具有电流调节器的废热回收系统

申请号 CN201610274765.3 申请日 2016-04-28 公开(公告)号 CN106100088A 公开(公告)日 2016-11-09
申请人 天纳克汽车经营有限公司; 发明人 博雷斯·J·梅尔尼克;
摘要 一种车辆发电系统,可以包括交流发 电机 和 能量 转换装置,该 交流发电机 和该能量转换装置向车辆的电气系统供应电 力 。调节器可以基于该电气系统的 电压 水 平来控制该交流发电机。控 制模 块 可以基于该交流发电机的运行指示符来控制该能量转换装置,使得该 控制模块 基于该交流发电机的运行指示符来调整该能量转换装置的场线圈 电流 。
权利要求

1.一种车辆发电系统,包括:
发动机驱动的电气系统,该发动机驱动的电气系统包括:
联接至车辆的内燃发动机上的交流发电机,其中该交流发电机将来自该发动机的能量化成并且将电力供应至该车辆的电气系统,以及
基于该电气系统的电压平来控制该交流发电机的调节器,其中该调节器控制该交流发电机的场线圈电流;以及
废热回收系统,该废热回收系统包括:
将来自流体热能转化成可用能量的动力源,
联接至该动力源上并且被来自该动力源的可用能量驱动的能量转换装置,其中该能量转换装置将来自该动力源的能量转化成电力并且将电力供应至该车辆的电气系统,以及基于该交流发电机的场线圈电流来控制该能量转换装置的电气输出的控制模,其中该控制模块基于该交流发电机的场线圈电流来调整该能量转换装置的场线圈电流。
2.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中,该废热回收系统是朗肯循环系统。
3.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中,该废热回收系统的动力源包括:
接收来自来源的流体的蒸发器,其中在该蒸发器中流动的工作流体从该流体吸收热量,以及
被布置在该蒸发器下游并且连接至该能量转换装置上的膨胀器,其中该膨胀器接收来自该蒸发器的工作流体并且驱动该能量转换装置。
4.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中:
当该交流发电机的场线圈电流低于运行阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且
当该交流发电机的场线圈电流高于该运行阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
5.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中,该控制模块基于来自布置在该车辆中的一个或多个模块的数据来确定该交流发电机的场线圈电流。
6.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中:
当该电气系统的电压水平小于电压阈值时,该调节器增大该交流发电机的场线圈电流,
当该电气系统的电压水平大于该电压阈值时,该调节器减小该交流发电机的场线圈电流,
当该交流发电机的场线圈电流低于运行阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且
当该交流发电机的场线圈电流高于该运行阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
7.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中,该能量转换装置是交流发电机。
8.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中,该能量转换装置是发电机。
9.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中,该控制模块基于该交流发电机的场线圈电流的量或该交流发电机的场线圈电流的占空比中的至少一者来控制该能量转换装置的场线圈电流。
10.如权利要求1所述的车辆发电系统,其中:
当该交流发电机的场线圈电流小于或等于第一阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且
