用于操作联接至发生器的内燃机的方法以及用于执行该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于操作系统（10）的方法和装置，所述系统（10）包括发生器（12）和驱动所述发生器（12）的内燃机（14），其中，所述发生器（12）的转速由转速控制器（34）控制。所述方法的特征在于：所述转速控制器（34）输出目标扭矩作为操纵变量，以及，将附加扭矩施加在所述目标扭矩上，其中，所述附加扭矩是基于从所述系统（10）拾取的测量值来计算或者确定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术首先涉及一种用于操作联接至发生器的内燃机的方法。本专利技术还涉及作为用于执行该方法的装置的开环和闭环控制设备。
技术介绍
由内燃机驱动的发生器本身是已知的。通常，内燃机联接至发电机（电发生器）并且变频器连接在该发生器的下游。美国第2009/0194067 A号公开了一种可移动系统，该可移动系统具有内燃机形式的独立于网络的能量源和由该内燃机驱动的单个组件，包括提供作为电流/电压源的发生器。对由该内燃机提供的能量和该组件或者每个组件需要的能量进行监测。如果所需要的能量超过可用能量，则增加用于控制内燃机的转速的转速目标值，或者根据优先级方案禁用单个组件，从而要么增加可用能量或者减小能量需要。针对具有联接至内燃机的发生器的布置，趋势在于重量轻的构造，并且因此，如果可能的话，避免例如先前已经提供用于补偿转速中的任何波动的配重或者至少减少移动质量。发生器通常在预界定或者可预界定的转速下操作。为此，发生器分配有转速控制器。通过控制转速来管理内燃机和发生在其中的燃烧过程。这可以根据不同的标准来完成。例如，可设想的是功率、效率和排放。先前，已经增加了发生器上的配重，以便获得发生器的更高转速稳定性。然而，移动质量的增加实际上是不期望的，尤其是在内燃机和发生器都是机动车辆等的一部分并且与该机动车辆一起移动的情况下。作为替代，先前相应地使用最大动力来操作转速控制，以便实现较大范围且较高的闭环增益。就这点而言，可能性在于使用非常高的转速控制器的时钟频率。然而，这可导致开关元件中的能量损失过度增加。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，说明一种用于操作联接至发生器的内燃机的方法以及一种根据该方法操作的装置，从其效果上讲，免了或者至少减少了上文列出的缺点。根据本专利技术，该目的通过如下方法来实现：该方法用于操作具有权利要求1的特征的联接至发生器的内燃机。为此，用于操作系统的方法，该方法包括发生器和驱动该发生器的内燃机，在该系统中，发生器的转速由转速控制器控制，提供有转速控制器输出目标扭矩作为操纵参数，以及附加扭矩施加在目标扭矩上，其中，该附加扭矩是基于从系统拾取的测量值来计算或者确定的。对包括内燃机和发生器的系统的优化过程管理是通过如下方式来实现：在由转速控制器输出的作为操纵变量的目标扭矩上施加附加扭矩，即，附加扭矩是用于附加扭矩的数字化的且可自动处理的值。因此，不需要用于使发生器的转速保持稳定的配重等。关于该装置，根据本专利技术，上面提到的目的是通过平行的装置权利要求的特征来实现。为此，提供了一种开环和闭环控制设备，该开环和闭环控制设备具有用于执行此处和下文描述的操作方法的机构，其中，意在执行操作方法的该机构包括至少一个控制单元和转速控制器，以及其中，可以由转速控制器输出目标扭矩作为操纵变量。本专利技术的有利实施例形成从属权利要求的主题。所使用的从属参照物通过相应从属权利要求的特征来指示主权利要求的主题的进一步发展。其不应理解为意味着，包含从属参照物的从属权利要求的特征的组合的主题没有受到独立地保护。此外，关于权利要求的解释，其特征在从属权利要求中更加详细地被说明，应假设这种约束不存在于相应前述权利要求中。最后，应指出，此处所指定的方法还可以根据从属装置权利要求来发展并且反之亦然。在该方法的一个实施例中，将反扭矩计算为附加扭矩，该附加扭矩被施加在由转速控制器输出的目标扭矩上。所述反扭矩是基于记录在系统中的测量值来计算的。记录在系统中的测量值是记录在内燃机中的压力测量值，具体地是指示内燃机的燃烧室中的压力的压力测量值。然后，基于该压力测量值来计算反扭矩/附加扭矩。在该方法的替代实施例中，将反扭矩类似地计算为附加扭矩，该附加扭矩被施加在由转速控制器输出的目标扭矩上。然而，在该示例中，没有使用被记录在系统中的压力测量值。相反，反扭矩/附加扭矩是通过如下方式来计算：通过借助热力学模型估算内燃机的燃烧室中的主导压力（prevailing pressure）并且基于估算的压力来计算反扭矩/附加扭矩。在该方法的另一个替代实施例中，当借助先导控制块来计算附加扭矩时，计算先导控制扭矩，将该先导控制扭矩作为附加扭矩施加在由转速控制器输出的目标扭矩上。在该方法的特殊实施例中，同时使用所计算出的附加扭矩中的一个和由先导控制块输出的附加扭矩。因此，将由先导控制块输出的附加扭矩和基于内燃机的燃烧室中的测量或者估算的压力所确定的附加扭矩施加在由转速控制器输出的目标扭矩上。