CN106103912A - 允许全局优化控制的增强型废热回收系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种废热回收系统和控制系统以及控制废热回收系统和控制系统的方法。废热回收系统和控制系统包括泵、换热器、膨胀器、冷凝器、多个传感器以及控制器。换热器与内燃机的排气装置热连通。冷凝器与膨胀装置和泵热连通。多个传感器与废热回收系统连通。控制器与多个传感器通信。响应于从多个传感器得到的信息，控制器基于废热回收系统模型计算废热回收系统的效率并实施一组控制输入以在废热回收系统上实施该计算的效率。

Description

允许全局优化控制的增强型废热回收系统和方法

优先权要求

本申请要求2014年3月21日提交的美国临时申请第61/968,513号的优先权的权益，其内容全部以参见的方式纳入本文。

发明领域

本发明涉及能源回收系统，并且更具体地说，涉及用于内燃机的废热回收系统的控制。

发明背景

传统内燃机通常具有有限的制动热效率(BTE)。被内燃机使用的在燃烧过程期间释放的能源仅部分转化成有用功。在燃烧过程期间释放的能源的大部分作为废热被抛弃到内燃机的周围环境。废热通常通过使用内燃机的冷却系统和排气系统来分散到内燃机的周围环境。内燃机效率单独(不考虑任何功率传输损耗)通常不超过约50％。

作为废热被抛弃到周围环境中的能量的量与内燃机的油耗成比例。进一步地，作为废热被抛弃的能量的量与内燃机效率成反比。随着燃油成本增加以及排放法规变得越来越严格，提高内燃机效率的新技术广受欢迎。

图1示意性地示出了用于技术上已知的内燃机112的废热回收(WHR)系统110。WHR系统110与内燃机112驱动配合并流体连通。WHR系统110的一部分通过机械连接114与内燃机112的一部分驱动配合。WHR系统110可利用有机朗肯循环；然而，应当理解，其它热力学循环也可用于WHR系统110。应当理解，WHR系统110的部件、内燃机112的部件以及用于WHR系统110的工作流体可适合用于其它热力学循环。内燃机112包括涡轮增压器115。通常，内燃机112用作车辆(未示出)的动力源；然而，应当理解，内燃机112可用于其它应用中，诸如用于固定式发电应用中。

WHR系统110包括泵116、换热器118、膨胀器120、冷凝器122以及多条流体管路124。泵116与换热器118和冷凝器122流体连通。膨胀器120与冷凝器122和换热器118流体连通。WHR系统110是采用液体-蒸汽相变以将热能转化成动力的闭路热力学装置。应当理解，WHR系统110可包括未在图1中示出的额外部件，例如但不限于工作流体储存器、多个阀以及与控制系统通信的多个传感器。多条流体管路124便于流体连通出现在部件116、118、120、122的每个之间，并且可包括多条预成形刚性管、柔性管路或形成在每个部件116、118、120、122中的一部分内的管路。

换热器118便于在内燃机112的排气管路126与便于部件之间流体连通的多条管路124中的一部分之间的热连通。应当理解，换热器118可包括多个换热器。换热器118在技术上是传统的并且众所周知的，并且也可被称为蒸发器。当工作流体经过换热器118的一部分时，工作流体由通过流经排气管路126的尾气传给工作流体的能量加热并蒸发。由于多条流体管路124的一部分与排气管路126之间的热连通，工作流体在气态下离开换热器118。

任何WHR系统或例如上述WHR系统110的效率强烈取决于WHR系统内所采用的工作条件。影响效率的最显著条件是温度和压力。因为大多数WHR系统是固定式的，所以用于WHR系统的热源通常是恒定的并且WHR系统暴露于的工作条件中的很多是固定的。为了使在诸如车辆应用之类的移动应用中从热源回收的能量的量最大，WHR系统的工作条件应该时刻适应于热源，这将呈现温度变化和流量变化。

因此必须采用恰当的控制策略。WHR系统的每个子系统具有其自身动力学以及最优工作范围和系统状态，并且大多数子系统具有可以被操作成将子系统动态驱动到给定状态的一个或多个控制变量。通常，每个子系统被控制以得到该具体子系统的良好工作条件(例如，进料泵速度被调节以控制蒸发温度，并且膨胀器的转速被调节以改变WHR系统内的压力)。然而，所有这些子系统要么由于工作流体要么通过机械连接联接在一起。因此，大多数控制输入影响整个系统。总体系统的最高效率因此仅当所有控制输入被正确设定时才达到。这种任务需要的是系统的全局优化。

优化WHR系统的标准实践是要么仅控制进料泵的速度要么控制进料泵和膨胀器的速度以调节WHR系统内的蒸发温度和压力。在第二种情况是可能的情况下，例如在固定式应用中，膨胀器通常联接到发电机。然而，温度和压力所用的多个设定点通常使用试错法和操作员推测来确定。

在来自Applied Energy 88(2011)2183–2190的S.Quoilin、R.Aumann、A.Grill、A.Schuster、V.Lemort、H.Spliethoff的题为“Dynamic Modeling and Optimal ControlStrategy of Waste Heat recovery Organic Rankine Cycles”的文章中，目标是为用在温度和质量流量上变化的热源工作的小规模有机朗肯循环定义控制策略。为此，对给定的静态热源，优化该循环的工作条件。这得到蒸发温度和过热温度的设定点，该设定点又转换成PI控制器的膨胀器速度和泵流量设定点。在公开的专利申请号WO2011137980和US2011203278中也描述了这个相同方法。该方法聚焦于固定式应用的有机朗肯循环，其中，膨胀器连接到发电机，该发电机又通过使用逆变器连接到电网。

在公开专利申请号US2011203278中，有机朗肯循环的最优效率通过在改变控制输入时测量输出功率以及因此计算效率来查找。在有机朗肯循环的运行期间，最优效率基于所学习或所查找的输入值跟踪。正如前面提到的解决方案，它仅用于稳态运行。

此外，如果WHR系统的热源和/或冷却也可被控制，则问题甚至更复杂。如果应用的总工作循环是已知的，或者如果内燃机的未来运行条件可以预测，则整个工作循环上的效率也应被考虑。

有利的是，开发出一种内燃机的废热回收系统和控制器，该控制器实施提高内燃机的效率的控制策略并且始终基于加热和冷却废热回收系统的能力的波动来改变控制策略。

发明内容

目前由本发明提供的内燃机的废热回收系统和控制器，该控制器实施提高内燃机的效率的控制策略并且始终基于加热和冷却废热回收系统的能力的波动来改变控制策略。

在一个实施例中，本发明涉及一种废热回收系统和控制系统以及控制废热回收系统和控制系统的方法。废热回收系统和控制系统包括泵、换热器、膨胀装置、冷凝器、多个传感器以及控制器。换热器与泵流体连通并且与内燃机的排气装置热连通。膨胀装置与换热器流体连通。冷凝器与膨胀装置和泵热连通。多个传感器与废热回收系统连通。控制器与多个传感器通信。响应于从多个传感器得到的信息，控制器基于废热回收系统的模型计算废热回收系统的效率并实施一组控制输入以在废热回收系统上实施计算效率。

在另一实施例中，本发明涉及一种控制用于内燃机的废热回收系统和控制系统的方法。该方法包括以下步骤：提供废热回收系统，提供控制系统，从多个传感器得到信息，使用控制器基于废热回收系统模型计算废热回收系统的效率，以及实施一组控制输入以在废热回收系统上实施计算效率。废热回收系统包括泵、与泵流体连通并且与内燃机的排气装置热连通的换热器、与换热器流体连通的膨胀装置、以及与膨胀装置和泵热连通的冷凝器。控制系统包括与废热回收系统连通的多个传感器以及与多个传感器通信的控制器。

