CN105658458B - 用于控制充电系统的系统控制器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制充电系统(16)的系统控制器(24)和方法，充电系统设置成给电储能器(12)充电并且具有发电机(20)和机械地与发电机(20)相连接的内燃机(18)。发电机控制器(26)用于控制发电机(20)，发动机控制器(28)用于控制内燃机(18)。此外，存在用于传输消息的传输装置(34)。发动机控制器(28)借助于传输装置(34)与发电机控制器(26)相连接。此外，发动机控制器(28)设计成使得可产生包含关于内燃机(18)的运行状态的说明的消息。该消息可通过传输装置(34)发送给发电机控制器(26)。本发明此外涉及一种具有根据本发明的系统控制器(24)的充电系统(16)以及一种具有根据本发明的充电系统(16)的交通工具(10)。

Description

用于控制充电系统的系统控制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制设置成给电储能器充电的充电系统的系统控制器(Systemsteuerung)和方法。充电系统具有发电机和机械地与发电机相连接的内燃机。本发明此外涉及一种给电储能器充电的充电系统(其具有用于控制充电系统的系统控制器)，以及一种交通工具(Fahrzeug)、尤其水上交通工具，其包含电储能器和用于给电储能器充电的充电系统。
背景技术
交通工具、尤其水上交通工具例如潜艇是普遍已知的，其具有电储能器、例如电池。在电储能器中储存的能量用于给交通工具的不同的耗电器供电。此外，储能器被用于给电动机供电，以借助于电动机驱动交通工具。由于储能器通过其利用持续地发出能量并且在此被放空，需要充电系统用于给该电储能器充电。利用该充电系统产生电能，电能然后被储存在储能器中。那么给储能器充电。
已知的充电系统包括内燃机，在其中燃烧化石燃料、例如柴油，以在内燃机的从动轴处产生扭矩。与内燃机的从动轴机械地连接有发电机。发电机用于将由内燃机所产生的且传输到发电机上的机械能转化成电能。由发电机所产生的电能然后被输入以储存在电储能器中。
通常对于内燃机如此来定义额定功率，即内燃机能够作为最高功率持续地发出该额定功率并且在此确保内燃机的较长的使用寿命。对于一定的在最不利的情况中在内燃机运行时可存在的“最坏情况”条件一次确定该额定功率。由此，可对于应用内燃机的具体运用在所有可期待的情况下实现充电系统的可靠运行。这样的“最坏情况”条件例如是被用于冷却内燃机的冷却液的最不利的温度。用于控制发电机的发电机控制器从储能器的充电控制器(Ladesteuerung)获得具有对于待由发电机提供的输出参数的充电预设(Ladevorgabe)的充电预设信息。这样的输出参数尤其是发电机的输出电压、输出电流或输出功率。发电机控制器向内燃机要求这样的输出功率，从而发电机可满足由充电控制器所要求的充电预设。然而，内燃机被设置成使得如果由发电机控制器要求更高的功率那么内燃机也不发出比额定功率更高的功率。在这样的情况中，发电机因此不获得所需求的内燃机的输出功率，并且不能满足充电控制器自身的充电预设。充电系统因此在其工作效率方面没那么灵活。
发明内容
本发明的目的是实现充电系统(其设置成给电储能器充电并且具有发电机和内燃机)的灵活运行。
该目的根据本发明实施例所述的技术教导来实现。
根据本发明，提出一种用于控制充电系统的系统控制器，其具有用于控制发电机的发电机控制器和用于控制内燃机的发动机控制器。此外，系统控制器包含用于传输消息的传输装置。发动机控制器借助于传输装置与发电机控制器相连接。此外，发动机控制器设计成使得可产生包含关于内燃机的运行状态的说明的消息。该消息可通过传输装置发送给发电机控制器。
根据本发明的用于给电储能器充电的充电系统具有发电机和机械地与发电机相连接的内燃机。此外，其包含根据本发明的系统控制器。
根据本发明的交通工具具有电储能器和根据本发明的充电系统。
在根据本发明的方法中，通过借助于发电机控制器来控制发电机，实现充电系统的控制。借助于发动机控制器来控制内燃机。由发动机控制器产生包含关于内燃机的运行状态的说明的消息。通过用于传输消息的传输装置(其将发动机控制器与发电机控制器相连接)将该消息发送给发电机控制器。
基于本发明有利地实现，发动机控制器与发电机控制器通讯。关于内燃机的运行状态的说明传输到发电机控制器处有利地使其能够在控制发电机时考虑该说明。尤其可使发电机的运行特别好地匹配储能器的要求。根据内燃机的运行状态，例如可来设置充电系统给电储能器充电所需的持续时间、充电系统的输出功率、输出电压和/或输出电流。由此，有利地可实现交通工具应用的高灵活性。关于内燃机的运行状态的说明尤其是关于技术运行状态、特别有利地关于内燃机的当前功率状态的说明。术语传输装置在此有利地包括装置的利用其可在发动机控制器与发电机控制器之间传输消息、也就是说尤其信息的实施形式。例如，传输装置是总线、网络或用于传输信号的导线。消息例如可以电气信号的形式通过传输装置来传输。有利地，系统控制器及其部件、尤其发动机控制器设计成使得其在充电系统的运行中实施其功能。优选地，充电系统构造成使得内燃机的从动轴机械地与发电机相连接。在此，发电机有利地是同步电机，其转子与从动轴相连接。特别有利地，内燃机是柴油发动机。交通工具尤其是水上交通工具。特别有利地，交通工具是潜艇。