为了执行该方法的单个实施例，开环和闭环控制设备的特征在于：可以借助该开环和闭环控制设备来处理记录在系统中（具体地在内燃机中）的压力测量值，可以使用该压力测量值和使用可以由控制单元输出的数据（具体地，至少一个几何值（geometric value）、目标位置和动态数据（kinematic data））来确定附加扭矩，以及可以将该附加扭矩施加在目标扭矩上。开环和闭环控制设备的第一替代实施例意在并且设计为，可以借助包括在该开环和闭环控制设备中的热力学模型来确定内燃机的燃烧室中的主导压力的估算值，可以使用该估算值和可以由控制单元输出的数据（具体地，至少一个几何值、目标位置和动态数据）来确定附加扭矩，以及可以将该附加扭矩施加在目标扭矩上。开环和闭环控制设备的另一个替代实施例意在并且设计为，可以借助包括在该开环和闭环控制设备中的先导控制块来确定先导控制扭矩，以及可以将该先导控制扭矩作为附加扭矩施加在目标扭矩上。开环和闭环控制设备的一个实施例意在执行该方法，在该方法中，同时使用所计算出的附加扭矩中的一个和由先导控制块输出的附加扭矩，其特征在于：实施上文提到的对应特征的组合。总的来说，本专利技术还在于一种系统，该系统具有发生器和内燃机以及具有此处和下文描述的特征的开环和闭环控制设备。附图说明下面使用附图对本专利技术的示例性实施例进行更加详细地解释。在所有附图中，彼此对应的物体或者元件提供有相同的附图标记。在附图中,图1示出了具有内燃机和发生器的系统，其中，该发生器由内燃机驱动;图2示出了开环和闭环控制设备的第一实施例，其用于图1中示出的那类系统的开环和闭环控制;图3示出了开环和闭环控制设备的第二实施例，其用于图1中示出的那类系统的开环和闭环控制;图4示出了开环和闭环控制设备的第三实施例，其用于图1中示出的那类系统的开环和闭环控制。具体实施方式图1中的简图示出了此处讨论的这类系统10的基本结构，成示意简化形式。系统10包括作为发生器12操作的电动机和内燃机14。该内燃机14机械地联接至发生器12。内燃机14的简图示出了其曲轴和活塞16。内燃机14可以包括多于一个的示出的活塞16，即使说，可以成例如分裂单发动机（split-single engine）的形式。将由发生器12生成的交流电供应至此处示出为整流器的变换器（变频器）18。可以在变换器（converter）18的输出处成电能形式的原本由内燃机14生成的能量。系统10可以被看作是，例如，用在机动车辆中的可移动系统。此外，系统10还可以被看作是应急发电组等。包括在例如变换器18中的开环和闭环控制设备20（图2）实现对系统10的控制，具体地是，例如，对发生器12的转速控制。为此，将位置传感器22分配至发生器12。在操作期间可以借助位置传感器22来获得实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作系统（10）的方法，所述系统（10）包括发生器（12）和驱动所述发生器（12）的内燃机（14），其特征在于：所述发生器（12）的转速由转速控制器（34）控制，所述转速控制器（34）输出目标扭矩作为操纵变量，以及将附加扭矩施加于所述目标扭矩上，其中，所述附加扭矩是基于从所述系统（10）拾取的测量值来计算或者确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 EP 14156990.51.一种用于操作系统（10）的方法，所述系统（10）包括发生器（12）和驱动所述发生器（12）的内燃机（14），其特征在于：所述发生器（12）的转速由转速控制器（34）控制，所述转速控制器（34）输出目标扭矩作为操纵变量，以及将附加扭矩施加于所述目标扭矩上，其中，所述附加扭矩是基于从所述系统（10）拾取的测量值来计算或者确定的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当在所述系统（10）中，具体地在所述内燃机（14）中，基于从所述系统（10）拾取的测量值确定所述附加扭矩时，记录压力测量值（28），并且其中，借助所述压力测量值（28）来计算所述附加扭矩。3.根据权利要求1所述的方法，其中，当借助热力学模型（46）来计算所述附加扭矩时，估算所述内燃机（14）的燃烧室中的主导压力，并且基于所述估算的压力来计算所述附加扭矩。4.根据权利要求1所述的方法，其中，当借助先导控制块（50）来计算所述附加扭矩时，计算先导控制扭矩，将所述先导控制扭矩作为所述附加扭矩施加在由所述转速控制器（34）输出的所述目标扭矩上。5.根据权利要求4和权利要求2或者3中的一项所述的方法，其中，将由所述先导控制块（50）输出的所述扭矩以及基于所述内燃机（14）的所述燃烧室中的测量或者估算的压力所确定的所述附加扭矩施加在由所述转速控制器（34）输出的所述目标扭矩上。6.一种开环和闭环控制设备（20），所述开环和闭环控制设备（20）具有机构（32、34、42、46、50）用于执行如前述权利要求中任一项所述的操作方法，其中，用于执行所述操作方法的所述机构（32、34、42、46、50）包括至少一个控制单元（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：A克洛切克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE