Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata.Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit




Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Tehnica mecanica


Index » inginerie » Tehnica mecanica
» METODA SI DISPOZITIV DE CONTROL COORDONAT AL FLUXURILOR MECANICE, ENERGIE ELECTRICA SI TERMICA ÎNTR-UN VEHICUL CU MOTOR


METODA SI DISPOZITIV DE CONTROL COORDONAT AL FLUXURILOR MECANICE, ENERGIE ELECTRICA SI TERMICA ÎNTR-UN VEHICUL CU MOTOR


Metoda si dispozitiv de control coordonat al fluxurilor mecanice, energie electrica si termica intr-un vehicul cu motor



A.scopul inventiei

Aceasta invetie reprezinta metoda de control coordonat al fluxurilor de mecanica, energie electrica si termica intr-un autovehicul pentru a aduce despre starile de functionare optima a unitatilor in autovehicul, si un dispozitiv pentru efectuarea metoda. An optimum operating state (x.sub.opt) for the unit system is determined in a module which receives as input variables at least the setpoint values provided by a second module after the variables determined by a third module have been combined together with additional specified variables in the second module, and the actual operating state (x) from a fourth module after the measured variables (y) resulting from the determination of the state of the units of the unit system have been combined in the fourth module; and after the optimum operating state (x.sub.opt) for the unit system is determined, the setpoint operating state (x.sub.setpoint) is determined in a fifth module, based on the actual operating state (x) and the optimum operating state (x.sub.opt), so that due to this fifth module, a smooth transition is effected between the instantaneous operating state (x) and the operating state (x.sub.opt) to be achieved. O stare de functionare optima (x opt) pentru sistemul de unitate este determinata intr-un modul care primeste ca variabile de intrare cel putin setare valorile furnizate de catre un al doilea modul, dupa variabilele determinate de un modul de terte au fost combinate, impreuna cu suplimentare specificate variabile in al doilea modul, si starea de functionare reale (x) dintr-un modul patra dupa variabilele masurate (y) care rezulta din determinarea starii de unitati ale sistemului unitate au fost combinate in modulul de a patra si dupa stare de functionare optima (x.sub.opt) pentru sistemul de unitate este determinata, de operare de stat setare (xsetpoint) este determinata intr-un modul al cincilea, bazate pe starea de functionare efectiva (x) si stare de functionare optima ( xopt), astfel ca, datorita acestui modul al cincilea rand, o tranzitie lina sa fie efectuate intre starea de functionare instantanee (x) si starea de functionare (xopt) sa fie atins.

B. Obiectivele inventiei

Obiectivele inventiei sunt :

-coordonarea fluxului mecanic al unui motor

-coordonarea fluxului energetic al unui motor

-coordonarea fluxului termic al unui motor

C. Problema pe care o solutioneaza inventia

Problema care se doreste a fi solutionata cu ajutorul acestei inventii este cea a disipatiei energiilor, care se doresc a fi controlate si folosinte pentru diferite intrebuintari in scopul obtinerii unui consum mai mic de combustibil.

D. Continutul brevetului:

   

DOMENIUL inventiei

Inventia de fata se refera la o metoda de control coordonat al fluxurilor de mecanica, energie electrica si termica intr-un vehicul cu motor, cum ar fi, de exemplu, puterea conduce la roti, fereastra din spate de incalzire si climatecontrol interior, pentru optimizarea consumului , confort, emisiile si raspunsul dinamic al vehiculului, si, prin urmare, pentru a aduce despre starile de functionare optima a unitatilor in autovehicul, inclusiv a sistemelor de stocare, convertizoare, transformatoare si unitati pentru disipare a energiei; Inventia se refera de asemenea la un dispozitiv pentru efectuarea metoda de control continuu.

BACKGROUND INFORMATION Informatii de fond

O serie de metode conventionale a dispozitivelor pentru efectuarea acestei metode exista pentru controlul fluxurilor de putere intr-un autovehicul. DE 197 03 863 A1, de exemplu, descrie o metoda si un dispozitiv prin care o unitate de control se efectueaza, fluxurile de energie mecanica in unitatea autovehiculelor sunt supuse controlului (a se vedea, de asemenea, Hotzer, D.: einer Entwicklung Einen Schaltstrategie blana PKW mit automatischem Schaltgetriebe (tradus ca 'Dezvoltarea unei strategii Trecerea pentru un vehicul de pasageri, cu cutie de viteze automata';). Indiferent de modul in care aceste metode functioneaza, scopul lor este intotdeauna pentru a minimiza consumul de carburant si a optimiza raspunsul vehiculului, care poate fi atins prin control coordonat al motorului cu ardere interna si unitatea vehiculului.

Alte sisteme de control al fluxurilor de energie termica intr-un vehicul cu motor, in special pentru sistemele de management termic si de control al climei, si inca alte sistemul de control al fluxurilor de energie electrica in sistemul electric de la bord cum ar fi sistemele de gestionare si de gestionare a electricalenergy sarcina, asa cum este descris de exemplu, in articol de Schottle, R. si Schramm, D., Energiebordnetze Zukunftige im Kraftfahrzeug (tradus ca 'Viitorul bord de retele energetice in autovehicule'), Fahrzeug-undVerkehrstechnik ('Automotive si Trafic Engineering') Anuarul, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1997.

Cu toate acestea, metodele conventionale si sistemele de impartasesc o trasatura comuna ca acestea sunt in principal in cauza cu o singura forma de energie in fluxurile energetice mecanice, electrice, termice sau dintr-un autovehicul si, prin urmare, in esenta, nu do takeinto seama de legatura fizica provided in un vehicul cu motor intre aceste forme de energie.

Sumar

Inventia actuala, prevede o metoda si un dispozitiv de control coordonat al fluxurilor de mecanica, energie electrica si termica intr-un vehicul cu motor pentru optimizarea consumului, confort, emisiile si raspunsul vehicul astfel incat, prin corelarea fizic sisteme de stocare pentru mecanice, electrice, termice si energia chimica, convertoare de conversie a energiei intre aceste forme de energie, convertoare de conversie a energiei, in una din formele special al energiei, precum si unitati pentru a disipa energie de toate formele, toate formele de energie prezente intr-un autovehicul sunt luate in considerare.