当该交流发电机的场线圈电流大于或等于比该第一阈值大的第二阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。

说明书全文

具有电流调节器的废热回收系统

技术领域

[0001] 本披露涉及一种废热回收系统,并且更具体地涉及一种用于车辆的废热回收系统。

背景技术

[0002] 此部分提供与本披露相关的、不一定是现有技术的背景信息。
[0003] 在车辆中可以使用废热回收系统(例如,朗肯循环(Rankine cycle)系统)来从携带了废热的车辆流体(例如,排气、经压缩的发动机进气空气、发动机冷却剂等)中吸收热量并且将来自该流体的热能化成可用能量。例如,废热回收系统可以使用来自废热的能量来对电气发电机/交流发电机提供动以便对电池充电、使车辆的电气附件运行、和/或对车辆的电机供电。发明内容
[0004] 此部分提供本披露的总体概述、并且不是其全部范围或其全部特征的综合性披露。
[0005] 在本披露的特征中,一种车辆发电系统可以包括:交流发电机、调节器、能量转换装置、和控制模。该交流发电机向车辆的电气系统供应电力。该调节器基于该电气系统的电压平来控制该交流发电机。该能量转换装置向该车辆的电气系统供应电力。该控制模块基于该交流发电机的运行指示符来控制该能量转换装置。该控制模块基于该交流发电机的运行指示符来调整该能量转换装置的场线圈电流。
[0006] 优选地,其中,当该交流发电机的该运行指示符低于运行阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且当该交流发电机的该运行指示符高于该运行阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0007] 优选地,其中,当该交流发电机的该运行指示符小于或等于第一阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且当该交流发电机的该运行指示符大于或等于比该第一阈值大的第二阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0008] 优选地,其中,车辆发电系统进一步包括:废热回收系统,该废热回收系统包含该能量转换装置和该控制模块。
[0009] 优选地,其中,该控制模块将该能量转换装置的场线圈电流维持在低于最大电流极限值。
[0010] 优选地,其中,当该电气系统的电压水平小于电压阈值时,该调节器增大该交流发电机的场线圈电流,当该电气系统的电压水平大于该电压阈值时,该调节器减小该交流发电机的场线圈电流,当该交流发电机的该运行指示符低于运行阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且当该交流发电机的该运行指示符高于该运行阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0011] 优选地,其中,该能量转换装置是交流发电机。
[0012] 优选地,其中,该能量转换装置是发电机。
[0013] 优选地,其中,该调节器控制该交流发电机的场线圈电流以便控制该交流发电机的电气输出,并且该运行指示符包括该交流发电机的场线圈电流,使得该控制模块基于该交流发电机的场线圈电流来控制该能量转换装置。
[0014] 优选地,其中,该运行指示符包括由该交流发电机输出的电压量,使得该控制模块基于该交流发电机的该电压量来控制该能量转换装置。
[0015] 在本披露的特征中,一种车辆发电系统可以包括发动机驱动的电气系统和废热回收系统。该发动机驱动的电气系统可以包括:交流发电机和调节器。该交流发电机联接至车辆的发动机上。该交流发电机将来自该发动机的能量转化成电力并且将电力供应至该车辆的电气系统。该调节器基于该电气系统的电压水平来控制该交流发电机的场线圈电流。该废热回收系统可以包括动力源、能量转换装置、和控制模块。该动力源将来自流体的热能转化成可用能量。该能量转换装置联接至该动力源上并且被来自该动力源的可用能量驱动。该能量转换装置将来自该动力源的能量转化成电力并且将电力供应至该车辆的电气系统。
该控制模块基于该交流发电机的场线圈电流来控制该能量转换装置的电气输出。该控制模块基于该交流发电机的场线圈电流来调整该能量转换装置的场线圈电流。
[0016] 优选地,其中,该废热回收系统是朗肯循环系统。
[0017] 优选地,其中,该废热回收系统的动力源包括:接收来自来源的流体的蒸发器,其中在该蒸发器中流动的工作流体从该流体吸收热量,以及被布置在该蒸发器下游并且连接至该能量转换装置上的膨胀器,其中该膨胀器接收来自该蒸发器的工作流体并且驱动该能量转换装置。
[0018] 优选地,其中,当该交流发电机的场线圈电流低于运行阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且当该交流发电机的场线圈电流高于该运行阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0019] 优选地,其中,该控制模块基于来自布置在该车辆中的一个或多个模块的数据来确定该交流发电机的场线圈电流。
[0020] 优选地,其中,当该电气系统的电压水平小于电压阈值时,该调节器增大该交流发电机的场线圈电流,当该电气系统的电压水平大于该电压阈值时,该调节器减小该交流发电机的场线圈电流,当该交流发电机的场线圈电流低于运行阈值时,该控制模块减小该能量转换装置的场线圈电流,并且当该交流发电机的场线圈电流高于该运行阈值时,该控制模块增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0021] 优选地,其中,该能量转换装置是交流发电机。
[0022] 优选地,其中,该能量转换装置是发电机。
[0023] 优选地,其中,该控制模块基于该交流发电机的场线圈电流的量或该交流发电机的场线圈电流的占空比中的至少一者来控制该能量转换装置的场线圈电流。
[0024] 在特征中,披露了一种用于控制废热回收系统的能量转换装置并且控制发动机驱动的电气系统的交流发电机的方法。该方法包括:检测该车辆的电气系统的电压水平,其中该废热回收系统和该发动机驱动的电气系统可操作来向该电气系统供应电力;基于该电气系统的电压水平来控制该交流发电机的电力输出;确定该交流发电机的运行指示符,其中该运行指示符是该交流发电机的性能参数;并且基于该交流发电机的该运行指示符来控制该能量转换装置的电力输出。
[0025] 优选地,该方法进一步包括:确定该电气系统的电压水平是否等于系统电压阈值;响应于该电压水平大于该系统电压阈值来减小该交流发电机的场线圈电流;并且响应于该电压水平小于该系统电压阈值来增大该交流发电机的场线圈电流。
[0026] 优选地,该方法进一步包括:确定该交流发电机的该运行指示符是否等于运行阈值;响应于该交流发电机的该运行指示符小于该运行阈值来减小该能量转换装置的场线圈电流;并且响应于该运行指示符大于该运行阈值来增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0027] 优选地,该方法进一步包括:将该交流发电机的该运行指示符与第一阈值和大于该第一阈值的第二阈值进行比较;响应于该交流发电机的该运行指示符小于或等于该第一阈值来减小该能量转换装置的场线圈电流,并且响应于该交流发电机的该运行指示符大于或等于该第二阈值来增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0028] 优选地,该方法进一步包括:确定该电气系统的电压水平是否等于系统电压阈值;响应于该电压水平大于该系统电压阈值来减小该交流发电机的场线圈电流;响应于该电压水平小于该系统电压阈值来增大该交流发电机的场线圈电流;确定该交流发电机的该运行指示符是否等于运行阈值;响应于该交流发电机的该运行指示符小于该运行阈值来减小该能量转换装置的场线圈电流;并且响应于该运行指示符大于该运行阈值来增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0029] 优选地,其中该运行指示符包括被施加到该交流发电机的场线圈电流的特征,并且该方法进一步包括:确定被施加到该交流发电机的场线圈电流是否等于运行阈值;响应于该交流发电机的场线圈电流小于该运行阈值来减小该能量转换装置的场线圈电流;并且响应于该场线圈电流大于该运行阈值来增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0030] 优选地,其中该运行指示符包括由该交流发电机输出到该电气系统的电压量,并且该方法进一步包括:确定该交流发电机的该电压量是否等于运行阈值;响应于该交流发电机的该电压量小于该运行阈值来减小该能量转换装置的场线圈电流;并且响应于该电压量大于该运行阈值来增大该能量转换装置的场线圈电流。
[0031] 从本文所提供的描述中将清楚其他适用范围。本概述中的说明和具体实例仅旨在用于展示的目的而并非旨在限制本披露的范围。附图说明
[0032] 在此描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实施例的说明性目的,并且不旨在限制本披露的范围。
[0033] 图1是车辆的、包括发动机驱动的电气系统和废热回收系统的电力系统的示意性表示;
[0034] 图2是发动机驱动的电气系统的调节器的功能框图
[0035] 图3是废热回收系统的废热回收控制模块的功能框图;
[0036] 图4是由该废热回收控制模块执行的实例控制例程;并且
[0037] 图5是由该废热回收控制模块执行的实例能量转换装置控制例程。
[0038] 在附图的若干视图中,相应的参考数字指示相应的部分。

具体实施方式

[0039] 车辆可以包括向布置在该车辆中的各个部件供应电力的电力系统。该电力系统可以包括通过使用来自内燃发动机的能量来产生电力的发动机驱动的电气系统。除了该发动机驱动的电气系统之外,一些电力系统还包括通过使用来自经加热的来源的热能来产生电力的废热回收(WHR)系统。通过添加WHR系统,需要一个控制方案来调整发动机驱动的电气系统和WHR系统的电力输出,以便确保向车辆的电力系统供应最佳动力。
[0040] 更具体地,本披露的控制方案基于该发动机驱动的电气系统的运行来控制WHR系统。相应地,该WHR系统可以被认为是用于支持该发动机驱动的电气系统的补充动力系统,使得该发动机驱动的电气系统可以控制该系统的总电压水平并且该WHR系统可以间接控制该发动机驱动的电气系统。
[0041] 现在将参考附图更全面地描述本披露。参见图1,用于车辆的电力系统10包括发动机驱动的电气系统12和废热回收(WHR)系统14,这两个系统被统称为发电系统12和14。发电系统12和14通过将一种形式的能量(例如,机械能、热能)对应地借助于交流发电机20和能量转换装置22转化成电能来产生电力。由发电系统12和14产生的电力可以借助于电网被供应至车辆的其他部件。作为一个实例,来自发电系统12和14的电力可以用来对蓄电池组24中的一个或多个蓄电池进行充电从而运行电机26和/或对电气附件28供电。
[0042] 发动机驱动的电气系统12包括发动机交流发电机20(即,下文中的“发动机交流发电机”)和调节器34。发动机交流发电机20联接至车辆的内燃发动机36上,使得发动机交流发电机20将来自发动机36的机械能转换为电力(例如,直流电)。相应地,当发动机36运行时,发动机交流发电机20能够向车辆的电力系统10供应电力。
[0043] 调节器34基于被供应到电力系统10中的电压量来控制发动机交流发电机20。更具体地,调节器34可以将电力系统10的实际电压与系统电压阈值进行比较。如果该实际电压高于该系统电压阈值(例如,12V、24V),则调节器34可以减小发动机交流发电机20输出的功率。替代地,如果该实际电压低于该系统电压阈值,则调节器34可以增大发动机交流发电机20输出的功率以满足电力系统10的需求。
[0044] 参见图2,调节器34包括电压检测器40、交流发电机电流控制模块42、和驱动器44。电压检测器40监测被供应至电力系统10的电压量。作为一个实例,电压检测器40可以是检测发动机交流发电机20的输出端处的电压的传感器,如在图1中用检测线46表示。
[0045] 基于所检测到的电压,调节器34通过调节发动机交流发电机20的场线圈电流来控制发动机交流发电机20的性能。具体而言,发动机交流发电机20的场线圈电流影响发动机交流发电机20内部的磁场的强度,由此调整发动机交流发电机20的输出。交流发电机电流控制模块42通过使用预先存储的算法来计算该场线圈电流,这些算法基于电力系统10的电压和其他因子(例如,发动机速度、发动机交流发电机20的最大电流阈值、和/或其他适合因子)逐渐调节该场线圈电流。