在本发明的有利的设计方案中发动机控制器设计成使得可根据至少一个预设的参数可变地确定内燃机的能够发出的最大功率。在此，关于内燃机的运行状态的说明与内燃机的该最大功率相关。因为内燃机的最大功率可变，有利地可进一步提高充电系统的运行和应用的灵活性。优选地，规定的参数包含对于充电系统或其部件中的一个的运行的环境参数或环境条件。
在本发明的特别优选的设计方案中，为内燃机确定额定功率。此外，发动机控制器设计成使得内燃机的最大功率可根据该至少一个预设的参数确定成使得其与额定功率不同、尤其大于额定功率。在此，额定功率尤其是这样的功率，内燃机可作为最高功率持续地发出该功率并且在此确保内燃机的较长的使用寿命。有利地，额定功率针对内燃机的具体应用来确定。对于尤其具有其具体环境条件的该具体应用，额定功率尤其确定成使得内燃机即使在非常不利的条件下也可持续地发出该额定功率。基于本发明的该设计方案，有利地可根据确定的环境条件或参数不同于额定功率地来确定最大功率。这使能够在良好的环境条件下确定大于额定功率的最大功率。由此同样可提高发电机的最大输出参数、例如最大输出电压，这尤其实现了电储能器的更快速的充电。在恶劣的环境条件时可确定这样的最大功率，其小于额定功率。由此将发电机的最大输出参数、尤其其最大输出电压限制到相应较低的水平上。由此，将发电机的最大输出参数、尤其其最大输出电压限制在相应更低的水平上。在此，尽管条件恶劣然而此外也可维持充电系统的运行，即使以较低的工作效率。这有利地确保了充电系统的良好的容错性。
在特别有利的实施方案中，系统控制器、尤其发动机控制器设计成使得在规定的持续时间上可确定最大功率大于额定功率。特别有利地，可在内燃机的所设置的运行持续时间的预设的时间份额上确定最大功率。优选地，所设置的运行持续时间的该时间份额处于运行持续时间的5%与20%之间、尤其为大约10%。由此，有利地可确保避免内燃机的过载并且维持通常的维护间隔。
在另一有利的设计方案中，系统控制器具有用于接收外部控制预设(Steuerungsvorgabe)的接口。此外，该至少一个预设的参数包括用于请求内燃机的最大功率的请求信号。此外，系统控制器设计成使得可基于由其所接收的控制预设产生请求信号。对此，系统控制器有利地包含用于接收具有这样的控制预设的输入信号的接收接口。控制预设尤其是系统控制器的外部操作者的预设。基于该设计，可以以特别简单的方式来调取内燃机的确定的最大功率。外部控制预设尤其可以以系统控制器的输入信号的形式来传输。这些输入信号然后在接口处被接收并且从那里尤其继续传输到发动机控制器和/或发电机控制器处。为了简单起见，接口具有操纵装置、例如键盘的按键，其可由外部操作者操纵。在操纵该操纵装置时，系统控制器产生请求信号。此外，为了接收输入信号，接口与用于传输信号的通讯装置、尤其网络相连接。通过通讯装置，由此有利地可将控制预设输送给系统控制器。由此实现系统控制器的远程控制。
特别有利地，关于内燃机的运行状态的说明与以下参量中的至少一个相关：被抽吸用于内燃机的运行的空气的空气温度；用于冷却内燃机的冷却水的水温；在排出在内燃机的运行中产生的废气时出现的排气背压；在抽吸空气时出现的抽吸负压(Ansaugunterdruck)。所述参量尤其表示环境条件或参数。借助于所述参量，充电系统可特别高效地工作、尤其给电储能器充电。有利地可优化内燃机和/或发电机的工作效率并且同时避免这些部件的过载。这尤其适用于交通工具是水上交通工具、尤其是潜艇的情况。水温那么有利地是水上交通工具所在的海水的水温。在潜艇作为交通工具的情况中，排气背压是重要的参量，因为水下的排气背压特别高。必须抵抗排气背压将废气从交通工具向外排出。在此尤其适用的是，由内燃机输出的功率越高，须抵抗排气背压向外发出的废气越多。根据应用，排气背压可能非常高。此外可能，排气背压例如由于不一样高的波浪而剧烈变化。这尤其对内燃机和发动机控制器提出了相应较高的要求。在应用废气再处理时也可能出现高的排气背压。尤其在管路横截面较小时，排气背压可比较重要。如果交通工具是潜艇，那么抽吸负压同样尤其重要。潜艇通常具有进气管，通过其来抽吸空气。如果进气管在潜艇运行时应进入水下，其短暂关闭，由此抽吸负压升高。抽吸负压对于内燃机的运行、尤其工作效率不利。有利地，发动机控制器设计成使得其尤其在确定内燃机的最大功率时考虑抽吸负压。特别有利地，借助于传感器来测定上述参量。其信号或测量结果例如在接口处被输送给系统控制器。优选地，可借助于上述参量中的一个或多个特别可靠地来确定内燃机的最大功率。这些参量中的一个或多个在该情况中有利地相应于利用其可确定内燃机的能够发出的最大功率的该至少一个参数。
特别优选地，发电机控制器设计成使得可根据预设的发电机最大电流和关于内燃机的运行状态的说明调整待由发电机产生的发电机输出电压。由此有利地能够保护发电机免受过高的发电机电流损害并且同时在考虑内燃机的运行状态的情况下允许合适的发电机输出电压、也就是说用于给储能器充电的充电电压。
根据本发明的另一有利的实施形式，发电机控制器具有用于接收充电预设-输入信号的接口。该充电预设-输入信号包含用于控制电储能器的充电的储能器-充电控制器的充电预设信息。在此，发电机控制器设计成使得可根据该充电预设信息调整待由发电机产生的发电机输出电压。由此，发电机控制器可使发电机的运行方式有利地非常精确地与充电控制器和储能器的要求相匹配。
优选地，关于内燃机的运行状态的说明是关于内燃机的功率储备的说明。这样的说明可由发电机控制器有利地特别好地且有效地用于根据内燃机的可用功率能力最佳地操控发电机。特别有利地，功率储备与内燃机的之前确定的可发出的最大功率相关。功率储备尤其由之前确定的可发出的最大功率与内燃机的当前取用的功率之间的差得出。优选地可使功率储备与用于使内燃机运行的燃料的喷射量相关联。优选地，在该情况中功率储备由可喷入内燃机的燃烧室中以能够发出内燃机的确定的最大功率的最大喷射量与当前被喷入燃烧室中以发出内燃机的当前取用的功率的当前喷射量的差得出。有利地，发电机控制器设计成使得可根据内燃机的功率储备确定发电机的输出参数中的一个(也就是说尤其其输出功率或输出电压)的最大值。
特别有利地，发动机控制器设计成使得功率储备可确定为关于所确定的内燃机的最大功率的相对功率储备。在本发明的该设计方案中，发电机控制器可设计成使得在需要时可由发电机且因此由内燃机发出较高的功率，直到内燃机的相对功率储备小于规定的第一极限值、例如5%。由此有利地保证，在需要时可将待由内燃机发出的输出功率提升直至接近功率储备的极限，而不实际达到功率储备的该极限。优选地，维持较小的安全范围。
在另一有利的设计方案中，发电机控制器设计成使得一旦内燃机的相对功率储备小于预设的第二极限值、例如3%，可减少发电机输出功率和因此由内燃机发出的输出功率，其中，第二极限值小于第一极限值。由此，有利地确保不会超过内燃机的功率储备的极限值。通过减小内燃机的输出功率来增大对于功率储备的实际极限的安全范围。
附图说明
本发明的另外的有利的实施形式和优点由实施例的接下来的说明得出，其中，参考附图。其中：
图1显示了以潜艇的形式的根据本发明的交通工具的一实施例的示意图，该交通工具具有包含根据本发明的系统控制器的根据本发明的充电系统，以及
图2显示了根据本发明的方法的一实施例的流程图的示意图。
具体实施方式
如果没有另外说明以下对于相同的或起相同作用的元件使用相同的附图标记。
图1显示了根据本发明的交通工具的一实施例的示意图。该交通工具在该实施例中是潜艇10。然而，本发明同样可应用在其它交通工具中。潜艇10包含作为电储能器的电池12和充电控制器14，其与电池12相连接。电池12用于潜艇10的供电。电池12尤其用于给电动机供电，利用该电动机可驱动潜艇10。充电控制器14用于控制电池12、尤其用于控制以电能给电池12充电。
潜艇10此外具有充电系统16，其用于产生可储存在电池12中的电能。充电系统16包含内燃机18和与电池12电连接的发电机20。内燃机18在该实施例中是柴油发动机，其被供应以柴油燃料。柴油燃料储存在油箱中。内燃机18具有从动轴22，其机械地与发电机20相连接。发电机20在此是同步电机，其转子处于从动轴22上。在充电系统16的运行中，从动轴22旋转并且驱动发电机20的转子。通过发电机20的转子的旋转，其产生通过整流器被输送给电池12的电流。由此给电池12充电。
此外，充电系统16包含用于控制充电系统16的系统控制器24。该系统控制器24具有用于控制发电机20的发电机控制器26和用于控制内燃机18的发动机控制器28。发电机控制器26包含用于接收和发出信号的接口30而发动机控制器28包含用于接收和发出信号的接口32。接口32与内燃机18、也就是说尤其内燃机18的多个部件(例如传感器和执行器)以及总线34相连接。接口30与发电机20、也就是说尤其发电机20的多个部件(例如传感器和执行器)以及总线34相连接。总线34是用于传输消息的传输装置。总线34在该实施例中尤其将发动机控制器28与发电机控制器26连接，使得发动机控制器28可通过总线34将包含关于内燃机18的运行状态的说明的消息发送给发电机控制器26。代替总线34，也可在充电系统16中设置其它传输装置，例如在各个部件之间的网络或双向连接。
此外，系统控制器24具有接口36，通过接口36可与外部的部件交换消息、尤其信号。接口36有利地与在潜艇10内的网络相连接，通过该网络潜艇的不同部件可相互通讯。尤其可通过接口36实现系统控制器24的远程控制。