Aceste avantaje sunt realizate printr-o metoda in care o stare optima de functionare xopt pentru un sistem de unitate este determinata intr-o determinare 'de starea de functionare optima' modul care primeste ca variabile de intrare cel putin valorile de setare providedby o generatie 'de setare variabilele 'modulul dupa variabilele determinate de o detectie' cu privire la intentia conducatorului auto 'modulul au fost combinate, impreuna cu variabile suplimentare specificate in generatie' de variabile setare 'modulul, precum si actualoperating stat x dintr-o' determinare de stat de functionare reale 'modulul masurata dupa variabilele y rezulta din determinarea starii de unitati ale sistemului unitate au fost combinate in determinarea 'de stat de functionare reale' modul; si dupa optima de operare xopt de stat pentru sistemul de unitate este determinata, setare xsetpoint stare de functionare este determinata intr-o determinare 'de starea de functionare setare' modulul bazat pe starea de functionare reale x si state xopt de operare optime, astfel incat o tranzitie lina sa fie efectuate intre starea de functionare instantanee x si stare de functionare xopt sa fie atins.

The unit system is actuated by a vector of manipulated variables u, each actuated unit having an input for control signals. Sistemul de unitate este actionat de un vector de variabile manipulate u, fiecare unitate actionat cu o intrare pentru semnale de control. Thus, ume stands for a converter of mechanical to electrical energy. Astfel, standuri UME pentru un convertor de mecanica in energie electrica. Vector of manipulated variables u is determined byan 'actuation of unit system' module in such a way that operating state x.sub.setpoint is established in the unit system. Vector de variabile manipulate u este determinata byan 'de actionare a sistemului de unitate' modul in asa fel incat xsetpoint stare de functionare este stabilit in sistemul de unitate. The actual control of the units of the unit system may be achieved in each particular case by a control unit--eg, ME, EDC, orinverter control. Controlul efectiv de unitati ale sistemului unitate pot fi obtinute in fiecare caz in special printr-o unitate de control - de exemplu, ME, ECD, ori invertor de control.

Masurata in timp ce variabilele y prin care starea de unitati ale sistemului unitar este detectat sunt determinate direct prin senzori sau, atunci cand este masurata variabilele y includ derivate variabile, pot fi determinate de catre unitatile unitate de control, computationalmodels fizice sunt utilizate pentru a descrie unitati, iar astfel, sistemul de unitate, atunci cand combinarea masurate variabilele y si stabilirea starii de functionare reale x ale sistemului unitar in determinarea 'de stat de functionare reale' modul.

When the method according to one embodiment of the present invention is carried out, variables ascertained by driver-assistance systems, for example by a vehicle-speed controller or ACC, may be supplied by them as further specified variables tothe 'generation of setpoint variables' module. În cazul in care metoda in conformitate cu o intruchipare a inventiei prezent se efectueaza, variabile determinate de sistemele de asistenta pentru sofer, de exemplu, de catre un operator vehicul viteza sau ACC, pot fi furnizate de catre acestia ca variabile se precizeaza iei 'generatie de variabile setare' modul. However, since the variables detected in the 'detection of driver intent' module which result from the request for drive power to the wheels, the request for electrical power which the onboard electricalsystem must provide for operating electrical consumers such as headlights, rear window heating and radio, and the request for thermal power for the interior climate control may also be supplied to the 'generation of setpoint variables' module as well,these variables are combined, together with the variables determined by the driver assistance systems, in the 'generation of setpoint variables' module. Cu toate acestea, deoarece variabilele detectata in detectarea 'cu privire la intentia conducatorului auto' modul care rezulta din cererea de energie conduce la roti, cererea de energie electrica care electricalsystem la bord trebuie sa asigure consumatorilor electrici de operare, cum ar fi faruri, incalzire fereastra din spate si radio, precum si cererea de energie termica pentru controlul climatul interior pot fi furnizate si la 'generatia de variabile setare' modul, de asemenea, aceste variabile sunt combinate, impreuna cu variabile determinate de sistemele de asistenta a soferului, in 'generatia de setare variabile 'modul. Setpoint variables for mechanical power P.sub.m,setpoint, electrical power P.sub.e,setpoint, andthermal power P.sub.t,setpoint are determined by this 'generation of setpoint variables' module. variabilele de setare pentru puterea Pm mecanice, setare, puterea Pe electrice, setare, puterea andthermal Pt, setare sunt determinate de aceasta generatie 'de variabile setare' modul.

For determining an optimum operating state x.sub.opt, information about the type of driver, the driving conditions and environmental variables also may be provided to the 'determination of optimum operating state' module by a parameter vector aafter detection by an additional module. Pentru a determina un optim xopt stare de functionare, informatii despre tipul de conducator auto, variabile conditiile de conducere si de mediu, de asemenea, pot fi furnizate pentru determinarea 'de starea de functionare optima' modulul de un parametru de detectare aafter vector de un modul suplimentar.

According to a further embodiment of the present invention, for determining optimum operating state x.sub.opt in the 'determination of optimum operating state' module, multiple possible operating states x.sub.k may be determined in real timeduring vehicle operation, so that the unit system supplies required mechanical power P.sub.m,setpoint, required electrical power P.sub.e,setpoint, and required thermal power P.sub.t,setpoint. Potrivit unui intruparea in continuare a inventiei de fata, pentru determinarea optima xopt stare de functionare in determinarea 'de starea de functionare optima' modul, mai multe posibile state de operare xk pot fi stabilite in functiune reala timeduring vehicul, astfel incat ca sistemul de unitatea de livrarile de energie necesare Pm mecanice, setare, cerute de putere Pe electrice, setare, si a cerut energie termica Pt, setare. Operating states x.sub.k are selected so that they satisfythe physical linkages, the limits of the storage systems and the capacity of the units, a generalized consumption V being determined for each operating state x.sub.k according to the computing rule: De operare xk state sunt selectate astfel incat acestea satisfythe legaturile fizice, limitele de sisteme de stocare si capacitatea de unitati, un consum generalizate V fiind determinat, pentru fiecare xk stare de functionare conform regulii de calcul:

De asemenea, pentru fiecare stare de functionare xk valoarea unei functii de putere Γ is determined according to the computing rules: este determinata in conformitate cu normele de calcul:

Într-o intruchipare alternativa, pentru determinarea optima xopt stare de functionare in determinarea 'de starea de functionare optima' modulul, o varianta a doua sau un alt pas metoda poate fi pusa in aplicare, in conformitate cu care, in optimizationcalculations offline, x stare de functionare optima care minimizeaza functia de putere Γ is determined according to the computing rules: este determinata pentru viteza v fiecare autovehicul si fiecare combinatie necesare cerute de putere Pm mecanice, setare, cerute de energie electrica Pe, setare, andrequired putere Pt termice, setare, fiind efectuate pentru determinarea diferite valori ale parametrului a. Optimum operating state x.sub.opt is stored in a multidimensional characteristic map which is implemented in the 'determination of optimum operatingstate' module and which contains input variables v, P.sub.m,setpoint, P.sub.e,setpoint, P.sub.t,setpoint and a, the output variable being optimum operating state x.sub.opt. Optime de stat xopt de operare este depozitat intr-o harta caracteristica multidimensionale, care este pusa in aplicare in determinarea 'de operatingstate optime' si care contine modulul de intrare V variabile, Pm, setare, Pe, Pt, si o setare, variabila de iesire fiind optime de stat xopt de operare.

For carrying out the method for the coordinated control of mechanical, electrical and thermal power flows in a motor vehicle, the present invention also provides for a device in which an engine control associated with the internal combustionengine, a control, preferably in the form of a pulse-controlled inverter, associated with the electric machine, and a transmission control associated with the automatic transmission are connected via a CAN system to a vehicle control device in which themethod according to the present invention is implemented, the position of the accelerator pedal and thus the driver's request for mechanical power P.sub.m,setpoint for the drive being derivable using the vehicle control device. Pentru realizarea metodei de control coordonat al fluxurilor de mecanica, energie electrica si termica intr-un vehicul cu motor, prezenta inventie prevede, de asemenea un dispozitiv in care un control al motorului asociate cu combustionengine interne, un control, de preferinta sub forma unei invertor puls-controlate, asociate cu masina electrica, precum si un control de transmisie asociate cu transmisia automata sunt conectate printr-un sistem CAN la un dispozitiv de control al vehiculului in care themethod conform inventiei prezent este pus in aplicare, pozitia pedala de acceleratie si, astfel, soferului cererea pentru putere Pm mecanice, setare pentru unitatea fiind decurg utilizarea dispozitivului de control al vehiculului. The vehicle controldevice specifies setpoint engine torque M.sub.m,setpoint for the engine control, setpoint torque M.sub.e,setpoint of the electric machine for the pulse-controlled inverter, and setpoint gear g.sub.setpoint for the transmission control. Controldevice vehiculului precizeaza cuplu motor de setare Mm, setare pentru controlul motorului, setare cuplu Me, setare a masinii electrice pentru invertor puls-controlate, si setare gsetpoint unelte pentru transmiterea de control. In addition, byuse of this device, electrical power requirement P.sub.e,setpoint of the electrical consumers, as well as that of the pulse-controlled inverter connected to the onboard electrical system and that of the battery, may be determined by the vehicle controldevice. În plus, byuse ale acestui aparat, electrice cerinta Pe, setare a consumatorilor electrici, precum si cea a invertorului puls controlat conectat la sistemul electric de la bord si ca a bateriei, poate fi determinata prin vehicul controldevice.

Scurta descriere a desene

FIG. 1 depicts a system diagram of the units of the unit system of a motor vehicle, and the physical interconnection of these units, according to one embodiment of the present invention. 1 prezinta o diagrama sistem de unitati ale sistemului unitar al unui vehicul cu motor, precum si interconectarea fizice ale acestor unitati, in conformitate cu o intruchipare a inventiei de fata.

FIG. FIG. 2 depicts a schematic flow diagram of a control system by which the method for coordinated control of the power flows in a motor vehicle is realized according to one embodiment of the present invention. 2 infatiseaza un diagrama schematica a unui sistem de control prin care metoda de control coordonat al fluxurile de energie intr-un vehicul cu motor este realizat in conformitate cu o intruchipare a inventiei de fata.

FIG. FIG. 3 depicts a block diagram of the technical implementation of the method for the drive train of a motor vehicle according to one embodiment of the present invention. 3 prezinta o diagrama bloc de punere in aplicare tehnica a metodei de tren de rulare a unui autovehicul in conformitate cu o intruchipare a inventiei de fata.

FIG. FIG. 4 depicts a schematic flow diagram for determining the optimum operating state in the 'determination of optimum operating state' module shown in FIG. 4 prezinta o diagrama schematica pentru determinarea starea de functionare optima in determinarea 'de starea de functionare optima' modul in fig. 2 according to one embodiment of the present invention. 2 in conformitate cu o intruchipare a inventiei de fata