[0046] 调节器34向发动机交流发电机20施加所计算出的场线圈电流,如在图1中用线48表示。更具体地,调节器34的驱动器44向发动机交流发电机20输出电流。虽然发动机交流发电机20和调节器34在图1中被示为分开的部件,但是可以将发动机交流发电机20和调节器34一起提供为单一部件、称为交流发电机调节器。该调节器也可以被实施为控制模块的一部分。
[0047] 参见图1,WHR系统14包括蒸发器50、膨胀器52、冷凝器54、能量转换装置22、和WHR控制模块56。WHR系统14可以是从来源58接收流体(例如排气)的朗肯循环废热回收系统。在该实例实施例中,来源58是向WHR系统14供应热排气的发动机排气系统。替代地,来源58可以是排气再循环系统、发动机空气进气系统、发动机冷却剂回路、或车辆内的向WHR系统14供应经加热的流体的其他适合系统。此外,基于来源58,被供应至WHR系统14的流体不限于排气并且可以包括例如:发动机冷却剂、经压缩的空气、来自涡轮增压器的充入空气、再循环的排气、和/或其他经加热的流体。
[0048] 蒸发器50、膨胀器52、和冷凝器54将来自排气的热能转化成可用能量(例如,机械能)并且可以被认为是动力源的、驱动该能量转换装置22的那部分。按照解释,蒸发器50接收来自来源58的流体。流经蒸发器50的工作流体从所接收的流体中吸收热量。即,流经蒸发器50的工作流体被来自来源58的流体加热。
[0049] 来自蒸发器50的工作流体流到膨胀器52以便对膨胀器52的输出轴提供动力。可以将膨胀器52的输出轴连接至能量转换装置22上以驱动能量转换装置22。工作流体可以从膨胀器52流到冷凝器54。来自该工作流体的热量可以传递至流经冷凝器54的环境空气和/或流经冷凝器54中的导管的冷却剂。从冷凝器54中出来的经冷却的工作流体可以返回至蒸发器50,在此该工作流体再次被来自来源58的流体加热。
[0050] 该能量转换装置22将来自膨胀器52的能量转化成电力并且将该电力供应至该车辆的电力系统10。能量转换装置22可以包括发电机或交流发电机。能量转换装置22可以用作发动机交流发电机20的补充电力来源。更具体地,控制该能量转换装置22来减小施加在发动机交流发电机20上的运行荷载,如在下文中进一步描述的。
[0051] WHR控制模块56基于发动机交流发电机20的运行来控制能量转换装置22的电力输出。具体而言,WHR控制模块56基于发动机交流发电机20的运行指示符来计算能量转换装置22的场线圈电流。例如,发动机交流发电机20的运行指示符可以包括被施加到该发动机交流发电机的场线圈电流的量、该场线圈电流的占空比、该场线圈电流的指数值、发动机交流发电机20的电压输出、和/或反映发动机交流发电机20性能的其他参数。WHR控制模块56可以监测发动机交流发电机20的运行指示符并且控制该能量转换装置22,使得发动机交流发电机20的运行指示符被维持在预定运行阈值。
[0052] 通过举例,该实例实施例中的运行指示符被提供为被施加到发动机交流发电机20的场线圈电流的特征。例如,WHR控制模块56可以监测被施加到发动机交流发电机20的场线圈电流(如在图1中用线60表示)并且确定能量转换装置22的场线圈电流,使得发动机交流发电机20的场线圈电流被维持为或基本上为预定电流阈值。接着,WHR控制模块56可以向能量转换装置22施加该场线圈电流(如在图1中用线62表示)。
[0053] 参见图3,WHR控制模块56包括交流发电机运行检测器70、废热回收检测器72、和转换装置控制器74。交流发电机运行检测器70基于来自车辆中的多个传感器和/或其他模块的数据来确定发动机交流发电机20的运行指示符。作为实例,交流发电机运行检测器70确定调节器34施加到发动机交流发电机20的场线圈电流的量作为该运行指示符。交流发电机运行检测器70可以包括电流传感器、具有预定算法将电压转化成电流的电压传感器、和/或用于检测被供应至发动机交流发电机20的电流的其他适合的机构。替代地,交流发电机运行检测器70可以借助于车辆网络76(例如,CAN或LIN)从另一个模块(例如发动机控制模块)接收代表发动机交流发电机20的场线圈电流的数据。
[0054] 废热回收检测器72可以监测WHR系统14的性能来确定WHR系统14是否正在运行来将来自来源58的热能在膨胀器52处转化成可用能量以便驱动该能量转换装置22。具体而言,WHR控制模块56控制该能量转换装置22,使得能量转换装置22在WHR系统14没有运行时处于关闭状态(即,停用)。作为实例,图1展示了在WHR控制模块56与膨胀器52之间的检测线64。废热回收检测器72可以从布置在膨胀器52处的一个或多个传感器接收反映该膨胀器52的输出轴的移动的数据。基于接收到的数据,废热回收检测器72可以确定WHR系统14是启用的还是关闭的。
[0055] 废热回收检测器72可以经由车辆网络76接收来自其他车辆模块(例如,该发动机控制模块)的数据。该发动机控制模块可以提供反映来自来源58的流体的热量的数据、进入WHR系统14的流体的量、和/或用于确定WHR系统14的性能的其他适合数据。
[0056] 基于来自交流发电机运行检测器70和废热回收检测器72的数据,转换装置控制器74控制能量转换装置22的运行,使得该能量转换装置22向电力系统10输出所希望的量的电力。转换装置控制器74包括发动机交流发电机监测器80、电流计算器82和驱动器84。
[0057] 发动机交流发电机监测器80确定发动机交流发电机20是否在高于还是低于预定阈值的条件下运行。更具体地,发动机交流发电机监测器80确定发动机交流发电机20的运行指示符是否等于预定的运行阈值。例如,在该实例实施例中,发动机交流发电机监测器80确定由交流发电机运行检测器70所确定的场线圈电流是否等于电流阈值。替代地,发动机交流发电机监测器80可以将该场线圈电流与一个预定运行区段进行比较,该预定运行区段包括具有上限值和下限值(例如,±.01、±.02等)的运行阈值(例如,0.1-2安培)。相应地,该运行区段可以被配置成具有第一阈值(例如,该运行阈值-下限值)以及第二阈值(例如,该运行阈值+上限值)。
[0058] 该运行阈值被预先确定并且存储在WHR控制模块56的存储器中。该运行阈值可以基于所希望的来自发动机交流发电机20的最小性能输出进行设置。更具体地,在发动机36运行的情况下,发动机交流发电机20可以被配置成用于连续地产生电力。发动机交流发电机20产生的电力的量可以由WHR控制模块56通过将发动机交流发电机20的运行指示符维持在该运行阈值来控制。例如,WHR控制模块可以将向发动机交流发电机20施加的场线圈电流维持为或基本上为该电流阈值。
[0059] 电流计算器82确定有待向能量转换装置22施加的场线圈电流,并且驱动器84向能量转换装置22施加该场线圈电流。在该实例实施例中,在膨胀器52运行的情况下,电流计算器82基于发动机交流发电机20的场线圈电流来控制能量转换装置22的场线圈电流。更具体地,如果发动机交流发电机20的场线圈电流低于该电流阈值,则电流计算器82可以减小能量转换装置22的场线圈电流。通过减小该场线圈电流,被能量转换装置22供应至电力系统10的电力的量减小。相应地,调节器34可以检测电力系统10中的电压下降并且可以增大发动机交流发电机20的场线圈电流来将电力系统10维持在该系统电压阈值。
[0060] 相反,如果发动机交流发电机20的场线圈电流大于该电流阈值,则电流计算器82可以增大能量转换装置22的场线圈电流。通过增大该场线圈电流,被能量转换装置22供应至电力系统10的电力的量增大。调节器34可以检测电力系统10中的电压增大、并且可以减小发动机交流发电机20的场线圈电流来将电力系统维持在该系统电压阈值。相应地,发动机交流发电机20的场线圈电流可以通过WHR控制模块56被控制在该电流阈值,并且被供应至电力系统10的电力的量可以由调节器34控制。
[0061] 在该实例实施例中,该发动机交流发电机的运行指示符包括被供应至发动机交流发电机20的场线圈电流的量。替代地,该运行指示符可以包括该场线圈电流的占空比、该场线圈电流的指数值、发动机交流发电机20的电压输出、和/或反映发动机交流发电机20性能的其他参数。因此,基于来自多个传感器的数据和/或来自其他模块的数据,交流发电机运行检测器70确定发动机交流发电机20的运行指示符,并且转换装置控制器74基于所确定的运行指示符和该预定运行阈值来控制能量转换装置22的场线圈电流。
[0062] 作为一个实例,如果该运行指示符包括发动机交流发电机20输出的电压量,则交流发电机运行检测器70可以基于被供应至发动机交流发电机20的场线圈电流和/或来自其他模块的数据来确定该电压量。此外,转换装置控制器74在该电压量大于预定电压阈值(即,该运行阈值)时可以增大向能量转换装置22施加的场线圈电流并且在该电压量小于该预定电压阈值时可以减小向能量转换装置22施加的场线圈电流。
[0063] 通过使用预先存储的控制算法和校准数据,电流计算器82确定能量转换装置22的场线圈电流而不导致电力系统10内发生快速的电压变化。此外,电流计算器82基于能量转换装置22的最大电流极限来控制能量转换装置22的场线圈电流,使得能量转换装置22的场线圈电流被维持在低于该最大电流极限值。
[0064] 参见图4,示出了WHR控制模块56执行的实例控制例程。WHR控制模块56可以在从电力系统10接收电力时执行图4的例程。在102处,该例程确定WHR系统14是否在运行。作为一个实例,WHR控制模块56可以监测膨胀器52从而确定来自来源58的热能是否被转换用于驱动该能量转换装置22。如果WHR系统14没有运行,则该例程返回至102。如果该WHR系统在运行,则在104处例如通过向能量转换装置22供电,该例程可以启动能量转换装置22。
[0065] 在106处,该例程执行转换装置控制例程,这将参见图5来详细描述。在108处,该例程确定WHR系统14是否在运行。在此,该例程监测WHR系统14的输出以确保膨胀器52正在驱动能量转换装置22。如果该WHR系统在运行,则该例程返回至106。如果WHR系统14没有运行,该例程在110处停用该能量转换装置22并且返回至该例程的起点。为了停用能量转换装置22,WHR控制模块56在关掉能量转换装置22之前可以逐渐减小向能量转换装置22施加的场线圈电流,或者WHR控制模块56可以将能量转换装置22的场线圈电流逐渐减小直至其大致为零、但是维持给能量转换装置22的电力,直至WHR控制模块56不再从电力系统10接收电力。
[0066] 参见图5,示出了由WHR控制模块56执行的实例转换装置控制例程。在图4的106处,WHR控制模块56执行图5的例程。在202处,该例程确定发动机交流发电机20的运行指示符。例如,如果运行指示符包括场线圈电流,则WHR控制模块56可以检测被施加到发动机交流发电机20的场线圈电流的量。在204处,该例程确定所确定的运行指示符是否大于或等于运行阈值。如果检测到的运行阈值小于该运行阈值,则该例程进行到206。如果该运行指示符大于或等于该运行阈值,该例程进行到208。
[0067] 在206处,该例程确定能量转换装置22的场线圈电流是否等于零安培。在发动机交流发电机20的运行指示符低于该运行阈值的情况下,可以减小能量转换装置22的场线圈电流,以增大发动机交流发电机20的性能输出。例如,通过增大能量转换装置22的场线圈电流,调节器46可以增大发动机交流发电机20的场线圈电流。如果能量转换装置22的场线圈电流为零,则该例程结束,因为能量转换装置22的场线圈电流不能再减小。如果能量转换装置22的场线圈电流不为零,则在210处该例程推断出能量转换装置22的场线圈电流将被减小。在212处,该例程计算能量转换装置22的场线圈电流,使得发动机交流发电机20的运行指示符增大。在214处,向该能量转换装置施加计算出的场线圈电流。
[0068] 在208处,该例程确定能量转换装置22的场线圈电流是否等于最大电流极限值。如果该场线圈电流等于最大电流极限值,则该例程结束,因为能量转换装置22在以其最大电流极限值运行。如果该场线圈电流不等于最大电流极限值,则在216处该例程推断出能量转换装置22的场线圈电流将被增大以便减小发动机交流发电机20的性能输出。例如,通过增大能量转换装置22的场线圈电流,调节器46可以减小发动机交流发电机20的场线圈电流,使得被发动机交流发电机20输出的电力的量减小。在218处,该例程计算能量转换装置22的场线圈电流,使得发动机交流发电机20的运行指示符减小、而同时将能量转换装置22的场线圈电流维持在低于该最大电流极限值。在214处,向该能量转换装置施加计算出的场线圈电流。
[0069] WHR系统14可以通过向车辆的电力系统10补充电力来减小施加在发动机交流发电机20上的电荷载。通过减小发动机交流发电机20的输出,可以减小用于驱动该发动机交流发电机20的燃料的量。更具体地,虽然燃料可以用于产生WHR系统14所需的排气,但是用于驱动该能量转换装置22的燃料量可以小于驱动发动机交流发电机20所需的燃料量,由此潜在地提高了车辆的燃料效率。