系统控制器24通过接口36有利地与潜艇10的多个传感器、执行器和另外的控制器相连接。代表该多个传感器、执行器和另外的控制器，图1显示了传感器38，其在该实施例中布置在潜艇10之内。传感器38在此是用于检测潜艇10浮在其中的海水的温度的温度传感器。传感器38直接放置在水进口(在其处海水例如为了冷却可受控地被放入潜艇10中)处。然而同样可将传感器安装在潜艇10中的另一部位处、尤其在潜艇10的外侧处。由这样的控制器和/或传感器可将尤其测量参量和/或计算值等传输给系统控制器24，这些测量参量和/或计算值在系统控制器24内被分配到发动机控制器28和/或发电机控制器26处以继续处理。这样的测量参量和/或计算值等表示规定的参数，其尤其由发动机控制器28用于测定内燃机18的运行状态。特别有利地，这样的测量参量和/或计算值等由发动机控制器28用于确定内燃机18的最大功率。内燃机18应根据规定的参数、也就是说尤其测量参量和/或计算值等最大地发出所确定的该最大功率。这意味着，内燃机18的最大功率可根据规定的参数中的至少一个有利地可变地确定。最大功率或者由其导出的其它状态参量优选地用于发动机控制器28以测定或确定内燃机18的运行状态。有利地，运行状态由此同样可根据规定的参数中的至少一个变化。
发动机控制器设计成使得其可根据测量参量和/或计算值等确定内燃机18的最大功率。这样的测量参量和/或计算值等特别有利地由在潜艇10周围的环境条件得出、尤其由包围潜艇10的且被用于潜艇10或其部件中的一个的运行的介质或元件的条件或情况得出。这样的元件或介质的示例是位于潜艇10所浮在的水之上的空气以及包围潜艇10的海水。这样的测量参量和/或计算值的示例是被用于在内燃机18中的燃料的燃烧的空气的温度。该空气温度借助于传感器来测量。通过向上从水中伸出的进气管将空气抽吸到潜艇10的内部中。在此，可能出现负压，其对于内燃机18的运行状况是相关的。该压力越小，这对于内燃机18越坏。尤其如果进气管的上开口在水下(例如在浪较强时)，那么产生抽吸负压，并且关闭进气管的开口。测量或以其它方式来测定抽吸负压，并且通知发动机控制器以确定内燃机18的最大功率。用于确定最大功率的另一测量参量是用于冷却内燃机18的冷却水的水温。在该情况中，冷却水是包围潜艇10的海水。测量海水的温度，并且将得到的测量信号传输到发动机控制器处。由传感器测定的且由发动机控制器28用于确定内燃机18的最大功率的另一测量参量是排气背压。排气背压大致相应于在从潜艇中排出时阻挠废气的压力。排气背压的该大小对于当前应用在潜艇中的情况特别重要，因为排气背压特别高并且会剧烈波动。在此，内燃机18以合适的方式设计用于这样高的排气背压。
因为可使内燃机18的最大输出功率有利地根据预设的参数变化，其不限于内燃机18的一次确定的额定功率。而是如果测量参量和/或计算值等作为预设的参数具有有利的值，那么所确定的最大功率尤其可被确定成大于额定功率。例如，当冷却水的水温较低时，是这种情况。那么，冷却水能够在内燃机18更高的功率输出下更好地导出产生的更高的热量。如果排气背压较低，那么例如同样是这种情况。在内燃机18的功率输出更高时产生更多的废气，其须被向潜艇10外排出。如果排气背压以合适的方式较低，可更简单地排出更大量的废气。在反过来的不利的测量参量和/或计算值等作为规定的参数的情况中，最大功率有利地可确定成低于额定功率。充电系统16因此即使在不利的情况中当还以较低的工作效率时也能够提供充电能量给电池12充电。
特别有利地，发动机控制器28设计成使得其确定内燃机18的功率储备。该功率储备由所确定的最大功率与当前由内燃机18调取的输出功率的差得出。功率储备可由发动机控制器优选地作为关于所确定的最大功率的相对功率储备来确定。
在该实施例中，接口36此外包括以键盘40的形式的局部输入单元，通过键盘40可由系统控制器24的外部操作者输入控制预设以控制充电系统16。有利地，这样的控制预设是预设的参数，利用该参数可要求内燃机18的确定的最大功率。有利地，系统控制器24设计成使得倘若系统控制器24例如通过键盘40或者借助于通过接口36的远程控制确定相应的控制预设的输入其产生请求信号以请求内燃机18的确定的最大功率。在该实施例中，充电系统16以所要求的内燃机18的最大功率的运行被称为加强模式。术语加强模式适用于内燃机18以高于额定功率的确定的最大功率运行的情况，其也适用于所确定的最大功率低于额定功率的情况。
充电控制器14通过接口36与系统控制器24相连接。通过总线34使充电控制器14能够与发电机控制器26通讯。充电控制器14尤其可通过该连接将对供给电池12充电使用的发电机输出电压和/或的输出功率的预设传输给发电机控制器26。备选地或附加地，为了传输消息可将充电控制器14直接与发电机控制器26的接口30连接。
