумуляторной батарее. Этот уровень заряда SOC выражается в процентах. Он отражает уровень заряда аккумуляторной батареи между минимальным уровнем заряда, когда аккумуляторная батарея больше не используется (0%), и максимальным уровнем заряда (100%). На практике этот уровень заряда SOC должен оставаться между 5 и 95% во избежание преждевременного ухудшения рабочих характеристик аккумуляторной батареи.
Здесь этот параметр рассматривается так, чтобы разумно использовать электрический компрессор 26, то есть только в случае, если аккумуляторная батарея 50 достаточно заряжена.
Для этого компьютер вычисляет уровень заряда SOC (согласно любому способу, известному специалисту в данной области техники, с учетом, в частности, напряжения на клеммах аккумуляторной батареи 50).
Затем компьютер 100 определяет, находится ли этот уровень заряда SOC в пределах своего диапазона функциональных значений. Например, этот диапазон может быть определен между 20% и 80%.
1
0
В случае, когда уровень заряда SOC находится в пределах своего диапазона функциональных значений, команда C управления считается равной предварительной команде C управления.
1
В случае, когда уровень заряда SOC составляет менее 20%, может считать, что заданное значение команды C управления выбирается равным нулю.
1
0
В качестве варианта можно считать, что заданное значение команды C управления уменьшается по линейному закону тогда, когда уровень заряда SOC падает с 30% до 20%, от предварительно заданного значения C до нуля, во избежание резкой остановки электрического компрессора 26.
В дальнейшем описании для его ясности будет считаться, что уровень заряда SOC находится в пределах диапазона функциональных значений.
Последним из вторых параметров, которые будут рассмотрены в данном документе, будет время Δt использования электрического компрессора 26, прошедшее от заданного предыдущего момента времени. Этим предыдущим моментом времени может быть, например, момент времени, когда был запущен тепловой двигатель 2. Предпочтительно, он будет, скорее всего, моментом времени, когда был запущен электрический компрессор 26.
int
Этот второй параметр будет полезен для предотвращения любого ухудшения параметров электрического компрессора 26. Фактически, как было объяснено выше, использование электрического компрессора 26 имеет естественный эффект увеличения его внутренней температуры T.
int
Обычно, учитывая рассмотренные вторые параметры, эта внутренняя температура T никогда не должна превышать единственное допустимое значение (в данном случае 80°C).
Однако для обеспечения безопасности можно ограничить непрерывное время Δt использования электрического компрессора (например, 10 минутами).
1
0
Затем в случае, когда время Δt использования составляет менее 10 минут, команда C управления считается равной предварительной команде C управления.
1
В противном случае можно считать, что команда C управления выбрана равной нулю и остается равной нулю в течение минимального времени охлаждения (например, 5 минут).
1
Подводя итог, компьютер сможет принимать во внимание все вторые параметры для соответствующей модификации значения предварительной команды для того, чтобы вывести из нее команду C управления.
1
Следует отметить, что, если несколько вторых параметров одновременно выходят из своих диапазонов функциональных значений, может приниматься решение о выборе команды C управления, равной нулю.
Настоящее изобретение никоим образом не ограничивается описанным и представленным вариантом осуществления, но специалист в данной области техники сможет добавить любой вариант в соответствии с его сущностью.
В частности, можно предусмотреть размещение электрического компрессора ниже по потоку, а не выше по потоку от основного компрессора (22).
Кроме того, можно предусмотреть оснащение теплового двигателя линией короткого замыкания электрического компрессора, то есть линией, соединенной параллельно с электрическим компрессором и позволяющей использовать клапан, чтобы разгружать электрический компрессор 26.
Опять же, в варианте можно предусмотреть, чтобы силовая передача не имела электрическую машину (90).