[0070] 另外,车辆的电力系统10由于具有WHR系统14而不需要对发动机驱动的电气系统12的调节器34所执行的电压控制方案进行重新配置。具体而言,通过简单地监测电力系统
10的电压水平而不考虑WHR系统14的运行,发动机驱动的电气系统12继续供应必要的电力以满足该系统的需求。因此,WHR系统14可以被实施用于标准的发动机驱动的电气系统。
[0071] 以上对这些实施例的描述是出于展示和描述的目的提供的。其并不旨在是详尽的或是限制本披露。具体实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该具体实施例,而是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化不应视作是脱离本披露,并且所有这样的改动都旨在包含在本披露的范围之内。
[0072] 提供了多个示例性实施例从而使得本披露是详尽的,并将其范围充分地告知本领域的技术人员。阐述了许多特定的细节,例如特定的部件、装置和方法的示例,以提供对本披露的实施例的详尽理解。对本领域的技术人员来说显然地不必采用特定的细节,而可以用多种不同的形式实施示例性实施例、并且这些特定的细节都不应解释为是对本披露的范围的限制。在一些示例性实施例中,没有详细描述熟知的过程、熟知的装置结构以及熟知的技术。
[0073] 本文所使用的术语仅是出于描述特定示例性实施例的目的而并不旨在限制。如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”可以旨在也包括复数形式,除非上下文清楚地另外指明。术语“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包含性的并且因此指明所陈述的特征、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或加入一个或多个其他的特征、操作、元件、部件和/或它们的集合。在此所描述的这些方法步骤、过程和操作不应当被解释为必须要求它们按所讨论或示出的特定顺序执行,除非特别指出执行顺序。还应当理解的是,可以采用另外的或替代性的步骤。
[0074] 在本申请中,包括以下定义,术语‘模块’或术语‘控制器’可以用术语‘电路’来替换。术语‘模块’可以指代、作为其一部分、或包含:专用集成电路(ASIC);数字、模拟或混合模拟/数字分立电路;数字、模拟或混合模拟/数字集成电路;组合逻辑电路;现场可编程阵列(FPGA);执行代码的处理器电路(共享、专用或群);存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或群);提供所描述功能的其他适合的硬件部件;或以上一些或全部项的组合,如片上系统。
[0075] 该模块可以包括一个或多个接口电路。在一些实施例中,这些接口电路可以包括有线或无线接口,这些接口连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)、或其组合。本披露的任何给定模块的功能可以在经由接口电路相连接的多个模块之间分布。例如,多个模块可以允许荷载平衡。在另外一个实例中,服务器(也称为远程、或)模块可以实现代表客户端模块的一些功能。
[0076] 术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如在此使用的术语计算机可读介质不涵盖传播穿过介质的瞬态电或电磁信号(例如载波上的);术语计算机可读介质因此可以视为有形的且非瞬态的。非瞬态的有形的计算机可读介质的非限制性实例为:非易失性存储器电路(例如闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路、或掩膜只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)、以及光存储介质(例如CD、DVD、蓝光光盘)。
[0077] 本申请中描述的这些设备和方法可以部分地或完全由通过配置通用计算机来执行计算机程序中实现的一个或多个具体功能而创建的专用计算机来实施。以上描述的功能块和流程图要素可以通过有经验的技术人员或程序员的例程工作转移到计算机程序中。
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