DESCRIERE DETALIATA

Sistemul de unitati in conformitate cu FIG. 1 provides mechanical power P.sub.m, electrical power P.sub.e, and thermal power P.sub.t. 1 ofera puterea Pm mecanica, energie electrica Pe, si de energie termica Pt. The unit system may include chemical, mechanical, electrical and thermal storage units whose energy contents may eachincrease, decrease, or remain constant. Sistemul de unitate poate include chimice, mecanice, electrice si termice unitati de stocare a caror energie continutul poate eachincrease, scaderea sau sa ramana constanta. The energy content of the chemical storage may be represented by E.sub.c, that of the mechanical storage by E.sub.m, that of the electrical storage by E.sub.e, and that of the thermal storage by E.sub.t. Continut de energie de stocare chimice pot fi reprezentate de Ec, ca de stocare mecanice prin Em, ca de stocare electrice prin Ee, si ca de stocare termice de catre Et. The rateof change of the energy content of the chemical storage is dE.sub.c/dt, that of the mechanical storage dE.sub.m/dt, that of the electrical storage dE.sub.e/dt, and that of the thermal storage dE.sub.t/dt. Schimbare rateof din continutul de energie de stocare chimice este dEc / dt, ca a dEm de stocare mecanice / dt, ca a dEe de stocare electrice / dt, si ca a dEt de stocare termica / dt. The operating state of each of the units may becharacterized by a vector x.sub.i whose elements describe the state variables of the unit, for example rotational speed, torque, temperature and electrical current. Starea de functionare din fiecare dintre unitatile pot becharacterized xi de un vector ale carui elemente descriu variabilele de stare de unitate, de exemplu, viteza de rotatie, a cuplului, temperatura si curent electric. For example: The operating state of a converter of chemical to mechanical energy, aninternal combustion engine, for example, is described by x.sub.cm; The operating state of a converter of mechanical to electrical energy, a generator, for example, is described by x.sub.me; The operating state of a converter of electrical to mechanicalenergy, an electric drive motor, for example, is described by x.sub.em; The operating state of a converter of electrical to thermal energy, an electric heating device, for example, is described by x.sub.et; The operating state of a converter of chemicalto electrical energy, a fuel cell, for example, is described by x.sub.ce; The operating state of a converter of mechanical to thermal energy, a shaft bearing which must be cooled, for example, is described by x.sub.mt; and The operating state of aconverter of chemical to thermal energy, an auxiliary heater, for example, is described by x.sub.ct. De exemplu: starea de functionare a unui convertor de energie mecanica, chimica, motor cu ardere aninternal, de exemplu, este descris de xcm; stare de functionare a unui convertor de mecanica in energie electrica, un generator, de exemplu, este descrise de x.sub.me; stare de functionare de un convertor de la energie maecanica la energii electrice, un motor de actionare electrica, de exemplu, este descris de x.sub.em; stare de functionare de un convertor electric de la energie termica, electrica dispozitiv de incalzire, de exemplu, este descris de xet; stare de functionare a unui convertor de energie electrica chemicalto, o celula de combustibil, de exemplu, este descris de xce; stare de functionare a unui convertor de mecanica la energie termica, un rulment arbore care trebuie sa fie racit, de exemplu, este descris de xmt si starea de functionare a aconverter de chimice de energie termica, un incalzitor auxiliar, de exemplu, este descris de xCT.

Starea de functionare a transformatoarelor este descris intr-o maniera similara. For example: The operating state of a chemical transformer, a methanol to hydrogen reformer, for example, is described by x.sub.cc; The operating state of a mechanicaltransformer, an automatic transmission, for example, is described by x.sub.mm; The operating state of an electrical transformer, a DC converter, for example, is described by x.sub.ee; and The operating state of a thermal transformer, a heat exchanger,for example, is described by x.sub.tt. De exemplu: starea de functionare a unui transformator chimice, metanol la un reformator de hidrogen, de exemplu, este descris de xcc; stare de functionare a unei mechanicaltransformer, unei transmisii automate, de exemplu, este descris de xmm; stare de functionare a unui transformator electric, un convertor DC, de exemplu, este descris de xee si starea de functionare a unui transformator termic, un schimbator de caldura, de exemplu, este descris de xtt .

Each of the units, including the storage systems, converters and transformers, may appear multiple times in the unit system. Fiecare dintre unitati, inclusiv sisteme de stocare, convertizoare, transformatoare, poate aparea de mai multe ori in sistemul de unitate. Accordingly, additional operating states x.sub.i are used for the description. În consecinta, statele x.sub.i suplimentare de operare sunt utilizate pentru descrierea.

One unit may also convert multiple forms of energy. O unitate poate converti, de asemenea, mai multe forme de energie. Thus, an internal combustion engine converts chemical energy into mechanical and thermal energy. Astfel, un motor cu ardere interna transforma energia chimica in energie mecanica si termica. The state of such a unit is likewise uniquely described by an operating state, for examplex.sub.cmt. Stare de o astfel de unitate este de asemenea unic descris de o stare de functionare, pentru example xcmt.

The unit system may provide multiple outputs for mechanical, electrical and/or thermal energy. Sistemul de unitate pot prevedea iesiri multiple pentru mecanice, electrice si / sau energie termica. Thus, for example, a unit system having a 14/42 V dual-voltage onboard electrical system is provided both with an output for 14 V electrical consumersand an output for 42 V electrical consumers. Astfel, de exemplu, un sistem cu o unitate de 14/42 V cu voltaj dublu bord sistemul electric este prevazuta atat cu o putere de 14 V consumersand electrice cu o putere de 42 V consumatorilor electrici. Multiple mechanical outputs are possible as well, for example in utility vehicles having auxiliary drives. iesiri mecanice multiple sunt posibile, precum, de exemplu in vehicule utilitare cu drive auxiliar.

The quantity of operating states x.sub.i of the units and the energy contents of the storage systems may describe the overall operating state x of the unit system according to computing rule 1: Cantitatea de state de operare xi a unitatilor si continutul de energie al sistemelor de stocare pot descrie starea de functionare generala x ale sistemului de unitati in conformitate cu regula de calcul 1:

În sistemul de control pentru control coordonat al fluxurile de energie si stari ale sistemului de unitati in conformitate cu FIG. 2, unit system 1 is actuated by a vector of manipulated variables u. 2, 1 unitate de sistem este actionat de un vector de variabile manipulate u. Each actuated unit has an input for control signals, for exampleume for a converter of mechanical to electrical energy. Fiecare unitate actionat are o intrare pentru semnale de control, pentru exampleume pentru un convertor de mecanica in energie electrica. The actual control of the unit may be achieved in each particular case by a control unit, for example ME, EDC, or inverter control. Controlul efectiv de unitate pot fi obtinute in fiecare caz in special printr-o unitate de control, de exemplu, ME, ECD, de control sau invertor. The state of the units of unit system 1 is determined by avector of measured variables y. Starea de unitati a sistemului Unitatea 1 este determinata de avector de variabile masurate Y. These measured variables may be ascertained directly by sensors (not further described), or also may include derived variables that are determined by unit control units. Aceste variabile masurate pot fi determinate direct de senzori (nu mai mult descrise), sau poate include, de asemenea, derivate variabile care sunt determinate de catre unitatile unitate de control. Measured variables y are combined, and actualoperating state x of unit system 1 is determined in a 'determination of actual operating state' module 2. Variabile masurate y sunt combinate, si actualoperating starea x Unitatea 1 a sistemului este determinata intr-o determinare 'de stat de functionare reale' modulul 2. To this end, physical computational models may be used for describing the units and unit system 1, including for example observers. În acest scop, modelele fizice de calcul pot fi utilizate pentru a descrie sistemul de unitati si unitati 1, inclusiv pentru observatorii exemplu.

The driver's intent is detected in a 'detection of driver intent' module 3. intentia conducatorului auto este detectat intr-o detectie 'cu privire la intentia conducatorului auto', modulul 3. This module detects in particular the request for drive power to the wheels, the request for electrical power which the onboard electrical system must provide foroperating electrical consumers such as headlights, rear window heating and radio, and the request for thermal power for the interior climate control. Aceasta detecteaza modul in special cererea de energie conduce la roti, cererea de energie electrica de la bord care sistemul electric trebuie sa furnizeze consumatorilor foroperating electrice, cum ar fi faruri, incalzire fereastra din spate si radio, precum si cererea de energie termica pentru climatul interior de control . Driver assistance systems 4 may also generate specified variables. sisteme de asistenta a soferului 4 mai genera, de asemenea, variabile specificate. They are combined with thevariables determined by the 'detection of driver intent' module 3 in a 'generation of setpoint variables' module 5. Acestea sunt combinate cu thevariables determinata de detectie 'cu privire la intentia conducatorului auto', modulul 3 intr-o 'generatie de variabile setare' modulul 5. This module determines setpoint variables for mechanical power P.sub.m,setpoint, electrical power P.sub.e,setpoint, and thermal powerP.sub.t,setpoint. Acest modul determina variabile setare pentru putere Pm mecanice, setare, puterea Pe electrice, Pt si termica, setare. Each of these setpoint variables may appear multiple times. Fiecare dintre aceste variabile setare poate aparea de mai multe ori.

'Determination of optimum operating state' module 6 forms the core of the control system. 'Determinarea stare de functionare optima' modulul 6 forme de baza ale sistemului de control. This module determines an optimum operating state x.sub.opt for unit system 1. Acest modul optim xopt determina o stare de functionare pentru sistemul de unitate 1. It receives as input variables the setpoint values from 'generation ofsetpoint variables' module 5, and receives actual operating state x from 'determination of actual operating state' module 2. Acesta primeste ca variabile de intrare setare valorile de la 'variabilele ofsetpoint generatie' de stat modulul 5, si primeste de functionare reale x din 'determinarea stare de functionare reale' modulul 2. In addition, information about the type of driver, the driving conditions, and environmental variables is used which is providedby a module 7 via a parameter vector a. În plus, informatiile despre tipul de sofer, conditiile de conducere, iar variabilele de mediu este utilizat, care este un modul providedby 7 prin intermediul unui vector parametru a.

A 'determination of setpoint operating state' module 8 determines setpoint operating state x.sub.setpoint based on actual operating state x and optimum operating state x.sub.opt. Un determinarea 'de setare de operare de stat' setare determina modul de operare de stat 8 xsetpoint bazeaza pe starea de functionare reale x si optima de stat xopt de operare. This module 8 may help ensure a smooth transition betweeninstantaneous operating state x and the optimum operating state x.sub.opt to be achieved. Acest modul 8 mai a asigura o tranzitie lina stare de functionare betweeninstantaneous x si optime de stat xopt de operare sa fie atins. An 'actuation of unit system' module 9 determines a vector of manipulated variables u in such a way that operating state x.sub.setpoint is established in unitsystem 1. Un actionare 'a sistemului de unitate' Modulul 9 determina un vector de variabile u manipulate in asa fel incat xsetpoint stare de functionare este stabilit in unitsystem 1.

Assuming that the method according to the present invention optimizes consumption, comfort, emissions and dynamic vehicle response, a generalized consumption V may be determined according to computing rule 2: Presupunand ca metoda in functie de consumul actual optimizeaza inventie, confort, emisiile si raspunsul dinamic al vehiculului, un consum generalizate V pot fi stabilite in conformitate cu regula de calcul 2:

Factori εare energy equivalence numbers which describe the varying rate of usability of the stored energies. sunt numere de energie echivalenta care descriu diferite rata de utilizare a energiilor stocate. Thus, the energy stored in the storage for mechanical energy has a higher energy equivalence number than the chemical energystored in the fuel tank. Astfel, energia stocata in energie mecanica pentru depozitare are o energie mai mare decat numarul de echivalenta energystored chimice in rezervorul de combustibil. The values of the energy equivalence numbers may be adapted on a long-term basis during vehicle operation. Valorile energetice echivalentei numere poate fi adaptat pe o baza pe termen lung in timpul functionarii vehiculului.

Factors .nu.(a) are weighting factors which weight the changes in the energy content of the individual storage units. Factorii Nu.. (A) sunt factori de ponderare care greutatea schimbari in continutul energetic al unitatilor individuale de stocare. Their values are determined as a function of a parameter vector a. Valorile lor sunt determinate in functie de un vector parametru a. This parameter vector a describes, among other things, thetype of driver (sporty, economical), the driving conditions (curve, city driving), and environmental variables (grade, roadway class, temperature). Acest parametru un vector descrie, printre altele, thetype de conducator auto (sportiv, economic), conditiile de conducere (curba, de conducere municipiu), iar variabilele de mediu (gradul, clasa pista, temperatura). Environmental variables may also include information about the course of the roadway ahead andinformation which telematic systems are able to provide, in particular curvature of the roadway ahead, grade of the roadway ahead, distance to the next intersection, etc. variabilele de mediu pot include, de asemenea, informatii despre cursul de pe pista inainte andinformation sisteme telematice care sunt in masura sa furnizeze, in special curbura de pe pista de viitor, gradul de pe pista de perspectiva, distanta pana la urmatoarea intersectie, etc

Generalized quality gauges G.sub.i for optimizing dynamic vehicle response, emissions and comfort may be defined as a function of operating state x of unit system 1. Generalizate de masurare a calitatii G.sub.i pentru optimizarea raspunsului dinamic al vehiculului, emisiilor si confort poate fi definit ca o functie de starea de functionare a sistemului de unitate x 1. For example: A quality gauge G1(x) describes the dynamic power reserve formechanical energy with respect to an operating state x. De exemplu: Un indicator de calitate G1 (X) descrie dinamica de energie rezerva de energie formechanical cu privire la o stare de functionare x. The dynamic power reserve for mechanical energy indicates what additional mechanical energy--beyond mechanical energy P.sub.m(x) supplied for operating state x--unit system 1 is able to provide foroperating state x with high time dynamics. Rezerva de energie dinamic pentru energie mecanica, ceea ce indica suplimentare de energie mecanica - dincolo de energie Pm mecanice (x) furnizate pentru starea de functionare x - sistem de Unitatea 1 este in masura sa ofere foroperating stat X cu dinamica mare de timp. For a vehicle drive with an electric motor and an internal combustion engine, the dynamic power reserve for mechanical energy depends, for example, on the maximum power of the internal combustion engine for theinternal combustion engine speed at operating state x, on the maximum power of the electric motor at the electric motor speed for operating state x, and the charge state of the battery. Pentru o unitate de vehicul cu un motor electric si un motor cu combustie interna, rezerva de energie dinamice pentru energie mecanica, depinde, de exemplu, cu privire la puterea maxima a motorului cu ardere interna pentru motor cu ardere theinternal viteza la starea de functionare x, pe de o putere maxima de motorul electric de la motorul electric de viteza pentru starea de functionare x, si de stat responsabil cu bateria. A quality gauge G2(x) describes the dynamic power reserve forelectrical energy in connection with an operating state x. Un indicator de calitate G2 (x) descrie dinamica de energie rezerva de energie forelectrical in legatura cu o stare de functionare x. The dynamic power reserve for electrical energy indicates what additional electrical energy--beyond electrical energy P.sub.e(x) supplied for operating state x--the unit system is able to providefor operating state x with high time dynamics. Rezerva de putere dinamica de energie electrica ce indica suplimentare de energie electrica - dincolo de energie electrica Pe (x) furnizate pentru starea de functionare x - sistemul de unitate este in masura sa providefor stare de functionare X cu dinamica mare de timp. A quality gauge G3(x) describes the dynamic power reserve for thermal energy for an operating state x. Un indicator de calitate G3 (x) descrie rezerva de energie dinamica pentru energia termica pentru o stare de functionare x. The dynamic power reserve for thermal energy indicates what additional thermal energy--beyond thermalenergy P.sub.t(x) supplied for operating state x--unit system 1 is able to provide for operating state x with high time dynamics. Rezerva de putere dinamica pentru energia termica indica ce suplimentare de energie termica - dincolo de thermalenergy Pt (x) furnizate pentru starea de functionare x - sistem de Unitatea 1 este in masura sa ofere pentru operarea de stat x cu dinamica mare de timp. A quality gauge G4(x) describes the emission of air pollutants (HC, CO, NO.sub.x) for an operating state x. Un G4 calitate gabaritului (x) descrie emisia de poluanti atmosferici (HC, CO, NO.sub.x) pentru o stare de functionare x. Large valuesfor G4(x) may be obtained for low emissions. G4 mari valuesfor (x) pot fi obtinute pentru emisii reduse. A quality gauge G5(x) describes the noise emissions in the vehicle surroundings for an operating state x, large values for G5(x) may be obtained for low noise emissions. Un indicator de calitate G5 (x) descrie emisiilor de zgomot in imprejurimile vehicul pentru o stare de functionare x, valori mari pentru G5 (x) poate fi obtinuta pentru emisiile de zgomot redus. A quality gauge G6(x) describes thevibrational comfort for the vehicle passengers for an operating state x. Un indicator de calitate G6 (x) descrie thevibrational confort pentru pasageri vehicul pentru o stare de functionare x. A large value for G6(x) may correspond to a high comfort level. O valoare mare pentru G6 (x) poate sa corespunda unui nivel de confort ridicat. A quality gauge G7(x) describes the sound emissions in the vehicle interior for an operating state x. Un indicator de calitate G7 (x) descrie a emisiilor sonore in interiorul vehiculului pentru o stare de functionare x. A large valuefor G7(x) may correspond to low sound emissions. O mare valuefor G7 (x) poate corespunde cu emisiile scazute de sunet. A quality gauge G8(x) describes the wear on the units and storage units for an operating state x. Un indicator de calitate G8 (x) descrie purta pe unitati si unitati de stocare pentru o stare de functionare x. A low rate of wear, ie, a long operating life, may be described by large values for G8(x). O rata scazuta de uzura, de exemplu, o viata lunga de functionare, pot fi descrise de valori mari pentru G8 (x).

An overall quality gauge G(x) may be determined according to computing rule 3: Un ansamblu de calitate gabaritul g (x) pot fi stabilite in conformitate cu regula de calcul 3:

Valorile factorilor de ponderare Γ (A) sunt determinate in functie de vector parametrului a.

For optimizing consumption, comfort, emissions and vehicle response, the method according to one embodiment of the present invention minimizes a power function according to computing rule 4: .GAMMA.(x)=V(x)-G(x)+.DELTA.P(x). Pentru optimizarea consumului, confort, emisiile si raspunsul vehiculului, in conformitate cu o metoda de intruchipare a inventiei prezenta minimizeaza o putere functie in conformitate cu regula de calcul 4:

Power deviation .DELTA.P(x) describes the deviation of the powers supplied by unit system 1 from the setpoint powers according to computing rule 5, as follows: Abaterea de putere ΔP (. X) descrie abaterea puterilor furnizate de sistemul de Unitatea 1 de la competentele de setare in conformitate cu regula de calcul 5, dupa cum urmeaza:

Weighting factors .pi.m(a), .pi.e(a) and .pi.t(a) are set as a function of parameter vector a. Factorii de ponderare πm (a) π e(a) si πt(a) sunt stabilite in functie de vector parametrului a.

Alternatively, two different methods may be carried out for determining optimum operating state x.sub.opt in 'determination of optimum operating state' module 6 according to one embodiment of the present invention: 1. Alternativ, doua metode diferite pot fi efectuate pentru determinarea optima x.sub.opt in stare de functionare 'determinarea stare de functionare optima' Modulul 6 in conformitate cu o intruchipare a inventiei de fata: 1. Multiple possible operatingstates x.sub.k may be determined in real time during vehicle operation, so that the unit system provides required mechanical power P.sub.m,setpoint, required electrical power P.sub.e,setpoint, and required thermal power P.sub.t,setpoint. Mai multe posibil operatingstates xk poate fi stabilita in timp real in timpul functionarii vehiculului, astfel incat sistemul Unitatea ofera puterea necesara Pm mecanice, setare, cerute de putere P.sub.e electrice, setare si necesare de energie termica Pt, setare. Operatingstates x.sub.k may be selected so that they satisfy the physical linkages, the limits of the storage systems, and the capacity of the units. Operatingstates xk pot fi selectate astfel incat acestea sa indeplineasca legaturi fizice, limitele sistemelor de stocare, precum si capacitatea de unitati. A generalized consumption V may be determined for each operating state x.sub.k according to computing rule 2. Un consum generalizate V poate fi determinata pentru fiecare x.sub.k stare de functionare in conformitate cu regula de calcul 2. Likewise, the value of a power function .GAMMA. De asemenea, valoarea unei functii de putere Γ pot fi stabilite pentru fiecare xk stare de functionare in conformitate cu normele de calcul 3 si 4. The operating state for which the power function assumes a minimum value is specified as optimum operating statex.sub.opt. Stare de functionare, pentru care isi asuma functia de putere la o valoare minima este specificat ca state xopt de operare optime. 2. In offline optimization calculations, for each vehicle speed v and for each required combination of required mechanical power P.sub.m,setpoint, required electrical power P.sub.e,setpoint, and required thermal power P.sub.t,setpoint,optimum operating state x.sub.opt is determined which minimizes power function .GAMMA.. În calculele offline de optimizare, pentru viteza v fiecare autovehicul si pentru fiecare combinatie necesare cerute de putere P.sub.m mecanice, setare, cerute de putere Pe electrice, setare, si a cerut putere P.sub.t termice, SetPoint, optime de stat xopt de operare este determinata, care minimizeaza functia de putere Γ. The determination may be made for various values of parameter a. Determinarea se poate face pentru diferite valori ale parametrului a. Optimum operating state x.sub.opt may be stored in a multidimensional characteristic map whichcontains input variables v, P.sub.m,setpoint, P.sub.e,setpoint, P.sub.t,setpoint, and a. Optime de stat xopt de operare pot fi stocate intr-o caracteristica de intrare multidimensionale harta whichcontains variabile V, Pm, setare, Pe, setare, Pt, setare, si a. The output variable of the multidimensional characteristic map may be optimum operating state x.sub.opt. Variabila de iesire de pe harta caracteristica multidimensionale poate fi optim de stat xopt de operare. The multidimensional characteristic map is implemented in'determination of optimum operating state' module 6. Harta multidimensionale caracteristic este pusa in aplicare in 'determinarea stare de functionare optima' modulul 6.

The implementation of the method for coordinated control of mechanical, electrical and thermal power flows in a motor vehicle is described in one embodiment shown in FIG. Punerea in aplicare a metodei de control coordonat al fluxurilor de mecanica, energie electrica si termica intr-un vehicul cu motor este descris intr-un singur intruchiparea in fig. 3 based on the drive train of the motor vehicle having an electric machine12 situated on crankshaft 10 of internal combustion engine 11, thus a crankshaft start generator. 3 bazate pe tren de rulare a autovehiculului electric cu o machine12 situat pe arborele cotit 10 din motor cu ardere interna 11, astfel, un generator incepe arborelui cotit. Whereas internal combustion engine 11 is controlled by engine control 13, electric machine 12 is controlled by a pulse-controlled inverter 14. Întrucat motor cu ardere interna 11 este controlata de control al motorului 13, 12 masini electrice este controlata de un invertor impulsuri controlate 14. Automatictransmission 15 is controlled by transmission control 16. Automatictransmission 15 este controlata de comanda a transmisiei 16. This control, in addition to engine control 13 and pulse-controlled inverter 14, are connected via a CAN system 17 to a vehicle control device 18 in which the method according to the presentinvention is carried out. Acest control, in plus fata de control al motorului 13 si invertor impulsuri controlate de 14, sunt conectate prin intermediul unui sistem CAN 17 la un dispozitiv de control vehicul 18 in care metoda in conformitate cu presentinvention se efectueaza. Vehicle control device 18 determines the position of accelerator pedal 19 and from it, deduces the driver's request for mechanical power P.sub.m,setpoint for the drive. Vehiculului dispozitiv de control 18 determina pozitia pedala de acceleratie 19 si de la ea, deduce cererea conducatorului auto pentru putere Pm mecanice, setare pentru unitate. Vehicle control device 18 specifies setpoint enginetorque M.sub.m,setpoint for engine control 13 and specifies setpoint torque M.sub.e,setpoint of electric machine 12 for pulse-controlled inverter 14. Vehiculului dispozitiv de control 18 specifica setare enginetorque Mm, setare pentru controlul motorului 13 si precizeaza setare cuplu M.sub.e, setare a masinii electrice 12 pentru invertor impulsuri controlate 14. Setpoint gear g.sub.setpoint is specified for transmission control 16. Setpoint g.sub.setpoint viteze este specificat pentru controlul de transmisie 16. Pulse-controlled inverter 14 isconnected to the onboard electrical system, to which the electrical consumers and a battery 20 are also connected. invertor Pulse controlate 14 isconnected la bord sistemul electric, la care consumatorii electrice si o baterie de 20 sunt, de asemenea, conectate. Vehicle control device 18 may determine, via electrical consumer devices, the need for electrical power P.sub.e,setpoint by the electricalconsumers. Vehiculului dispozitiv de control 18 mai stabili, prin intermediul dispozitivelor electrice de consum, nevoia de putere Pe electric, setare de electricalconsumers.

The determination of optimum operating state x.sub.opt in 'determination of optimum operating state' module 6 according to FIG. Determinarea xopt optime in stare de functionare 'determinarea stare de functionare optima' Modulul 6 conform Fig. 2 is described below with reference to the schematic flow diagram according to one embodiment of the present inventionshown in FIG. 2 este descris mai jos cu referire la diagrama schematica in conformitate cu o intruchipare a inventionshown prezente in FIG. 4.

Setpoint transmission output torque M.sub.ga,setpoint is determined from required mechanical power P.sub.m,setpoint according to computing rule M.sub.ga,setpoint=P.sub.m,setpoint/nga, where nga is the transmission output speed. Setare de transport de iesire cuplu M.sub.ga, setare este determinata de puterea necesara Pm mecanice, setare in conformitate cu regula de calcul Mga, setare = Pm, setare / NGA, in cazul in care este NGA iesire viteza de transmisie. Setpointtransmission input torque M.sub.ge,setpoint is calculated to be M.sub.ge,setpoint=M.sub.ga,setpoint/mueg, where mueg denotes the torque amplification of automatic transmission 15 at the instantaneously engaged gear. Setpointtransmission intrare cuplu M.sub.ge, setare este calculata pentru a fi Mge, setare = Mga, in cazul in care se denota amplificarea cuplu de transmisie automata 15 la viteze instantaneu angajat.