当根据附图阅读时，本发明的各个方面对本领域的技术人员来说从以下优选实施例的详细描述中将变得显而易见。

附图说明

当根据附图考虑时，以上及本发明的其它优点对本领域的技术人员来说从以下详细描述中将变得显而易见，附图中：

图1是根据现有技术的组合式内燃机和废热回收系统的示意图；以及

图2是根据本发明实施例的包括控制器的组合式内燃机和废热回收系统的示意图。

具体实施方式

应该理解，除了明确指定相反的地方外，本发明可假设各种可替代方向及步骤顺序。还应该理解，附图中所示及以下说明书中所述的具体设备和过程仅仅是本文限定的发明构思的示例性实施例。因此，除非明确指出，否则关于所公开的实施例的具体尺寸、方向或其它物理特征不应理解为限制性。

图2示意性地示出了用于内燃机202的废热回收(WHR)系统200。WHR系统200和内燃机202与控制系统203通信。WHR系统200与内燃机202驱动配合并流体连通。WHR系统200的一部分通过比率适配装置204与内燃机202的一部分驱动配合。WHR系统200可利用有机朗肯循环；然而，应当理解，其它热力学循环也可用于WHR系统200。应当理解，WHR系统200的部件、内燃机202的部件以及用于WHR系统200的工作流体可适于用于其它热力学循环。内燃机202包括涡轮增压器206。通常，内燃机202用作车辆(未示出)的动力源；然而，应当理解，内燃机202可用于其它应用中，诸如用于固定式发电应用中。

内燃机202包括主体部分208、涡轮增压器206以及发动机输出装置210。主体部分208通过主体部分208的进气装置212和排气装置214与涡轮增压器206流体连通。主体部分208与发动机输出装置210驱动配合。内燃机202可以是可装有涡轮增压器的任何类型的内燃机。

主体部分208至少包括发动机缸体；然而，应当理解，主体部分208还可包括通常用于内燃机的部件，诸如多个阀、多个活塞、至少一个曲柄轴、多根连杆、离合装置、比率适配装置、燃油输送系统、点火系统以及冷却系统。

涡轮增压器206包括涡轮部分216、压缩机部分218以及轴220。涡轮部分216和压缩机部分218与轴220驱动配合。如技术上已知的，涡轮部分216由尾气通过排气装置214驱动。涡轮部分216与压缩机部分218驱动配合以提供压缩空气给进气装置212。

涡轮部分216包括附连到旋转设置在壳体(未示出)中的转子(未示出)的多个叶片(未示出)。转子固定到轴220。在内燃机202运行期间，存在于离开主体部分208的排气装置214的尾气中的能量传给多个叶片，并且因此传给转子和轴220。在离开涡轮部分216之后，废气仍在与涡轮部分216流体连通的排气管路222内。

压缩机部分218包括旋转设置在壳体(未示出)的叶轮(未示出)。叶轮固定到轴220。在内燃机202运行期间，能量通过由轴220驱动的叶轮的旋转传给壳体中的空气，由此提高在主体部分208的进气装置212处的空气压力。

发动机输出装置210是由主体部分208驱动的机械部件。发动机输出装置210可以是车辆动力传动系统或车辆动力传动系统的一部分，诸如驱动轴、变速器或飞轮。或者，应当理解，发动机输出装置210例如可仅仅便于主体部分208与发电机的一部分之间的驱动配合。

WHR系统200包括泵224、换热器226、膨胀器228、冷凝器230、膨胀器旁路232、多条流体管路234以及换热器旁路235。泵224与换热器226和冷凝器230流体连通。膨胀器228与冷凝器230和换热器226流体连通。膨胀器旁路232允许膨胀器228选择性地从WHR系统200去除。WHR系统200是采用液体-蒸汽相变以将热能转化成动力的闭路热力学设备。应当理解，WHR系统200可包括未在图2中示出的额外部件，例如但不限于工作流体储存器、多个阀以及与控制系统203通信的额外传感器。多条流体管路234便于流体连通出现在部件224、226、228、230、232、234的每个之间，并且可包括多条预成形刚性管、柔性管路或形成在部件224、226、228、230、232、234的每个的一部分内的管路。

泵224通过多条流体管路234的一部分将用于WHR系统200的工作流体从冷凝器230转移到换热器226。泵224在技术上是传统的且众所皆知的。泵224可以是设计成转移液态工作流体的电动泵。或者，应当理解，泵224可以由主体部分208、涡轮增压器206或膨胀器228的旋转部件机械驱动。

换热器226便于排气管路222与多条流体管路234的一部分之间的热连通。应当理解，换热器226可包括多个换热器。换热器226在技术上是传统的并且众所周知，并且也可被称为蒸发器。换热器226包括换热器旁路235。当工作流体经过换热器226的一部分时，工作流体由通过流经排气管路222的尾气传给工作流体的能量加热并蒸发。由于多条流体管路234的一部分与排气管路222之间的热连通，因此工作流体在气态下离开换热器226。

换热器旁路235便于绕过在换热器226周围的排气管路222。换热器旁路235包括排气旁路阀236和排气旁路管路237。排气旁路阀236与控制系统203通信。响应于从控制系统203接收的信号，排气旁路阀236被置于配合位置上。在配合位置上，排气旁路阀236使换热器226不与排气管路222流体连通。应当理解，排气旁路阀236可构造成仅引导流经换热器226的尾气的一部分通过排气旁路管路237，并且响应于从控制系统203接收的信号，排气旁路阀236可以可变地配合。

膨胀器228从气态工作流体提取功。膨胀器228在技术上是传统的且众所周知的，并且也可被称为涡轮。膨胀器228包括附连到旋转设置在壳体(未示出)中的转子(未示出)的多个叶片(未示出)。转子固定到与比率适配装置204驱动配合的轴238。比率适配装置204与发动机输出装置210驱动配合以将额外功传递到其上。

膨胀器旁路232便于工作流体在换热器226和膨胀器228之间的多条流体管路234部分与在冷凝器230和膨胀器228之间的多条流体管路234部分之间的流体连通。膨胀器旁路232包括旁路阀239和旁路管路240。旁路阀239与控制系统203通信。响应于从控制系统203接收的信号，旁路阀239被置于配合位置上。在配合位置上，旁路阀239使换热器226与冷凝器230流体连通。应当理解，旁路阀239可构造成仅引导流经换热器226的工作流体的一部分通过旁路管路240，并且响应于从控制系统203接收的信号，旁路阀239可以可变地配合。

在WHR系统200的正常运行期间，离开换热器226的工作流体在膨胀器228中膨胀，将功传给多个叶片并且因此传给转子和轴238。在工作流体的膨胀期间，工作流体驱动膨胀器228并且工作流体的压力和温度下降。在离开膨胀器228之后，工作流体继续在至冷凝器230的多条流体管路234的一部分内。

冷凝器230便于气态工作流体与WHR系统200的周围环境之间的热连通。冷凝器230是热交换设备并且在技术上是传统的且众所周知的。冷凝器230可以是液气型换热器或液液型换热器。当工作流体经过冷凝器230的一部分时，随着工作流体内的能量由冷凝器230分散到WHR系统200的周围环境，工作流体被冷却。除了因工作流体经过膨胀器228而发生的温降外，冷凝器230提供对工作流体的进一步冷却。由于工作流体与冷凝器230之间的热连通，因此工作流体冷凝并以液态离开冷凝器230。在经过冷凝器230之后，工作流体(现在在完全液态下)流到工作流体储存器(未示出)并且接着被泵220泵压到增高的压力，以便循环可以重复。

比率适配装置204是与轴238和发动机输出装置210驱动配合的连续可变变速器。进一步地，应当理解，比率适配装置204可以与膨胀器228的一部分或涡轮增压器206的一部分驱动配合。比率适配装置204便于轴238与发动机输出装置210之间的驱动配合，而不管转轴238和发动机输出装置210中的每个的转速的不同和可变性如何。比率适配装置204可包括用于将膨胀器228与发动机输出装置210驱动脱开的离合装置(未示出)。作为非限制性实例，比率适配装置204可以是轮带式连续可变变速器。轮带式连续可变变速器包括一对变径皮带轮，每个成形为像一对相对的圆锥体，在它们之间运行有皮带。轮带式连续可变变速器在技术上是传统的且众所周知的。或者，比率适配装置204可包括任何类型的比率适配装置，例如带式连动装置(belted connection)、固定比变速器或与安全摩擦离合器配对的固定比变速器。

控制系统203与WHR系统200和内燃机202通信。控制系统203包括与控制器246通信的多个传感器242和致动器244。多个传感器242和致动器244合并到WHR系统200和内燃机202中以便于使用控制器246对WHR系统200进行强化控制。

·控制系统203可包含下列传感器242：

·位于排气管路222中的温度传感器242

·位于排气管路222中的质量流量传感器242

·构造成测量WHR系统200的周围环境的温度的温度传感器242

·构造成测量WHR系统200的周围环境的空气压力的压力传感器242

·构造成测量膨胀器228的转速或在膨胀器228的入口或出口处的压力的传感器242

·构造成测量泵224的转速的传感器242

·构造成测量比率适配装置204的速度比的传感器242

·构造成通过发动机控制单元246测量内燃机202的运行状态的传感器242

·构造成通过齿轮箱控制器248测量与内燃机202相关联的动力传动系统的一部分的运行状态的传感器242

控制系统203可包含下列致动器244：

·与旁路阀239配合以调整其位置的致动器244

·与排气旁路阀236配合以调整其位置的致动器244

·构造成致动冷却风扇250以便于使用冷凝器230散热的致动器244

控制器246是可编程逻辑控制器和/或包括计算机可读介质的基于计算机的系统，计算机可读介质含有至少一个程序算法以便于使用多个步骤对WHR系统200进行强化控制，这将在下文中描述。应当理解，下列步骤可以按任何顺序执行，并且可根据需要由控制器246重新安排。

首先，控制器246使用多个传感器测量WHR系统200的各种运行状态。在上文中描述了可通过传感器242测量的WHR系统200的各种运行状态。除了在排气管路222中使用质量流量传感器242外，应当理解，质量流量还可基于内燃机202的节流阀位置和转速来估算。

接下来，基于WHR系统200的模型，基于从传感器242收集的信息通过控制器246为可能的控制输入计算效率。模型可例如是静态模型或动态模型，其中，建模努力聚焦于具有最慢动态特性(dynamics)的WHR系统200的部分。静态模型的非限制实例可包括但不限于查询表或查询公式，查询表和查询公式两者都可提供关于实际情况的某些参数。动态模型的非限制性实例可包括但不限于考虑WHR系统200的历史的模型。例如，动态模型可能在具体建模事件之前和/或之后考虑WHR系统200的过去性能以确定在当前情况下继续进行的最有效方式。换热器226是更可能具有慢动态特性的WHR系统200的部分之一。诸如膨胀器228之类的WHR系统200的旋转元件还可因其转动惯量而具有慢动态特性。因此，模型可因其与WHR系统200的其它部件相比的慢动态特性而聚焦于换热器226和/或旋转元件上。模型的可能控制输入可以是诸如激活膨胀器旁路232或激活冷却风扇250的WHR系统200的离散控制输入，以及诸如泵224的转速或比率适配装置204的比率的连续控制输入。

接下来，WHR系统200的最大效率可通过控制器246查找和应用。在前一步骤中，WHR系统200的最大效率使用上述模型来确定。一旦最大效率通过模型确定好，则WHR系统200的效率被设定，并且控制输入已知。控制器246接着实施控制输入。

接下来，除了使使用WHR系统回收的能量最大的目的外，还必须满足若干其它目标。具体地说，必须保持对WHR系统200状态的约束。这些约束包括但不限于：泵224和膨胀器228的最小转速和最大转速、WHR系统200的部件的最小压力和最大压力、WHR系统200的部件的温度限制以及正过热的存在，该正过热的存在必须一直通过控制器246保持以避免对膨胀器228造成损坏。可以理解，受控过热确保工作流体的冷凝不会在膨胀器228中发生，否则膨胀器228的损坏可能发生。

最后，除了优化控制输入以即时和/或在不久的将来得到最大效率外，控制器246可使用WHR系统200的动态模型或WHR系统200的部分以及关于WHR系统200的工作循环的知识来预测WHR系统的未来状态，并在经过更长一段时间后优化效率或动力输出。

由控制器246执行以得到最大效率的计算还可离线执行或通过另一计算机系统而不是WHR系统200的控制器246执行。优化结果可存储在随后存储在计算机可读介质上的表或函数中，并被WHR系统200的控制器246使用。

当控制器246构造成用于移动应用时，控制器246也可以装备有与其它控制器的额外连接和通信方法，包括但不限于全球定位系统信息、基于无线电的信息等。从这些设备得到的数据可被控制器246使用以优化WHR系统200的效率，如上所述。此外，控制器246可发布指令给其它控制器，例如发动机控制单元246或齿轮箱控制器248，以调节其各自控制的系统。作为非限制性实例，关于尾气再循环的指令可由控制器246发送给发动机控制单元246。这些通信形成WHR系统200的一体部分，并且应当理解，额外子系统可通过控制器246下指令以努力优化WHR系统200和内燃机202的全局控制。

用于内燃机202的控制系统203和WHR系统200对用于技术上已知的WHR系统的控制策略具有很多优点。

目前，用于技术上已知的WHR系统的控制策略仅利用进料泵的速度控制或进料泵和膨胀器的速度控制来设定WHR系统的蒸发温度和压力。用于这些控制策略的温度和压力所用的多个设定点通常使用试错法和操作员推测来确定。在上述已知技术中，仅存在温度和压力的最优设定点。因此，WHR系统总体上未被优化，而是只有上述设定点被优化。

与上文所述的用于内燃机202的控制系统203和WHR系统200以及控制策略相比，已知技术还具有其它缺点。已知技术具有下列缺点：

·并不是所有基本输入变量在已知技术中均使用。例如，在已知技术中，要么仅蒸发温度要么过热温度用作优化WHR系统的变量。控制系统203、WHR系统200和控制策略考虑用整体地而不是仅用WHR系统200的两个基本输入变量来优化WHR系统200。

·在已知技术中没有关注可能的辅助控制输入。而在控制系统203、WHR系统200和控制策略中，至少要关注排气装置的排气旁路阀236和/或工作流体的旁路阀239以提供可能的辅助控制输入。

·已知技术不考虑WHR系统的约束以便于优化，如当前已经知道的。在上文所述的控制系统203和控制策略的优化过程期间，诸如工作流体的压力和温度以及诸如泵224和膨胀器228的部件的最小速度和最大速度的这些约束都被考虑在内。

·已知技术系统通常利用查找方法努力优化WHR系统。查找方法可通常描述为对控制策略进行改变并且接着测量所得到的WHR系统输出。已知技术系统因此基于对输入进行的改变寻求所需优化。在上文所述的控制系统203和控制策略中，对各种可能条件进行实时模拟，以基于预测行为确定很可能实现优化的控制输入。换言之，控制输入未改变，直到已经使用上文所述模型计算出优化的控制输入。

·已知技术没有考虑WHR系统的未来效率、WHR系统的任何未来运行条件、WHR系统的工作循环或WHR系统的动态特性。而在上文所述的控制系统203和控制策略中，上述每一项都被考虑在内。

控制系统203、WHR系统200以及控制策略能够通过使用优化中的所有可能的控制输入来执行WHR系统200的全局优化控制，同时还考虑了子系统的相互作用。这意味着，不是局部优化子系统，而是WHR系统200的整体效率被最大化，同时考虑了子系统的约束。此外，WHR系统的动态特性明确用于优化效率，而未来效率通过使用WHR系统的动态特性以及关于工作循环和期望运行条件的知识来进行优化。

根据专利法的规定，已在认为是代表其优选实施例的实施例中描述了本发明。然而，应该注意，本发明可以除本文具体所示和所述外的其它方式实践而不偏离其精神或范围。

Claims (17)

1.一种用于内燃机的废热回收系统和控制系统，所述废热回收系统和控制系统包括：

泵；

换热器，所述换热器与所述泵流体连通并且与所述内燃机的排气装置热连通；

膨胀装置，所述膨胀装置与所述换热器流体连通；

冷凝器，所述冷凝器与所述膨胀装置和所述泵热连通；

多个传感器，所述多个传感器与所述废热回收系统连通；

控制器，所述控制器与所述多个传感器通信，其中，响应于从所述多个传感器得到的信息，所述控制器基于所述废热回收系统模型计算所述废热回收系统的效率并实施一组控制输入以在所述废热回收系统上实施该计算的效率。

2.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于，还包括：膨胀器旁路和旁路阀，所述旁路阀与所述控制器通信。

3.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于，还包括：换热器旁路和排气旁路阀，所述排气旁路阀与所述控制器通信。

4.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括在所述内燃机的所述排气装置中的温度传感器和质量流量传感器。

5.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括温度传感器和构造成测量所述废热回收系统的周围环境的空气压力的压力传感器。

6.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括构造成测量在所述膨胀器的入口处或出口处的压力的传感器。

7.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括构造成测量在所述膨胀器的入口处或出口处的压力的传感器。

8.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括构造成测量所述膨胀器的转速和所述泵的转速中的至少一个的传感器。

9.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括构造成通过发动机控制单元测量所述内燃机的运行状态的传感器。

10.如权利要求1所述的废热回收系统和控制系统，其特征在于：所述多个传感器包括构造成通过齿轮箱控制器测量与所述内燃机相关联的动力传动系统的一部分的运行状态的传感器。

11.一种控制用于内燃机的废热回收系统和控制系统的方法，所述方法包括以下步骤：

提供所述废热回收系统，所述废热回收系统包括：

泵；

换热器，所述换热器与所述泵流体连通并且与所述内燃机的排气装置热连通；

膨胀装置，所述膨胀装置与所述换热器流体连通；以及

冷凝器，所述冷凝器与所述膨胀装置和所述泵热连通；

提供所述控制系统，所述控制系统包括：

多个传感器，所述多个传感器与所述废热回收系统通信；以及

控制器，所述控制器与所述多个传感器通信；

从所述多个传感器获得信息；

基于所述废热回收系统模型使用所述控制器计算所述废热回收系统的效率；以及

实施一组控制输入以在所述废热回收系统上实施该计算的效率。

12.如权利要求11所述的控制废热回收系统和控制系统的方法，其特征在于：所述计算所述废热回收系统的效率的步骤使用静态模型或动态模型执行。

13.如权利要求12所述的控制废热回收系统和控制系统的方法，其特征在于：用于计算所述废热回收系统的所述效率的所述模型集中在具有慢动态特性的所述废热回收系统的部件上。

14.如权利要求12所述的控制废热回收系统和控制系统的方法，其特征在于：当所述计算所述废热回收系统的效率的步骤使用动态模型执行时，所述控制器在具体建模事件之前和/或之后考虑所述废热回收系统的过去性能以确定继续进行的最有效方式。

15.如权利要求11所述的控制废热回收系统和控制系统的方法，还包括：保持对所述废热回收系统的状态的约束的步骤。

16.如权利要求15所述的控制废热回收系统和控制系统的方法，其特征在于：所述约束包括至少保持所述泵和所述膨胀器的最小转速和最大转速、保持在所述废热回收系统内的最小压力和最大压力、保持在所述废热回收系统内的温度限制以及保持所述膨胀器内正过热的存在。

17.如权利要求11所述的控制废热回收系统和控制系统的方法，其特征在于，还包括：使用所述废热回收系统的所述动态模型预测所述废热回收系统的未来状态的步骤。