在此，发电机控制器26有利地设计成使得其根据由发动机控制器28确定的和/或测定的内燃机18的运行状态确定待由发电机20产生的发电机输出参量、尤其发电机输出电压或发电机输出功率。对此，由发动机控制器28产生包含关于运行状态的说明的消息。通过总线34将该消息发送给发电机控制器26。在该实施例中，发电机控制器26附加地根据预设的最大发电机输出电流确定发电机输出参量。该最大发电机输出电流尤其由发电机20的结构来确定。
图2显示了根据本发明的用于控制充电系统16的方法的一实施例的流程图的示意图。按照根据本发明的方法的实施例，尤其详细地说明了根据本发明的潜艇10和充电系统16以及根据本发明的系统控制器24的运行方式和功能性。尤其阐述了发动机控制器28和发电机控制器26的功能性。
根据本发明的方法的该实施例在步骤100中开始。在步骤102中，充电控制器14通过接口36和总线34将用于电池12充电的电压要求传输到发电机控制器26处。在步骤104中，发电机控制器26在其接口30处接收充电控制器14的电压要求并且将发电机20操控成使得发电机20产生所要求的输出电压并且在其输出处发出。在此，发电机控制器26监控发电机20，从而不超过最大发电机电流。为了产生所要求的发电机输出功率，发电机20需要内燃机18的合适的输出功率，通过内燃机18来驱动发电机20的转子。
因此，在步骤106中发机26将具有对于由内燃机18所要求的输出功率的说明的消息传输到发动机控制器28处。在步骤108中，发动机控制器28将内燃机18控制成使得其提供所要求的输出功率。在此，发动机控制器28将内燃机18控制成使得其最大地发出所确定的额定功率。如果由发电机控制器26所要求的输出功率超过内燃机18的额定功率，尽管如此由内燃机18最大地提供额定功率。如果由内燃机18所产生的额定功率对于发电机20来说应不足以产生所要求的输出功率，则至少部分地不满足由充电控制器14所传输的发电机20的要求。由此，比由充电控制器14所要求的更慢地给电池12充电。
在步骤110中，由系统控制器24的操作者在键盘40处或通过接口36来输入控制预设，即充电系统16应过渡到加强模式中。这意味着，内燃机18的最大输出功率现在根据预设的参数、尤其确定的环境条件来确定。随后，系统控制器24产生用于要求内燃机18的最大功率的请求信号。接下来在步骤112中将请求信号传输到发动机控制器28和发电机控制器26处。在步骤114中，例如借助于传感器和必要时用于检测环境条件的其它检测器件等来检测测量参量和/或计算值等作为预设的参数并且传输到发动机控制器28处。在步骤116中，发动机控制器28确定内燃机18的最大功率，其与所传输的预设的参数、尤其测量参量和/或计算值等相关。此外，发动机控制器28确定内燃机28的相对功率储备，其中，该功率储备与所确定的最大功率相关。优选地，此外发动机控制器设置加强特性曲线用于内燃机18在加强模式中的运行。在步骤118中，发动机控制器28产生包含关于功率储备的说明的消息。在此，功率储备相应于内燃机18的运行状态。接着，发动机控制器28将具有关于之前所确定的相对功率储备的说明的消息通过总线34传输到发电机控制器26处。
在步骤120中，发电机控制器26检查由发动机控制器28发送的功率储备是否小于第一极限值。如果不小于第一极限值，那么允许发电机控制器26在步骤122中在需要时、也就是说尤其根据充电控制器14的要求提高发电机20的输出功率。接下来在步骤124中检查此外是否要求加强模式。如果不要求加强模式，则根据该实施例的方法来到步骤126，在该步骤中发动机控制器将内燃机18的最大输出功率确定到额定功率上。额定运行特性曲线被用作用于内燃机18的运行的特性曲线。如果在步骤124中的询问中确定此外要求加强模式，则该方法返回至步骤120，在步骤120中重新检查所传输的功率储备是否小于第一极限值。
如果在步骤120中确定所传输的功率储备小于第一极限值，那么在步骤128中保持发电机20的输出功率恒定。如果根据充电控制器14的要求需要发电机20的更高的输出功率，那么也不允许发电机输出功率的进一步提高。接着在步骤130中询问功率储备是否小于第二极限值。在此，第二极限值小于第一极限值。如果功率储备不小于第二极限值，则该方法来到步骤124。如果功率储备小于第二极限值，则进行步骤132，在步骤132中减小发电机20的输出功率。接着，以步骤124继续该方法。

Claims (18)

1.一种用于控制充电系统(16)的系统控制器(24)，所述充电系统设置成给电储能器(12)充电并且具有发电机(20)和内燃机(18)，所述内燃机(18)机械地与所述发电机(20)相连接，所述系统控制器具有：
- 用于控制所述发电机(20)的发电机控制器(26)，
- 用于控制所述内燃机(18)的发动机控制器(28)，
- 用于传输消息的传输装置(34)，其中，所述发动机控制器(28)借助于所述传输装置(34)与所述发电机控制器(26)相连接，并且
- 所述发动机控制器(28)设计成使得能够产生包含关于所述内燃机(18)的运行状态的说明的消息，并且所述消息能够通过所述传输装置(34)发送给所述发电机控制器(26)；
- 所述发动机控制器(28)设计成使得能够根据至少一个预设的参数可变地确定所述内燃机(18)的能够发出的最大功率，并且关于所述内燃机(18)的运行状态的说明与所述内燃机(18)的该最大功率相关；
- 对于所述内燃机(18)确定额定功率，并且所述发动机控制器(28)设计成使得根据该至少一个预设的参数，所述内燃机(18)的最大功率能够确定成使得其与所述额定功率不同。
2.根据权利要求1所述的系统控制器，其特征在于，其设计成使得在预设的持续时间上能够确定最大功率大于所述额定功率。
3.根据权利要求2所述的系统控制器，其特征在于，其设计成使得在所述内燃机的所设置的运行持续时间的预设的时间份额上能够确定最大功率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统控制器，其特征在于，所述系统控制器(24)具有用于接收外部控制预设的接口(36,40)，并且该至少一个预设的参数包括用于请求所述内燃机(18)的最大功率的请求信号，其中，所述系统控制器(24)设计成使得其基于由其所接收的控制预设产生所述请求信号。
5.根据权利要求4所述的系统控制器，其特征在于，所述控制预设来自所述系统控制器(24)的外部操作者。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的系统控制器，其特征在于，关于所述内燃机(18)的运行状态的说明与以下参量中的至少一个相关：被抽吸用于所述内燃机(18)运行的空气的空气温度；用于冷却所述内燃机(18)的冷却水的水温；在排出在所述内燃机(18)的运行中产生的废气时出现的排气背压；在抽吸空气时出现的抽吸负压。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的系统控制器，其特征在于，所述发电机控制器(26)设计成使得待由所述发电机(20)产生的发电机输出电压根据预设的发电机最大电流和关于所述内燃机(18)的运行状态的说明能够调整。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的系统控制器，其特征在于，所述发电机控制器(26)具有用于接收充电预设-输入信号的接口(30)，所述充电预设-输入信号包含用于控制所述电储能器(12)的充电的储能器-充电控制器(14)的充电预设信息，其中，所述发电机控制器(26)设计成使得待由所述发电机(20)产生的发电机输出电压根据该充电预设信息能够调整。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的系统控制器，其特征在于，关于所述内燃机(18)的运行状态的说明包含关于所述内燃机(18)的功率储备的说明。
10.根据权利要求9所述的系统控制器，其特征在于，所述发电机控制器(28)设计成使得所述功率储备能够确定为关于所述内燃机(18)的所确定的最大功率的相对功率储备。
11.根据权利要求10所述的系统控制器，其特征在于，所述发电机控制器(26)设计成使得能够由所述发电机(20)发出较高的功率直到所述内燃机(18)的相对功率储备小于规定的第一极限值。
12.根据权利要求11所述的系统控制器，其特征在于，所述发电机控制器(26)设计成使得一旦所述内燃机(18)的相对功率储备小于规定的第二极限值则能够减少发电机输出功率，其中，所述第二极限值小于所述第一极限值。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的系统控制器，其特征在于，所述发动机控制器(28)设计成使得根据该至少一个预设的参数，所述内燃机(18)的最大功率能够确定成使得其大于所述额定功率。
14.一种用于给电储能器(12)充电的充电系统(16)，其具有：发电机(20)和内燃机(18)，所述内燃机机械地与所述发电机(20)相连接；以及根据前述权利要求中任一项所述的系统控制器(24)。
15.一种交通工具(10)，其具有电储能器(12)和根据权利要求14所述的充电系统(16)。
16.根据权利要求15所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具(10)为水上交通工具。
17.一种用于控制充电系统(16)的方法，所述充电系统设置成给电储能器(12)充电并且具有发电机(20)和内燃机(18)，所述内燃机(18)机械地与所述发电机(20)相连接，并且在所述方法中：
- 借助于发电机控制器(26)来控制所述发电机(20)，
- 借助于发动机控制器(28)来控制所述内燃机(18)，并且
- 由所述发动机控制器(28)产生包含关于所述内燃机(18)的运行状态的说明的消息，并且将该消息通过用于传输消息的传输装置(34)发送给所述发电机控制器(26)，所述传输装置(34)将所述发动机控制器(28)与所述发电机控制器(26)连接；
- 所述发动机控制器(28)设计成使得能够根据至少一个预设的参数可变地确定所述内燃机(18)的能够发出的最大功率，并且关于所述内燃机(18)的运行状态的说明与所述内燃机(18)的该最大功率相关；
- 对于所述内燃机(18)确定额定功率，并且所述发动机控制器(28)设计成使得根据该至少一个预设的参数，所述内燃机(18)的最大功率能够确定成使得其与所述额定功率不同。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述发动机控制器(28)设计成使得根据该至少一个预设的参数，所述内燃机(18)的最大功率能够确定成使得其大于所述额定功率。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074868A (zh) * 1991-10-04 1993-08-04 曼内斯曼股份公司 用于机动车的驱动装置
EP2033837A2 (de) * 2007-08-31 2009-03-11 Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH Wasserfahrzeug mit einer Mehrzahl von Energiespeichern
CN201268288Y (zh) * 2008-09-03 2009-07-08 上海通用汽车有限公司 一种整车电源管理装置
CN201427519Y (zh) * 2009-07-01 2010-03-24 李守伟 一种混合动力车
CN101875294A (zh) * 2010-01-19 2010-11-03 靳北彪 油电式电动车辆

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61175247A (ja) * 1985-01-29 1986-08-06 Toyota Motor Corp 発電機の出力制御装置
US5030898A (en) * 1990-03-30 1991-07-09 General Electric Company Variable voltage limit control for an electric propulsion system
DE4205770C2 (de) * 1992-02-21 1994-05-05 Mannesmann Ag Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, elektrischem Generator und Elektromotor
US5635817A (en) * 1995-04-24 1997-06-03 Shiska; Theodore Vehicle battery charging system
US5797110A (en) * 1995-11-17 1998-08-18 Eaton Corporation Engine torque control
DE19710082A1 (de) * 1997-03-12 1998-10-01 Deere & Co Antriebssystem für Nutzfahrzeuge
DE19739565B4 (de) * 1997-09-10 2007-09-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Drehmoments einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs
JP3341659B2 (ja) * 1997-12-05 2002-11-05 日産自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
US6052638A (en) * 1998-02-20 2000-04-18 Eaton Corporation Engine flywheel torque control
US6338391B1 (en) * 1999-03-01 2002-01-15 Paice Corporation Hybrid vehicles incorporating turbochargers
US6589136B2 (en) * 2001-03-06 2003-07-08 Deere & Company Engine power boost control system
JP3940284B2 (ja) * 2001-10-24 2007-07-04 ヤマハマリン株式会社 推進用エンジンを備えた船舶のバッテリ充電残量維持装置
US6752125B2 (en) * 2001-12-19 2004-06-22 Caterpillar Inc Method and apparatus for controlling an engine
US7010417B2 (en) * 2002-12-03 2006-03-07 Cummins, Inc. System and method for determining maximum available engine torque
DE10257557A1 (de) 2002-12-10 2004-07-01 Robert Bosch Gmbh Steuergerät für eine Brennkraftmaschine
US20050229838A1 (en) * 2003-07-07 2005-10-20 Lyons Robert J Aircraft secondary electric load controlling system
US7104349B2 (en) * 2004-01-26 2006-09-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The United States Environmental Protection Agency Hybrid powertrain motor vehicle with homogenous charge compression ignition (HCCI) engine, and method of operation thereof
US7297899B2 (en) * 2004-06-01 2007-11-20 Illinois Tool Works Inc. Operating parameter dependent variable output welding-type apparatus
JP4192873B2 (ja) * 2004-07-20 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載する自動車
JP2006138287A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関駆動発電設備の制御装置
JP2008189090A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Denso Corp 車両用制御装置
DE102008049225A1 (de) * 2008-09-27 2010-04-01 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung eines Betriebs eines Verbundes aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator in einem seriellen Hybridantrieb
DE112008004034T5 (de) * 2008-11-05 2011-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs
US20130236331A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Clark Equipment Company Compressor and controller with altitude compensation
US20150046009A1 (en) * 2012-03-21 2015-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074868A (zh) * 1991-10-04 1993-08-04 曼内斯曼股份公司 用于机动车的驱动装置
EP2033837A2 (de) * 2007-08-31 2009-03-11 Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH Wasserfahrzeug mit einer Mehrzahl von Energiespeichern
CN201268288Y (zh) * 2008-09-03 2009-07-08 上海通用汽车有限公司 一种整车电源管理装置
CN201427519Y (zh) * 2009-07-01 2010-03-24 李守伟 一种混合动力车
CN101875294A (zh) * 2010-01-19 2010-11-03 靳北彪 油电式电动车辆

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