For the drive train shown in FIG. Pentru tren de rulare in fig. 3, the following relationship according to computing rule 6 M.sub.ge=M.sub.m+M.sub.e is valid, where M.sub.m describes the effective engine torque and M.sub.e describes the torque of electric machine 12. 3, urmatoarea relatie de calcul in conformitate cu regula 6 Mge = Mm + Me este valabil, in cazul in care Mm descrie cuplul motor eficient si Me descrie cuplu de masini electrice 12. Theoperating state of unit system 1 is characterized by computing rule 7 x=(M.sub.m, M.sub.e, g, nga) where g describes the engaged transmission gear and nga describes the transmission output speed. Theoperating de stat a sistemului Unitatea 1 este caracterizat de regula de calcul 7 x = (Mm, Me, g, SNG) unde g descrie transmisie angajate si nga descrie iesire viteza de transmisie. Engine speed nm and speed ne of electric machine 12 areequal, and are specified by gear g and transmission output speed nga. Motorului nm viteza si ne viteza de 12 de masini electrice areequal, si sunt specificate de g de viteze si viteza de transmisie de iesire NGA.

Possible operating states x.sub.k are determined by varying torque M.sub.e of electric machine 12, within the limits of the characteristic curve for the minimum and maximum torque, in discrete steps using an applicable increment. Posibile state de operare x.sub.k sunt determinate de diferite M.sub.e cuplu de masini electrice de 12, in limitele curbei caracteristice pentru cuplul de forte minime si maxime, in trepte discrete utilizand o crestere aplicabile.

Electrical power P.sub.elm of electric machine 12 results from torque M.sub.e and speed ne of electric machine 12, using a characteristic map. puterea P.sub.elm electrice de masini electrice 12 rezultate din M.sub.e cuplului si NE viteza de masini electrice de 12, utilizand o harta caracteristica. Positive torques (machine operating in drive mode) result in electrical power consumption(P.sub.elm&lt;0). cuplurile pozitive (masina de operare in unitatea de modul) duce la consumul de energie electrica (Pelm <0). Negative torques (machine operating in generator mode) result in electrical power output (P.sub.elm&gt;0). Cuplurile de negative (de operare calculator, in cadrul generator de mode) rezultat in productia de energie electrica (Pelm> 0). The electrical power output of battery 20 is calculated from required electrical power P.sub.e,setpoint and the powerconsumed/output by electric machine 12, according to computing rule 8: P.sub.batt=P.sub.elm-P.sub.e,setpoint Productia de energie electrica a acumulatorului 20 este calculata din puterea necesara Pe electrice, setare si powerconsumed / iesire prin masina electrica 12, in conformitate cu regula de calcul 8: Pbatt = Pelm-Pe, setare

Subsequently, only operating states x.sub.k for which P.sub.batt is in a predetermined interval are pursued further. Ulterior, numai de operare state xk Pbatt pentru care este intr-un interval prestabilit sunt urmarite in continuare. This interval may be set as a function of charge state SOC of battery 20. Acest interval se poate stabili ca o functie de stat SOC incarcare a bateriei 20.

From P.sub.batt, dE.sub.e/dt is determined using an efficiency characteristic map for battery 20. Din Pbatt, dEe / dt este determinata utilizand o eficienta harta caracteristice pentru baterie 20. dE.sub.c/dt is determined from the setpoint engine torque obtained according to computing rule 9 M.sub.m,setpoint=M.sub.ge,setpoint=M.sub.e and aconsumption characteristic map of internal combustion engine 11. dEc / dt este determinat din cuplul motor setare obtinute in conformitate cu regula de calcul 9 Mm, setare = Mge, setare = Me si aconsumption harta caracteristica a motorului cu ardere interna 11 . Variables dE.sub.m/dt and dE.sub.t/dt are set to zero in the application example. Variabile dEm / dt si dEt / dt sunt setate la zero in exemplu de aplicare. Using computing rules 2, 3, and 4, the operating state x.sub.k=((M.sub.ge,setpoint-M.sub.e,k),(M.sub.e,k), g, nga) is selected for which .GAMMA. Utilizarea regulilor de calcul 2, 3 si 4, starea de functionare xk = ((Mge -Me), (Me, k), g, nga) este selectata pentru care Γ presupune un nivel minim. Setpoint operating state x.sub.setpoint is set equal to optimum operating state x.sub.opt. Setare de stat x.sub.setpoint de operare este setat egal cu optima de operare xopt de stat. The manipulated variables for the units, determined in 'actuation of unit system' module 9in FIG. Variabile manipulate pentru unitatile, determinata in 'functiune a sistemului de unitate' 9in modulul FIG. 2, are M.sub.m,setpoint, M.sub.e,setpoint and g.sub.setpoint. 2, sunt Mm, setare, Me, setare si gsetpoint.

In the described sequence, gear g.sub.setpoint is not varied; rather, it is assumed that the gear is predetermined from an arithmetic block for transmission control. În secventa de descris, gsetpoint de viteze nu este variat, mai degraba, se presupune ca este predeterminata de viteze de la un bloc de aritmetica pentru controlul de transmisie. However, in a further advantageous embodiment the setpoint gear may bedetermined by the optimization method in 'determination of optimum operating state' module 6 according to FIG. Cu toate acestea, intr-o intruchipare avantajoasa si mai mult de viteze setare poate bedetermined prin metoda de optimizare in 'determinarea stare de functionare optima' Modulul 6 conform Fig. 2. To this end, the above-described computing steps are performed for the instantaneous gear as well as for the next higher and next lowergear. În acest scop, pasii de mai sus-descrise de calcul sunt efectuate pentru transmisia de instantanee, precum si pentru urmatorii superior si lowergear viitor. The gear for which power function .GAMMA. Unelte pentru care functia de putere. Gamma. assumes a minimum is determined as the optimum gear. presupune o minima este determinata ca fiind de viteze optime.





Politica de confidentialitate





Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate