Method for controlling an electrical vehicle system

专利摘要:
Es ist ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeugsystems mit vielen Energiequellen (101, 102, 103, 112) inklusive einem maschinengetriebenen Generator (102) offenbart. Die Energiequellen zum Zuführen von Energie zum Laden einer bordseitigen Batterie (103) werden, basierend auf einer Differenz zwischen den Energieerzeugungskosten von jeder Energiequelle (101, 102, 103, 112) und denjenigen zum Erzeugen eines Energiebetrages, der in die Batterie (103) geladen wird, bestimmt. Ferner werden die Energiebeträge, die der Batterie (103) zum Laden derselben zugeführt werden, basierend auf dem Energiebetrag, der momentan in die Batterie (103) geladen wird, bestimmt.A method for controlling an electrical vehicle system with many energy sources (101, 102, 103, 112) including a machine-driven generator (102) is disclosed. The energy sources for supplying energy for charging an on-board battery (103) are based on a difference between the energy generation cost of each energy source (101, 102, 103, 112) and those for generating an amount of energy that is charged into the battery (103) is determined. Furthermore, the amounts of energy that are supplied to the battery (103) for charging the same are determined based on the amount of energy that is currently being charged into the battery (103).
公开号:DE102004009146A1
申请号:DE102004009146
申请日:2004-02-25
公开日:2004-09-02
发明作者:Kazuyoshi Kariya Obayashi；Keisuke Kariya Tani
申请人:Denso Corp；
IPC主号:B60R16-02

专利说明:
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifftein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeugsystems miteiner Vielzahl an Stromversorgungsquellen inklusive einem maschinenangetriebenenGenerator.The present invention relates toa method for controlling an electric vehicle system witha variety of power sources including a machine powered oneGenerator.
[0002] Bei Hybridfahrzeugen wird eine regenerative Bremsungallgemein zum Laden einer Batterie verwendet, es wird nämlich dieBatterie mit Hilfe des regenerativen Bremsvorganges oder durch eineMaschine geladen. Brennstoff wird verbraucht, wenn die Batteriedurch die Maschine geladen wird, während jedoch Brennstoff nichtverbraucht wird, wenn die Batterie durch den regenerativen Bremsvorganggeladen wird. Daher schwanken die Energieerzeugungskosten zum Ladender Batterie in Einklang mit oder abhängig von den Energiequellen.Die Energieerzeugungskosten bedeuten Fahrkosten zum Erzeugen derEnergie. In einem Fall, bei dem die Energieerzeugung durch die Maschinedurchgeführtwird, werden die Kosten fürdie Energieerzeugung durch die Erhöhungen im Brennstoffverbrauchzum Erhöhender Maschinenleistung fürdie Energieerzeugung bestimmt oder bestehen aus Kosten zur Anschaffung desBrennstoffes.In hybrid vehicles, regenerative braking is usedgenerally used to charge a battery, namely theBattery using the regenerative braking process or by aMachine loaded. Fuel is consumed when the batteryis loaded by the machine while fuel is notis consumed when the battery is regenerated by brakingis loaded. Therefore, the energy generation costs for charging fluctuatethe battery in line with or depending on the energy sources.The energy generation costs mean travel costs to generate theEnergy. In a case where the energy is generated by the machinecarried outwill, the cost ofthe generation of energy through increases in fuel consumptionto increasethe machine performance forthe energy production determines or consists of costs for the purchase of theFuel.
[0003] Die Wirtschaftlichkeit hinsichtlichdes Brennstoffes einer Maschine variiert abhängig von den Betriebsbedingungendes Fahrzeugs in einem Fall, bei dem die Batterie mit der Energiegeladen wird, welche durch die Maschine erzeugt wird. Es variieren nämlich dieEnergieerzeugungskosten zum Aufladen der Batterie von Zeit zu Zeit.Da die Energieerzeugungskosten abhängig von den Energiequellenvariieren, variieren auch die Kosten der Energieerzeugung zum Zuführen vonEnergie zu den elektrischen Lasten in dem Fahrzeug zu unterschiedlichenZeitpunkten.The economy in terms ofthe fuel of a machine varies depending on the operating conditionsof the vehicle in a case where the battery runs on energyis loaded, which is generated by the machine. The varyEnergy production costs to charge the battery from time to time.Because the energy production costs depend on the energy sourcesvary, the cost of generating power to supply also varyEnergy to different from the electrical loads in the vehicleTimes.
[0004] Ein Verfahren und ein Gerät zum Bestimmen derKosten der Batterieenergie fürein Hybridfahrzeug, welches die Batterieenergie in hohen Raten verwendet,ist in der US-6,335,610B1 (JP-A-2002-118905) vorgeschlagen. Bei diesem Verfahrenwerden die Kosten fürdie Zufuhr der Ladeenergie zu der Batterie periodisch berechnet.Wenn die Berechnung in einem langen Zyklus durchgeführt wird,beeinflussen die Informationen, welche die frühere Batterieaufladung betreffen,ausgeprägtdie Berechnung. Als ein Ergebnis werden die Kosteninformationennicht in richtiger Weise in einer rechtzeitigen Weise auf den neuestenStand gebracht, nachdem sich die Energieerzeugungsbedingungen geändert haben.Darüberhinaus wird ein groß bemessenerSpeicher fürdie Berechnung benötigt.A method and apparatus for determining the cost of battery power for a hybrid vehicle that uses the battery power at high rates is known US 6,335,610 B1 (JP-A-2002-118905). In this method, the cost of supplying the charging energy to the battery is calculated periodically. If the calculation is carried out in a long cycle, the information relating to the previous battery charging strongly influences the calculation. As a result, the cost information is not properly updated in a timely manner after the power generation conditions have changed. In addition, a large memory is required for the calculation.
[0005] Wenn die Berechnung in einem kurzenZyklus durchgeführtwird, beeinflussen die momentanen Kosteninformationen ausgeprägt die Berechnung.Als ein Ergebnis wird der Betrag der Energie, der an früherer Stellein die Batterie geladen wurde, nicht in den Kosteninformationenwiedergegeben. Ferner wird die Verwendung der Informationen hinsichtlichder berechneten Batterieenergiekosten in der US 6,335,610 B1 nicht vorgeschlagen.If the calculation is carried out in a short cycle, the current cost information significantly influences the calculation. As a result, the amount of energy that was previously charged into the battery is not reflected in the cost information. Furthermore, the use of the information regarding the calculated battery energy costs in the US 6,335,610 B1 not suggested.
[0006] Die Energieerzeugungskosten zum Laden derBatterie könnenreduziert werden, indem in wirtschaftlicher Weise die Energieerzeugunggemanagt wird. Ein effektives Energieerzeugungsmanagement wurdebisher nicht in Verbindung mit der wirtschaftlichen Verwendung desBrennstoffes geschaffen.The energy production cost to load theBattery cancan be reduced by economically generating energyis managed. An effective energy generation management wasso far not in connection with the economic use of theFuel created.
[0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegendenErfindung, ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeugsystemszum Verbessern der Brennstoffwirtschaftlichkeit durch Managen derEnergieerzeugungskosten des elektrischen Systems zu schaffen, welcheseffektiv exakt berechnete bordseitige Batterieenergiekosten verwendet.Ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeugsystems der vorliegendenErfindung ist dafürausgebildet, um ein elektrisches Fahrzeugsystem zu steuern, welches Energievon einer Vielzahl von Energiequellen bzw. Stromversorgungsquellenzu bordseitigen elektrischen Lasten und einer Batterie zuführt.It is therefore the task of the presentInvention, a method for controlling an electrical vehicle systemto improve fuel economy by managing theTo create energy generation costs of the electrical system whicheffectively used exactly calculated on-board battery energy costs.A method for controlling a vehicle electrical system of the presentInvention is for thattrained to control an electrical vehicle system that uses energyfrom a variety of energy sources or power supply sourcesto onboard electrical loads and a battery.
[0008] Das Verfahren umfasst die Ableitungvon Informationen hinsichtlich der Energieerzeugungskosten der Energiequellenund das Einstellen der Verteilung der Energiezufuhr unter den Energiequellen oderEinstellen der Energieempfangsraten der Lasten und der Batteriebasierend auf den Informationen. Jeder Energieerzeugungskostenpunktkann durch Berechnen eines Kostenpunktes der Energieerzeugungseinheitfür jedeEnergiequelle bestimmt werden. Die Einstellung der Verteilung derStromzufuhr oder der Energieempfangsraten wird in einer solchen Weisedurchgeführt,daß dieEnergieerzeugungskosten reduziert werden.The procedure includes the derivationinformation regarding the energy production costs of the energy sourcesand adjusting the distribution of energy supply among the energy sources orSetting the energy reception rates of the loads and the batterybased on the information. Every energy production cost pointcan by calculating a cost point of the power generation unitfor everyEnergy source can be determined. Setting the distribution of thePower supply or energy reception rates will be in such a waycarried out,that theEnergy production costs can be reduced.
[0009] Es werden den Energiequellen basierendauf den Energieerzeugungskosten der Energiequelle Prioritäten zugewiesen,so daß dieEnergiequellen, die Energie mit niedrigen Kosten erzeugen, größere Mengender Energie zuführen.Es könnensomit die Gesamt-Energieerzeugungskosten des elektrischen Systemsreduziert werden und es wird die Brennstoffwirtschaftlichkeit desFahrzeugs verbessert.It will be based on the energy sourcesassigned priorities on the energy production costs of the energy source,So that theEnergy sources that produce energy at low cost, larger quantitiesof energy.It canhence the total energy production cost of the electrical systembe reduced and the fuel economy of theVehicle improved.
[0010] Das oben genannte Ziel und weitereZiele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergebensich klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinweisauf die beigefügten Zeichnungen.In den Zeichnungen zeigen:The above goal and othersObjectives, features and advantages of the present invention resultclearer from the following detailed description under referenceon the attached drawings.The drawings show:
[0011] 1 einBlockschaltbild, welches ein elektrisches Fahrzeugsystem gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung darstellt; 1 3 is a block diagram illustrating a vehicle electric system according to the first embodiment of the present invention;
[0012] 2 einerläuterndesDiagramm, welches Energieerzeugungssteuervorgänge des elektrischen Fahrzeugsystemsgemäß der erstenAusführungsformwiedergibt; 2 an explanatory diagram which Reflects power generation control operations of the vehicle electric system according to the first embodiment;
[0013] 3 einFlußdiagramm,welches Energieverteilungssteuervorgänge gemäß der ersten Ausführungsformveranschaulicht; 3 3 is a flowchart illustrating power distribution control operations according to the first embodiment;
[0014] 4 charakteristischeKurven, welche eine Beziehung zwischen den Energieerzeugungskosten derBatterie und denjenigen anderer Energiequellen gemäß der erstenAusführungsformdarstellen; 4 characteristic curves showing a relationship between the energy generation cost of the battery and that of other energy sources according to the first embodiment;
[0015] 5 einendreidimensionalen Plan, der eine Beziehung zwischen dem Ladezustand(SOC) der Batterie, der Änderungsrateim Ladezustand (dSOC/dt) und einen Index der Ladung (K) gemäß der erstenAusführungsformdarstellt; 5 a three-dimensional map showing a relationship between the state of charge (SOC) of the battery, the rate of change in state of charge (dSOC / dt) and an index of charge (K) according to the first embodiment;
[0016] 6 einerläuterndesDiagramm, welches den Betrieb eines Programms zum Berechnen der Energieerzeugungskostender Batterie veranschaulicht, die in einer Energieversorgungssteuervorrichtunggemäß einerzweiten Ausführungsformgespeichert ist; 6 11 is an explanatory diagram illustrating the operation of a program for calculating the power generation cost of the battery stored in a power supply control device according to a second embodiment;
[0017] 7 einFlußdiagramm,welches die Schritte zum Berechnen der Energieerzeugungskosten der Batteriegemäß der zweitenAusführungsformdarstellt; 7 FIG. 3 is a flowchart showing the steps for calculating the energy generation cost of the battery according to the second embodiment;
[0018] 8 einFlußdiagramm,welches die Schritte zum Korrigieren eines kumulativen Fehlers gemäß der zweitenAusführungsformveranschaulicht; und 8th a flowchart illustrating the steps for correcting a cumulative error according to the second embodiment; and
[0019] 9 einBlockschaltbild, welches ein elektrisches Fahrzeugsystem mit einemanderen elektrischen System und einem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umsetzer wiedergibt. 9 a block diagram showing an electrical vehicle system with another electrical system and a DC-to-DC converter.
[0020] Es werden nun bevorzugte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungenerläutert.In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen dafür verwendet,um gleiche Komponenten und Vorrichtungen zu bezeichnen.Preferred embodiments now becomeof the present invention with reference to the accompanying drawingsexplained.In the drawings, the same reference numbers are used forto designate the same components and devices.
[0021] Ein Steuerverfahren für ein elektrisches Fahrzeugsystemwird zum Steuern eines Energieversorgungssystems eines Hybridfahrzeugsverwendet. Ein elektrisches System 1 enthält ein Stromversorgungssystemund ist in 1 gezeigt.Eine Maschine 101 ist mit einem Generator 102 über einenRiemen 107 verbunden. Der Generator 107 ist miteiner Batterie 103 und mit Laststeuervorrichtungen 110a–110e über Stromversorgungsleitungen(PS) 108 verbunden. Die Laststeuervorrichtungen 110a, 110b und 110e steuerndie Stromzufuhr zu den Lasten 111a1–111a3, 111b1–111b3, 111e1–111e3,und zwar jeweils. Die Laststeuervorrichtungen 110a, 110b und 110e enthaltenBetriebsschalter (nicht gezeigt) und vielfältige Sensoren (nicht gezeigt)zur Durchführung derSteuerung. Sie steuern die Ausgangsgrößen 111a1–111a3, 111b1–111b3, 111e1–111e3 basierend aufSignalen, die von externen Vorrichtungen eingespeist werden oderauf Grund der Ausgangsgrößen derSensoren. Sie stellen die Ausgangsgrößen ein oder starten und stoppendie Ausgabe fürdie Steuerung.A control method for an electric vehicle system is used to control a power supply system of a hybrid vehicle. An electrical system 1 contains a power supply system and is in 1 shown. A machine 101 is with a generator 102 over a strap 107 connected. The generator 107 is with a battery 103 and with load control devices 110a - 110e via power supply lines (PS) 108 connected. The load control devices 110a . 110b and 110e control the power supply to the loads 111a1 - 111a3 . 111b1 - 111b3 . 111e1 - 111e3 , each time. The load control devices 110a . 110b and 110e contain operating switches (not shown) and various sensors (not shown) for performing the control. You control the output variables 111a1 - 111a3 . 111b1 - 111b3 . 111e1 - 111e3 based on signals that are input from external devices or based on the output quantities of the sensors. You set the output variables or start and stop the output for the control.
[0022] Eine Maschinensteuervorrichtung 104 zum Steuernder Maschine 101 ist mit einer Stromversorgungs-(PS)-Steuervorrichtung 105 verbunden.Diese sendet verschiedene Arten von Informationen hinsichtlich derMaschinenzuständeinklusive der Maschinendrehzahl, die durch Sensoren detektiert werden(nicht gezeigt), zu der PS-Steuervorrichtung 105. Die Maschinensteuervorrichtung 104 erhöht auch odervermindert auch die Ausgangsleistungen der Maschine 101 basierendauf den Befehlssignalen von der PS-Steuervorrichtung 105.A machine control device 104 to control the machine 101 is with a power supply (PS) control device 105 connected. This sends various types of information regarding the machine conditions including the engine speed, which are detected by sensors (not shown), to the PS control device 105 , The machine control device 104 also increases or decreases the output of the machine 101 based on the command signals from the PS control device 105 ,
[0023] Die PS-Steuervorrichtung 105 überwachtdie Zuständedes Generators 102, der Batterie 103 und der PS-Leitungen 108 undsteuert den Generator 102 über eine Generatorsteuervorrichtung 112.Die PS-Steuervorrichtung 105 ist mit der Generatorsteuervorrichtung 112 verbunden,und die Energieerzeugung des Stromgenerators oder Leistungsgenerators 102 wirdbasierend auf den Befehlssignalen von der PS-Steuervorrichtung 105 gesteuert.The PS control device 105 monitors the status of the generator 102 , the battery 103 and the PS lines 108 and controls the generator 102 via a generator control device 112 , The PS control device 105 is with the generator control device 112 connected, and the power generation of the electricity generator or power generator 102 is based on the command signals from the PS control device 105 controlled.
[0024] Die Generatorsteuervorrichtung 112 sendet Informationen über Generatoren,inklusive dem Strom, der erzeugt wird, bzw. inklusive dem erzeugtenAusgabestrom und einer Drehzahl des Generators 102, zuder PS-Steuervorrichtung 105. Ein Batteriestromsensor 107,ein Laststromsensor 109, ein Batterietemperatursensor 113 undein Batteriespannungssensor (nicht gezeigt) sind mit der PS-Steuervorrichtung 105 verbunden.Die PS-Steuervorrichtung 105 empfängt Informationen über Eingangs- undAusgangsströmeder Batterie, einen Laststrom, einer Batterietemperatur und einerBatteriespannung. Die PS-Steuervorrichtung 105 ist mitden Laststeuervorrichtungen 110a und 110b über Multiplex-Signalübertragungsleitungen 106 verbunden.Die Informationen werden in zwei Richtungen zwischen der PS-Steuervorrichtung 105 undden Laststeuervorrichtungen 110a und 110b über Vielfachkommunikationengesendet.The generator control device 112 sends information about generators, including the current that is generated or including the generated output current and a speed of the generator 102 , to the PS control device 105 , A battery current sensor 107 , a load current sensor 109 , a battery temperature sensor 113 and a battery voltage sensor (not shown) are with the PS control device 105 connected. The PS control device 105 receives information about battery input and output currents, load current, battery temperature and battery voltage. The PS control device 105 is with the load control devices 110a and 110b via multiplex signal transmission lines 106 connected. The information is sent in two directions between the PS control device 105 and the load control devices 110a and 110b sent over multiple communications.
[0025] Die Generatorsteuervorrichtung 112 empfängt Fahrzeugbremsinformationenvon einem Fahrzeugcontroller (nicht gezeigt). Dieser steuert dieEnergieerzeugung des Generators 102 basierend auf dem Wert,welcher das Ausmaß derBremsung anzeigt, festgelegt auf der Grundlage der Bremsinformationen.Die Generatorsteuervorrichtung 112 erzeugt eine Fahrzeugbremskraft,die fürdiese Steuerung erforderlich ist, und zwar durch Erhöhen desBetrages des Feldstromes in dem Generator 102, um eineregenerative Bremskraft zu liefern.The generator control device 112 receives vehicle brake information from a vehicle controller (not shown). This controls the energy generation of the generator 102 based on the value indicating the extent of braking, based on the braking information. The generator control device 112 generates a vehicle braking force required for this control by increasing the amount of field current in the generator 102 to deliver a regenerative braking force.
[0026] Der Fahrzeugcontroller berechnetden Betrag der Bremskraft entsprechend dem Betätigungsausmaß einerBremsvorrichtung, welches durch einen Bremspedalsensor (nicht gezeigt)detektiert wird. Er subtrahiert den Betrag der regenerativen Bremskraftvon dem Betrag der Fahrzeugbremskraft und sendet ein Befehlssignalzu einem hydraulischen Bremssystem zum Erzeugen der berechneten Bremskraft.Die Generatorsteuervorrichtung 112 bestimmt eine Erhöhung inder Energieerzeugung, die durch den regenerativen Bremsvorgang erzeugt wird,und zwar innerhalb eines Bereiches der maximalen Energieerzeugungskapazität des Generators 102.Dann stellt diese die Erhöhunginnerhalb eines Bereiches der maximalen Ladekapazität der Batterie ein,welche dem Energiebetrag entspricht, der für eine vollständige Aufladungder Batterie erforderlich ist. Es steuert nämlich die Generatorsteuervorrichtung 112 dieEnergieerzeugung des Generators 102, der Aufladung undEntladung der Batterie 103 und auch den Energieverbrauchvon jeder Last 111a1–111a3, 111b1–111b3, 111e1–111e3.The vehicle controller calculates the amount of braking force in accordance with the extent of actuation of a braking device, which is detected by a brake pedal sensor (not shown). It subtracts the amount of regenerative braking force from the amount of vehicle braking force and sends a command signal to a hydraulic one Brake system for generating the calculated braking force. The generator control device 112 determines an increase in the power generation generated by the regenerative braking operation within a range of the maximum power generation capacity of the generator 102 , Then this sets the increase within a range of the maximum charge capacity of the battery, which corresponds to the amount of energy required for a full charge of the battery. It controls the generator control device 112 the energy generation of the generator 102 , charging and discharging the battery 103 and also the energy consumption of every load 111a1 - 111a3 . 111b1 - 111b3 . 111e1 - 111e3 ,
[0027] Es wird nun die Energiesteuerungdes elektrischen Systems 1, welches durch die PS-Steuervorrichtung 105 durchgeführt wird,unter Hinweis auf 2 erläutert. DieEnergiesteuerung umfaßteine Energieerzeugungssteuerung und eine Energieverbrauchssteuerung.Die Energieerzeugungssteuerung umfaßt die Schritte zum Detektierender Energiequellen, die gegenwärtigoder in aktueller Weise Energie zuführen, und auch das Bestimmendes Betrages der erzeugten Energie für jede Energiequelle. Die erzeugteEnergie und der Betrag der erzeugten Energie werden als Zufuhrenergieund als Quote für dieEnergieverteilung von jeder Energiequelle jeweils bezeichnet. DieSteuerung umfaßtferner einen Schritt zum Ausgeben von Befehlssignalen, die die vorbestimmtenBeträgeder Energie anzeigen, zu den jeweiligen Energiequellen.It will now be the energy control of the electrical system 1 which is controlled by the PS control device 105 is carried out with reference to 2 explained. Energy control includes energy generation control and energy consumption control. Power generation control includes the steps of detecting the energy sources that are currently or currently supplying energy, and also determining the amount of energy generated for each energy source. The energy generated and the amount of energy generated are referred to as supply energy and as a quota for the energy distribution from each energy source. The controller further includes a step of outputting command signals indicative of the predetermined amounts of energy to the respective energy sources.
[0028] Die Energiequellen enthalten dieMaschine 101, das regenerative Bremssystem, die Batterie 103 undandere elektrische Systeme. Das regenerative Bremssystem funktioniertauch als ein Bestimmungsort der Stromversorgung. Eine Kombinationaus dem Generator 102 und der Generatorsteuervorrichtung 112 funktioniertals ein regeneratives Bremssystem, und zwar während des regenerativen Bremsvorganges.Die Kosten fürdie Erzeugung der Energieeinheit werden im folgenden als Energieerzeugungskosten oderEnergiekosten bezeichnet.The energy sources contain the machine 101 , the regenerative braking system, the battery 103 and other electrical systems. The regenerative braking system also functions as a destination for the power supply. A combination of the generator 102 and the generator control device 112 works as a regenerative braking system, during the regenerative braking process. The costs for generating the energy unit are referred to below as energy generation costs or energy costs.
[0029] Die Maschine 101 schicktEnergie zu den PS-Leitungen 108, und zwar über denGenerator 102, wenn sie als Energiequelle arbeitet. DieEnergieerzeugungskosten der Maschine, die aus einem Kostenpunktentsprechend der Erzeugung von elektrischer Energie durch eine Energieabgabeder Maschine bestehen, wird mit Hilfe der folgenden Formel berechnet: einEinheitsbrennstoffpreis × momentaner Energieerzeugungswirkungsgradder Maschine (Brennstoffverbrauch pro Energieeinheit) × Generatorwirkungsgrad. The machine 101 sends energy to the PS lines 108 , via the generator 102 when it works as an energy source. The energy production cost of the machine, which consists of a cost corresponding to the generation of electrical energy by an energy output of the machine, is calculated using the following formula: a unit fuel price × current energy production efficiency of the machine (fuel consumption per energy unit) × generator efficiency.
[0030] Der Maschinenwirkungsgrad variiertabhängigdavon, wie sich der Maschinenarbeitspunkt entsprechend der Energieerzeugungbewegt. Obwohl die Energieerzeugungskosten der Maschine zunehmen,wenn die Maschine mit niedrigem Wirkungsgrad arbeitet, verbessertsich der Maschinenwirkungsgrad mit der Energieerzeugung. Wenn dieMaschine mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, verbessert sichder Maschinenwirkungsgrad nicht mit der Energieerzeugung. Jedochist der Maschinenwirkungsgrad selbst gut. Es wird somit ein Betragdes Brennstoffverbrauches bei jedem Maschinenarbeitspunkt zum Berechnender Energieerzeugungskosten verwendet.The machine efficiency variesdependenthow the machine operating point corresponds to the energy productionemotional. Although the machine's energy production costs are increasing,if the machine works with low efficiency, improvedmachine efficiency with energy generation. If theMachine works with a high efficiency, improvesthe machine efficiency is not related to the generation of energy. howeverthe machine efficiency itself is good. It becomes an amountto calculate the fuel consumption at each machine operating pointof energy generation costs used.
[0031] Wenn beispielsweise der Maschinenwirkungsgradbei 300 g/kWh bei einem Maschinenarbeitspunkt α liegt und bei 280 g/kWh beieinem Maschinenarbeitspunkt β liegt,beträgtdie Energie der Maschine, die fürdie Energieerzeugung verwendet wird, gleich 1500 U/Min. × 2π/60 × 20 Nn= 3,1 kW. Eine Erhöhungim Brennstoffverbrauch beträgtdann 0,28 × (1500U/Min. × 2π/60 × 70 Nn) – 0,300 × 1500 U/Min. × 2π/60 × 50 Nn)= 722 g/h. Als ein Ergebnis liegt der Brennstoffverbrauch pro 1kW der Leistung der Maschine bei 233 g/kWh. Wenn der Energieerzeugungswirkungsgradbei 0,8 liegt, werden die Energieerzeugungskosten auf 291 g/kWhumgewandelt.For example, if the machine efficiencyat 300 g / kWh with a machine operating point α and at 280 g / kWhis a machine operating point β,isthe energy of the machine forpower generation is used, equal to 1500 rpm. × 2π / 60 × 20 Nn= 3.1 kW. An increasein fuel consumptionthen 0.28 × (1500U / min. × 2π / 60 × 70 Nn) - 0.300 × 1500 rpm. × 2π / 60 × 50 Nn)= 722 g / h. As a result, the fuel consumption is per 1kW of the machine's output at 233 g / kWh. If the energy generation efficiencyis 0.8, the energy production cost will be 291 g / kWhconverted.
[0032] Die Energieerzeugungskosten der Maschine 101 werdenexakt unter Einbeziehung des Generatorwirkungsgrades berechnet.Als ein Ergebnis wird ein Maschinenarbeitspunkt, bei dem die Energieerzeugungskostenniedrig liegen, präzisebestimmt. Indem durch die Maschine 101 Energie hauptsächlich beidiesem Punkt erzeugt wird, könnendie Energieerzeugungskosten reduziert werden. Die Maschinenenergieerzeugungskostenwerden dadurch berechnet, indem eine Erhöhung in dem Brennstoffverbrauchzum Betreiben der Maschine 101 entsprechend der Energieerzeugungumgesetzt oder umgewandelt wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens wirdeine Wirkung, daß derBrennstoffverbrauch pro Leistungseinheit der Maschine 101 vermindertwird, in Energieerzeugungskosten umgesetzt oder umgewandelt. DieMaschine 101 wird effektiv für die Energieerzeugung verwendet,indem die Energiequellen basierend auf den umgesetzten oder umgewandeltenKosten ausgewähltwerden.The energy production cost of the machine 101 are calculated taking into account the generator efficiency. As a result, a machine operating point at which the power generation cost is low is precisely determined. By the machine 101 Energy is mainly generated at this point, the energy production costs can be reduced. The machine power generation cost is calculated by adding an increase in fuel consumption to operate the machine 101 is implemented or converted in accordance with the generation of energy. With the help of this method, an effect is achieved that the fuel consumption per power unit of the machine 101 is reduced, converted into energy production costs or converted. The machine 101 is effectively used for power generation by selecting the energy sources based on the converted or converted costs.
[0033] Das regenerative Bremssystem, welchesals eine Energiequelle dient, ist mit den PS-Leitungen 108 über denGenerator 102 verbunden, der einen Teil des Systems bildet.Die Kosten der regenerativen Energie (regenerative Energiekosten)durch das regenerative Bremssystem werden mit 0 bei dieser Ausführungsformberechnet, und zwar zum Zwecke der Vereinfachung. Es sind nämlich Batterieentladungenoder andere Faktoren ignoriert.The regenerative braking system, which serves as an energy source, is connected to the PS lines 108 about the generator 102 connected, which forms part of the system. The cost of the regenerative energy (regenerative energy cost) by the regenerative braking system is calculated with 0 in this embodiment, for the purpose of simplification. This is because battery discharges or other factors are ignored.
[0034] Elektrische Systeme, die verschiedenvon dem elektrischen System 1 sind, wie beispielsweise einim Handel erhältlichesEnergieversorgungssystem bzw. Stromversorgungssystem, welches zum Ladeneines Elektrofahrzeugs verwendet wird, während dieses parkt, können ebensovorgesehen werden. Ein elektrisches System 200, welchesin 9 gezeigt ist, unddas elektrische System 1 erzeugen Ausgangsgrößen, dieunterschiedliche Werte der Spannungen besitzen. Wenn das elektrischeSystem 1 nicht dafürverwendbar ist, um einen erforderlichen Betrag der Energie zuzuführen, wirdder Spannungswert des elektrischen Systems 200 auf denSpannungswert des elektrischen Systems 1 mit Hilfe eines Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umsetzers 300 eingestellt.Es wird dann Energie von dem elektrischen System 200 zudem elektrischen System 1 zugeführt. In gleicher Weise wirdEnergie von dem elektrischen System 1 zu dem elektrischenSystem 200 zugeführt, wenndas elektrische System 200 unfähig ist, den erforderlichenBetrag der Energie zuzuführen.Da die elektrischen Systeme 1, 200 untereinanderaustauschbar als Energiequellen funktionieren, kann die Flexibilität bei derBestimmung der Quoten fürdie Energieverteilung der Energiequellen verbessert werden.Electrical systems that are different from the electrical system 1 For example, a commercially available power supply system that is used to charge an electric vehicle while it is parking may also be provided. An electrical system 200 which in 9 is shown and the electrical system 1 generate output variables that have different values of Have tensions. If the electrical system 1 The voltage value of the electrical system cannot be used to supply a required amount of energy 200 to the voltage value of the electrical system 1 with the help of a DC-to-DC converter 300 set. It then becomes energy from the electrical system 200 to the electrical system 1 fed. In the same way, energy from the electrical system 1 to the electrical system 200 fed when the electrical system 200 is unable to supply the required amount of energy. Because the electrical systems 1 . 200 function interchangeably as energy sources, the flexibility in determining the quotas for the energy distribution of the energy sources can be improved.
[0035] In einem Hybridfahrzeug werden beispielsweiseeine Batterie mit hoher Spannung und eine Batterie mit niedrigerSpannung normalerweise vorgesehen. Wenn Energie nicht in ausreichenderWeise von dem elektrischen System zugeführt werden kann, welches mitder Batterie mit der hohen Spannung verbunden ist, wird die Energievon einem elektrischen System aus zugeführt, welches mit der Batteriemit der niedrigen Spannung verbunden ist, und zwar über einenGleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer. Die Energiekosten der anderenEnergiequellen werden dadurch berechnet, indem die Kosten für die Aufladungder Batterie mit der niedrigen Spannung mit dem Lade- und Entladewirkungsgradoder dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer-Wirkungsgrad multipliziertwerden.In a hybrid vehicle, for examplea high voltage battery and a low batteryVoltage normally provided. If energy is insufficientCan be supplied by the electrical system, which withthe battery is connected to the high voltage, the energysupplied by an electrical system which is connected to the batteryconnected to the low voltage, via oneDC-DC converter. The energy costs of othersEnergy sources are calculated by charging the costthe battery with the low voltage with the charging and discharging efficiencyor the DC-DC converter efficiency multipliedbecome.
[0036] Die Batterie 103 wird durchdie Maschine 101 durch den Generator 102 geladen,ebenso durch das regenerative Bremssystem oder durch eine externeStromversorgungsquelle überdie PS-Leitungen 108. Somit hängt der Energieerzeugungskostenpunktder Batterie 103, welcher die Kosten der Energieerzeugungbildet, die durch die Batterie 103 geliefert wird, zeitweiligvon den Anteilen der Maschinenenergiekosten, der Maschinenanschaffungskosten undder regenerativen Energiekosten ab. Es variieren nämlich dieKosten fürdie Aufladung der Batterie 103 entsprechend der Auflade-und Entladegeschichte der Batterie 103. Um die Kosten für die Wiederherstellungder geladenen Batterie wiederzugeben, werden die Energieerzeugungskostender Batterie 103 als ein Mittelwert der Schwankungen inden Kosten der Aufladung der Batterie 103 definiert. Der Mittelwertder Schwankungen wird als Energiekosten des Schwankungsmittelpunktesoder eines gemittelten Energiekostenpunktes bezeichnet.The battery 103 is through the machine 101 through the generator 102 charged, also by the regenerative braking system or by an external power supply via the PS lines 108 , Thus, the energy production cost of the battery depends 103 , which makes up the cost of power generation by the battery 103 is delivered temporarily from the shares of machine energy costs, machine acquisition costs and renewable energy costs. This is because the cost of charging the battery varies 103 according to the charging and discharging history of the battery 103 , To reflect the cost of restoring the charged battery, the energy production cost of the battery 103 as an average of the fluctuations in the cost of charging the battery 103 Are defined. The mean value of the fluctuations is referred to as the energy cost of the fluctuation center or an averaged energy cost point.
[0037] Die Energieverbrauchssteuerung umfaßt Schrittegemäß Detektierenvon Bestimmungsorten der Stromzufuhr, die aktuell eine Stromzufuhrbenötigen,und die Bestimmung der Beträgeder Energie für dieZufuhr. Die Bestimmungsorte der Stromzufuhr bilden Vorrichtungen,die die erzeugte Energie verbrauchen oder speichern, und es werdedie Energiebeträgeals Quoten fürdie Energieverteilung bestimmt. Die Energieverbrauchssteuerung umfaßt fernereinen Schritt gemäß Sendenvon Befehlssignalen zu den jeweiligen Bestimmungsorten, welche diebestimmten Beträgeangeben.The energy consumption control comprises stepsaccording to detectionfrom power supply destinations that currently have a power supplyneed,and determining the amountsthe energy for theSupply. The destinations of the power supply are devicesthat consume or store the generated energy and it willthe amounts of energyas odds fordetermines the energy distribution. Energy consumption control also includesone step according to sendingof command signals to the respective destinations, which thecertain amountsspecify.
[0038] Die Bestimmungsorte umfassen dieLasten 111a1–111e3,die Energie verbrauchen, und die Batterie 103, welche dieEnergie speichert. Die Bestimmungsorte können ferner eine Batterie mitniedriger Spannung (nicht gezeigt) enthalten. Die Batterie 103 wirdwährendder Aufladung zu einem Bestimmungsort und wird zu einer Energiequellewährendder Entladung; sie kann jedoch nicht beides zu einem Zeitpunkt sein.Bei dieser Energiesteuerung ist der Betrag der Energie, der demelektrischen System zugeführtwird, normalerweise gleich mit demjenigen Betrag, der durch dasSystem verbraucht wird, wenn Fehler und Verluste nicht mit einbezogenwerden.The destinations include the loads 111a1 - 111e3 that consume energy and the battery 103 which stores the energy. The destinations may also include a low voltage battery (not shown). The battery 103 becomes a destination during charging and becomes a source of energy during discharge; however, it cannot be both at a time. With this energy control, the amount of energy that is supplied to the electrical system is usually equal to the amount that is consumed by the system when errors and losses are not included.
[0039] Die PS-Steuervorrichtung 105 führt eineEnergieerzeugungssteuerung basierend auf der Gesamtheit der angefragtenEnergiemenge und der Gesamt-Energieerzeugungskapazität durch.Der gesamte angefragte Energiebetrag besteht aus einer Summe auseinem Energiebetrag, der zum Aufladen der Batterie 103 angefragtwird, und aus einem Energiebetrag, der für jede Last 111a–111e3 angefragt wird.Die Gesamt-Energieerzeugungskapazität besteht aus der momentanenEnergieerzeugungskapazitätdes elektrischen Systems 1. Wenn die Gesamt-Energieerzeugungskapazität gleichist mit oder größer istals die gesamte angefragte Menge der Energie, wird die gesamte angefragteMenge der Energie erzeugt. Wenn die Gesamt-Energieerzeugungskapazität niedrigerliegt als die gesamte angefragte Energiemenge, wird die Energieentsprechend der Gesamt-Energieerzeugungskapazität erzeugt. Alternativ wirddie gesamte angefragte Energiemenge auf einen maximalen Betrag derEnergie reduziert, den das elektrische System erzeugen kann.The PS control device 105 performs power generation control based on the total of the requested amount of energy and the total power generation capacity. The total requested amount of energy consists of a sum of an amount of energy used to charge the battery 103 is requested, and from an amount of energy for each load 111 - 111e3 is requested. The total power generation capacity consists of the current power generation capacity of the electrical system 1 , If the total power generation capacity is equal to or greater than the total requested amount of energy, the total requested amount of energy is generated. If the total power generation capacity is lower than the total amount of energy requested, the energy is generated according to the total power generation capacity. Alternatively, the total amount of energy requested is reduced to a maximum amount of energy that the electrical system can generate.
[0040] Es werden Befehlssignale von demVerteilungssteuerabschnitt 200 der Energiesteuervorrichtung 105 zuden jeweiligen Energiequellen oder Bestimmungsorten für die Energiesteuerungausgegeben. Der Verteilungssteuerabschnitt 200 sendet die Befehlssignalezum Zuführender angefragten Energiebeträgevon den Energiequellen zu den Bestimmungsorten.There are command signals from the distribution control section 200 the energy control device 105 to the respective energy sources or destinations for energy control. The distribution control section 200 sends the command signals to supply the requested amounts of energy from the energy sources to the destinations.
[0041] Der Verteilungssteuerabschnitt 200 speichertInformationen hinsichtlich eines Energiebetrags, den das elektrischeSystem 1 zuführenkann, und auch hinsichtlich der Energieerzeugungskosten zum Erzeugender Energie fürdiesen Betrag. Die Energieerzeugungskosten werden auch als Energiezufuhrkostenbezeichnet. Fürdie Energieerzeugung durch die Maschine 101 wird der maximaleEnergiebetrag bei der momentanen Maschinendrehzahl, die Kosten dererzeugten Energie fürden maximalen Betrag, ein empfohlener Energiebetrag für die Zufuhr unddie Kosten fürdie Erzeugung des empfohlenen Energiebetrages gespeichert.The distribution control section 200 stores information regarding an amount of energy that the electrical system 1 can supply, and also in terms of energy production costs for generating the energy for this amount. The energy generation costs are also referred to as energy supply costs. For the generation of energy by the machine 101 the maximum amount of energy at the current machine speed, the cost of the generated energy for the maximum amount, a recommended amount of energy for the supply and the costs for generating the recommended amount of energy are stored.
[0042] Fürdie Energieerzeugung durch das regenerative Bremssystem wird derEnergiebetrag, der erzeugt werden soll und durch das regenerativeBremssystem befehlt wird, und werden die Kosten für die Erzeugungder Energie fürdiesen Betrag (= 0) gespeichert. Für die Entladung der Batterie 103 wirdder Energiebetrag, den die Batterie 103 abgeben kann bzw.sich entladen kann, und werden die mittleren Energiekosten basierendauf der Aufladegeschichte der Batterie 103 bestimmt. DerEnergiebetrag, den die Batterie 103 abgeben kann, variiertabhängigvon den Temperaturen, der verbleibenden Ladeenergie und einem Verschlechterungswertder Batterie 103. In Verbindung mit der Stromzufuhr durchandere Energiequellen werden der Energiebetrag, den die Energiequellenzuführenkönnen,und werden die Energiekosten fürdie erzeugte Energie fürdiesen Betrag gespeichert.For the energy generation by the regenerative braking system, the amount of energy that is to be generated and is commanded by the regenerative braking system, and the costs for generating the energy for this amount (= 0) are stored. For discharging the battery 103 becomes the amount of energy that the battery 103 can discharge or discharge, and the average energy costs based on the charging history of the battery 103 certainly. The amount of energy the battery 103 can vary depending on the temperatures, the remaining charging energy and a deterioration value of the battery 103 , In connection with the supply of electricity by other energy sources, the amount of energy that the energy sources can supply and the energy costs for the energy produced are stored for this amount.
[0043] Es wird nun die Energieverteilungssteuerung unterHinweis auf 3 erläutert. EinBetrag der Zufuhrenergie und ein Energiekostenpunkt für jede Energiequellewerden mit Hilfe der oben beschriebenen Verfahren oder mit Hilfevorbestimmter Verfahren (S1000) bestimmt.It will now refer to the power distribution control 3 explained. An amount of supply energy and an energy cost point for each energy source are determined using the methods described above or using predetermined methods (S1000).
[0044] Ein Energiebetrag P_L,der durch jede Last 111a1–111e3 angefragt wird,wird bestimmt (S1002) und ein Energiebetrag P_LS,der aktuell zu den Lasten 111a1–111e3 zuzuführen ist,wird ebenfalls bestimmt (S1004). Der Energiebetrag P_LS wirdauf den angefragten Energiebetrag P_L eingestellt,wenn der angefragte Energiebetrag P_L kleinerist als der Gesamt-Energiebetrag, den das elektrische System 1 zuführen kann.Der Energiebetrag P_LS wird auf den Gesamt-Energiebetrag,den das elektrische System 1 zuführen kann, dann eingestellt,wenn der angefragte Energiebetrag größer ist als der Energiebetrag,den das elektrische System 1 zuführen kann.An amount of energy P _L by each load 111a1 - 111e3 is requested, it is determined (S1002) and an energy amount P _LS that is currently charged 111a1 - 111e3 to be fed is also determined (S1004). The amount of energy P _LS is set to the requested amount of energy P _L if the requested amount of energy P _{L is} less than the total amount of energy that the electrical system 1 can feed. The amount of energy P _LS is based on the total amount of energy that the electrical system 1 can supply, then set if the requested amount of energy is greater than the amount of energy that the electrical system 1 can feed.
[0045] Eine Quote für die Energieverteilung vonjeder Energiequelle auf die Last 111a1–111e3 wird entsprechenddem angefragten Betrag P_L bestimmt (S1006).Die Gesamtenergiekosten könnendadurch reduziert werden, indem eine höhere Quote für die Energiequellemit einem niedrigeren elektrischen Energiekostenpunkt eingestelltwird.A quota for the energy distribution from each energy source to the load 111a1 - 111e3 is determined according to the requested amount P _L (S1006). The total energy cost can be reduced by setting a higher quota for the energy source with a lower electrical energy cost point.
[0046] Der Energiebetrag P_B,den jede Energiequelle zum Laden der Batterie 103 zuführen kann,wird ebenfalls bestimmt (S1008). Dieser wird basierend auf dem Energiebetragbestimmt, der in der Energiequelle verbleibt, nachdem die Energieauf die Lasten 111a1–111e3 durchden Betrag der Quote verteilt wurde.The amount of energy P _B that each energy source uses to charge the battery 103 can also be determined is determined (S1008). This is determined based on the amount of energy that remains in the energy source after the energy is applied to the loads 111a1 - 111e3 was distributed by the amount of the quota.
[0047] Der Energiebetrag P_BS,welcher der Batterie 103 zur Aufladung zuzuführen ist,wird ebenfalls bestimmt (S1010). Dieser wird basierend auf den Differenzenzwischen den im voraus berechneten Energiekosten der Batterie 103 undder Energiequelle bestimmt. Wenn die Energiekosten der Energiequelle niedrigerliegen als diejenigen der Batterie 103, wird die Batterie 103 durchdie Energiequelle geladen und es wird die Energie, die in die Batterie 103 geladen wird,zu den Lasten 111a1–111e3 zugeführt. Eswerden somit die Energiekosten der Batterie 103 reduziertund es könnenauch die Gesamtenergiekosten reduziert werden.The amount of energy P _BS that of the battery 103 to be supplied for charging is also determined (S1010). This is based on the differences between the energy costs of the battery calculated in advance 103 and the energy source. When the energy cost of the energy source is lower than that of the battery 103 , the battery 103 charged by the energy source and it gets the energy that goes into the battery 103 is loaded at the expense 111a1 - 111e3 fed. It is therefore the energy costs of the battery 103 reduced and the total energy costs can also be reduced.
[0048] Ferner werden die Betriebe der Lasten 111a1–111e3 nichtdurch das Laden der Batterie 103 gestört, da lediglich die verbleibendeEnergie von jeder Energiequelle zu der Batterie 103 zugeführt wird, nachdemdie Energie zu den Lasten 111a1–111e3 zugeführt wordenist. Darüberhinaus hat das regenerative Bremssystem eine höhere Priorität, um Energiezu der Batterie 103 zum Laden derselben zuzuführen, dadie Energieerzeugungskosten im wesentlichen Null betragen.Furthermore, the operations of the loads 111a1 - 111e3 not by charging the battery 103 disturbed, since only the remaining energy from each energy source to the battery 103 is fed after the energy to the loads 111a1 - 111e3 has been supplied. In addition, the regenerative braking system has a higher priority to deliver energy to the battery 103 for charging the same since the energy production cost is substantially zero.
[0049] Es sind charakteristische Kurven,die in Verbindung mit der Differenz .ΔC zwischen den Energiekostender Batterie 103 und der anderen Energiequelle gegenüber demEnergiebetrag P_BS aufgetragen sind, in 4 gezeigt. Der EnergiebetragP_BS wird auch als ein Betrag der Ladeenergieoder als ein angefragter Energiebetrag zum Laden der Batterie 103 bezeichnet.Die Beziehung zwischen der Differenz .ΔC und dem Energiebetrag P_BS ist mit nach unten abfallenden charakteristischenKurven angezeigt. Eine Variable k besteht aus einer Ladungssteuervariablen,die entsprechend dem Ladezustand (SOC) der Batterie 103 variiert,und entsprechend der Änderungsrateim Zustand der Ladung variiert. Diese wird zum Erhöhen oderzum Reduzieren des Ladebetrages verwendet. Die Variable k wird auchals ein Index oder ein Ladungsindex bezeichnet.There are characteristic curves that are related to the difference .ΔC between the energy costs of the battery 103 and the other energy source are plotted against the energy amount P _BS , in 4 shown. The amount of energy P _BS is also called an amount of charge energy or a requested amount of energy to charge the battery 103 designated. The relationship between the difference .ΔC and the amount of energy P _BS is shown with characteristic curves that decrease downwards. A variable k consists of a charge control variable that corresponds to the state of charge (SOC) of the battery 103 varies, and varies according to the rate of change in the state of the charge. This is used to increase or decrease the loading amount. The variable k is also referred to as an index or a charge index.
[0050] Die charakteristische Kurve M, dieerhalten wird, wenn die Variable k gleich ist 0,5, zeigt, daß die Batterie 103 ineinem guten Ladezustand ist. Wenn die Energiekostendifferenz gleichNull ist, ist der Betrag der erzeugten Energie gleich Null. DerBetrag der erzeugten Energie nimmt ab, und zwar mit der Zunahmeder Energiekostendifferenz, es ist nämlich der Energiekostenpunktder Energiequelle höherals derjenige der Batterie 103. Die charakteristische KurveN, die erhalten wird, wenn die Variable k gleich ist 1,0, zeigt,daß dieBatterie 103 sich in einem übermäßigen Entladezustand befindet.In diesem Fall lädt dieEnergiequelle die Batterie 103 selbst dann, wenn derenEnergiekosten etwas hoch liegen. Die charakteristische Kurve oderKennlinie L, die erhalten wird, wenn die Variable k gleich ist 0,2,zeigt an, daß die Batterie 103 sichin einem Überladungszustandbefindet. In diesem Fall lädtdie Energiequelle die Batterie 103 nicht auf, bis derenEnergiekostenpunkt relativ niedrig wird.The characteristic curve M obtained when the variable k is equal to 0.5 shows that the battery 103 is in good charge. If the energy cost difference is zero, the amount of energy generated is zero. The amount of energy generated decreases with the increase in the energy cost difference, namely the energy cost point of the energy source is higher than that of the battery 103 , The characteristic curve N obtained when the variable k is equal to 1.0 shows that the battery 103 is in an excessive discharge state. In this case, the energy source charges the battery 103 even if their energy costs are a bit high. The characteristic curve or characteristic curve L obtained when the variable k is equal to 0.2 indicates that the battery 103 is in an overload condition. In this case, the energy source charges the battery 103 not until their energy cost becomes relatively low.
[0051] 5 zeigteinen dreidimensionalen Plan, der die Beziehungen zwischen den Ladezuständen (SOC)der Batterie 103, den Raten der Aufladung (dSOC/dt) beiden Zuständender Ladung und der Variablen k zeigt. Wenn die Raten der Ladungbzw. Aufladung positiv sind, befindet sich die Batterie 103 ineinem Ladezustand. Wenn die Raten der Ladung oder Aufladung negativsind, befindet sich die Batterie 103 in einem Entladezustand. 5 shows a three-dimensional map showing the relationships between the states of charge (SOC) of the battery 103 shows the rates of charging (dSOC / dt) with the states of the charge and the variable k. If the charge rates are positive, the battery is in place 103 in a state of charge. If the rates of charging or charging are negative, the battery is in place 103 in a discharge state.
[0052] Die Variable k wird auf einen kleinenWert in dem Bereich A des Plans eingestellt, in welchem die Batterie 103 dazuneigt, aufgeladen zu werden, obwohl sie sich bereits in dem Zustandder Überladung befundenhat. Die Variable k wird auf einen großen Wert in dem Bereich B eingestellt,in welchem die Batterie 103 dazu neigt, entladen zu werden,obwohl sie sich bereits in dem Zustand einer übermäßigen Entladung befunden hat.Die Variable k wird um einen Standardwert herum eingestellt, dermit einer unterbrochenen Linie in 4 dargestelltist, und zwar in dem Bereich C.The variable k is set to a small value in the area A of the map in which the battery 103 tends to be charged even though it is already in the state of being overloaded. The variable k is set to a large value in the area B in which the battery 103 tends to be discharged even though it has already been in the state of excessive discharge. The variable k is set around a standard value, which with a broken line in 4 is shown, namely in area C.
[0053] Eine Quote für die Energieverteilung vonjeder Energiequelle entsprechend dem Energiebetrag P_BS zumLaden der Batterie 103, die bei dem Schritt S1010 bestimmtwird, wird bei (S1012) bestimmt. Die Quote wird basierend auf denEnergiekosten bestimmt, und zwar wird eine höhere Quote für die Energiequelleeingestellt, welche den niedrigeren Energiekostenpunkt aufweist.A quota for the energy distribution from each energy source in accordance with the energy amount P _BS for charging the battery 103 determined in step S1010 is determined in (S1012). The quota is determined based on the energy costs, namely a higher quota is set for the energy source which has the lower energy cost point.
[0054] Es wird eine endgültige Quote für die Energieverteilungvon jeder Energiequelle basierend auf den Quoten bestimmt, die beidem Schritt S1006 und S1012 bestimmt wurden, und es werden Befehlssignalezur Durchführungder Energieverteilung ausgegeben, wobei die Abgabe bei dem Schritt(S1014) erfolgt. Wenn die Energieerzeugung durch die Maschine 101 durchgeführt wird,werden die Befehlssignale an den Generator 102 zum Erzeugenvon Energie ausgegeben und auch die Maschine 101, um dieEnergie um einen Betrag zu erhöhen,der fürdie Energieerzeugung erforderlich ist. Um dies spezifischer auszudrücken, wirdein Befehlssignal zum Ändern desMaschinendrehmoments oder eines Drosselklappenwinkels ausgegeben,um die Energie der Maschine bzw, die Leistung der Maschine zu erhöhen, sodaß derfür dieEnergieerzeugung erforderliche Energiebetrag sichergestellt wird.A final energy distribution quota is determined from each energy source based on the quotas determined in steps S1006 and S1012, and command signals to perform the energy distribution are issued, which is output in step (S1014). When the energy is generated by the machine 101 is carried out, the command signals to the generator 102 spent on generating energy and also the machine 101 to increase energy by an amount necessary to generate energy. To express this more specifically, a command signal to change engine torque or a throttle angle is issued to increase the energy of the engine or the performance of the engine, so that the amount of energy required for power generation is ensured.
[0055] Die Batterie 103 wird zueiner Energiequelle, wenn sie sich im Entladezustand befindet, undwird zu einem Bestimmungsort, wenn sie sich im Aufladezustand befindet.Die Zuständegemäß einerAufladung und Entladung werden nicht direkt gesteuert, werden jedochindirekt gesteuert, und zwar basierend auf der Energieerzeugungskapazität der anderenEnergiequellen und des Energiebetrages P_LS, welcherder Last zuzuführenist. Die Energiekosten der Energieerzeugung durch die Maschine,die bestimmt werden, wenn sich die Maschine 101 in einem gutenBetriebszustand befindet, werden für die Bestimmung verwendet.Jedoch entsprechen die Energiekosten den Kosten für die Erzeugungeines maximalen Betrages der Energie, den der Generator 102 erzeugenkann, wenn der angeforderte Energiebetrag P_L größer istals die gesamte Energiemenge, welche das elektrische System 1 zuführen kann.Der Generator 102 erzeugt den maximalen Betrag der Energiedurch Erhöhendes Maschinendrehmoments.The battery 103 becomes a source of energy when it is discharged and becomes a destination when it is charged. The states according to a charge and discharge are not directly controlled, but are controlled indirectly, based on the power generation capacity of the other energy sources and the amount of energy P _LS to be supplied to the load. The energy cost of energy generated by the machine, which are determined when the machine 101 in good operating condition are used for the determination. However, the energy cost corresponds to the cost of generating a maximum amount of energy that the generator 102 can generate if the requested amount of energy P _{L is} greater than the total amount of energy that the electrical system 1 can feed. The generator 102 generates the maximum amount of energy by increasing the engine torque.
[0056] Die Energiekosten werden verbessert,indem der Betrag der Energieerzeugung durch die Maschine 101 ineinem Bereich einer guten Brennstoffwirtschaftlichkeit bestimmtwerden. Wenn die Energieerzeugung für den Betrieb der Last nichtausreichend ist, wird die Energieerzeugungskapazität des Generators 102 aufein Maximum erhöht.Als ein Ergebnis wird der Last ein ausreichender Energiebetrag für einenrichtigen Betrieb zugeführt.Wenn andere Energiequellen zur Verfügung stehen, wird von den anderenEnergiequellen her der Batterie 103 Energie zugeführt, wenndie Energiekosten der anderen Energiequellen niedriger liegen alsdiejenigen der Batterie 103. Ferner kann die Batterie 103 auchEnergie zu den anderen Energiequellen zuführen.Energy costs are improved by the amount of energy generated by the machine 101 be determined in an area of good fuel economy. If the power generation is insufficient for the operation of the load, the power generation capacity of the generator 102 increased to a maximum. As a result, a sufficient amount of energy is supplied to the load for proper operation. If other energy sources are available, the battery will be used by the other energy sources 103 Energy is supplied when the energy costs of the other energy sources are lower than those of the battery 103 , Furthermore, the battery 103 also supply energy to the other energy sources.
[0057] Ein Verfahren zum Berechnen der Energiekostender Batterie 103, welches bei der ersten Ausführungsformverwendet wird, wird nun unter Hinweis auf 6 erläutert. 6 zeigt eine schematische Repräsentationdes Ladezustandes der Batterie 103. Ein großer rechteckförmiger Blockzeigt den Ladezustand der Batterie 103 an. Der große Blockist in eine vorbestimmte Anzahl von identisch bemessenen rechteckförmigen Blöcken aufgeteilt,von denen jeder einen vorbestimmten Energiebetrag anzeigt, beispielsweise10 Wh. Jede Energieeinheit wird als eine Energieeinheit oder alsein Stapel bezeichnet. Die Energieeinheit kann so eingestellt werden,daß sie1 Ah anzeigt, wenn angenommen wird, daß die Spannung im wesentlichenkonstant ist.A method of calculating battery energy costs 103 which is used in the first embodiment will now be referred to 6 explained. 6 shows a schematic representation of the state of charge of the battery 103 , A large rectangular block shows the battery charge level 103 on. The large block is divided into a predetermined number of identically dimensioned rectangular blocks, each of which indicates a predetermined amount of energy, for example 10 Wh. Each energy unit is referred to as an energy unit or as a stack. The energy unit can be set to display 1 Ah when the voltage is assumed to be substantially constant.
[0058] Einige Energieeinheiten werden kontinuierlichzu einer Energieeinheit hinzu addiert oder zu einem Stapel der Energieeinheiten,wenn die Ladung der Batterie 103 voranschreitet, und diesewerden übereinandergestapelt. Einige Energieeinheiten werden unregelmäßig odermit Unterbrechungen hinzu addiert, und zwar auf Grund der Unterbrechungen derAufladung oder der Entladungen der Batterie 103. Das Hinzufügen derEnergieeinheit wird gestoppt, wenn die Aufladung der Batterie 103 stoppt. DieEnergieeinheiten werden von dem Stapel entfernt, wenn das Entladender Batterie 103 voranschreitet, was auf einer zuerst hinzuaddierten, zuerst entfernten Grundlage erfolgt. Es wird nämlich dieEnergieeinheit, die zu dem Stapel zuerst hinzu addiert wurde, vondem Stapel als erste entfernt, die Energieeinheit, die als nächstes zudem Stapel hinzu addiert wurde, wird dann als nächstes von dem Stapel entferntusw. Die Energieeinheiten, die dem momentanen Zustand der Ladungentsprechen, werden so aufgefaßt,daß siean frühererStelle in einer vorbestimmten Periode aufgestapelt wurden. Die Energiequellen-Steuervorrichtung 105 speicherteinen Energiekostenpunkt zum Erzeugen der Energie zum Aufladen derBatterie 103 entsprechend einem Energiebetrag, welcherder Energieeinheit in einer chronologischen Reihenfolge entspricht.Some energy units are continuously added to one energy unit or to a stack of energy units when the battery is charging 103 progresses, and these are stacked on top of each other. Some energy units are added irregularly or intermittently due to interruptions in charging or discharging the battery 103 , The addition of the energy unit is stopped when the battery is charging 103 stops. The energy units are removed from the stack when the battery is discharged 103 progresses on a first added, first removed basis. Namely, the unit of energy that was added to the stack first is removed from the stack first, the unit of energy that was next added to the stack is then next removed from the stack, and so on corresponding to the current state of the load are considered to have been piled up earlier in a predetermined period. The power source control device 105 stores an energy cost point for generating the energy for charging the battery 103 corresponding to an energy amount, which the energy unit in a chronolo order corresponds.
[0059] In 6 wirdeine Energieeinheit neu zu dem Stapel der Energieeinheiten hinzuaddiert, die dem momentanen Ladezustand entsprechen, und es werdenzwei Energieeinheiten nach einer vorbestimmten Zeitperiode entfernt.Die Energiekosten der Batterie 103, die als Energiequelleverwendet wird, könnenals eine Einheit der Energiekosten zum Erzeugen einer Einheitsenergieberechnet werden. Bei dieser Ausführungsform werden diese alsein Einheitskostenpunkt berechnet, das ist ein Energiekostenpunktzum Erzeugen eines Energiebetrages entsprechend einer Energieeinheit.Es kann auch die Menge des Brennstoffes, der für die Erzeugung der Energievon der Energieeinheit verbraucht wird, das Laden der Batterie 103 unddas Entladen von Energie von der Energieeinheit oder die Brennstoffkosten für die Anschaffungder Menge des Brennstoffes als Einheitskosten verwendet werden.Die Einheitskosten zum Erzeugen der Energie der Energieeinheit durchdas regenerative Bremssystem werden mit Null gezählt.In 6 one energy unit is newly added to the stack of energy units that correspond to the current state of charge, and two energy units are removed after a predetermined period of time. The energy cost of the battery 103 used as an energy source can be calculated as a unit of energy cost to generate unit energy. In this embodiment, they are calculated as a unit cost point, that is, an energy cost point for generating an energy amount corresponding to one energy unit. It can also be the amount of fuel that is used to generate the energy from the power unit, the battery charging 103 and the unloading of energy from the energy unit or the fuel costs for the purchase of the amount of fuel can be used as unit costs. The unit costs for generating the energy of the energy unit by the regenerative braking system are counted at zero.
[0060] Die Energiequellen-Steuervorrichtung 105 speicherteine Tabelle von jeder Energieeinheit entsprechend dem momentanenLadezustand und dessen Einheitskosten, wie dies in 2 gezeigt ist. Die Energiequellen-Steuervorrichtung 105 benötigt lediglichdie Zahl der Einheitsdatenspeicherbereiche, die gleich ist der Zahlder Energieeinheiten, die gesamte Energiemenge, die 100 % des Ladezustandesentspricht. Jeder Einheitsdatenspeicherbereich kann hinsichtlichder Kapazitätsehr klein sein, da lediglich eine Einheitszahl und ein Energiekostenpunktgespeichert werden müssen.The power source control device 105 stores a table of each energy unit according to the current state of charge and its unit costs, as shown in 2 is shown. The power source control device 105 only needs the number of unit data storage areas, which is equal to the number of energy units, the total amount of energy, which corresponds to 100% of the state of charge. Each unit data storage area can be very small in terms of capacity, since only a unit number and an energy cost point need to be stored.
[0061] Die momentanen Einheitskosten derBatterie 103 werden durch Berechnen eines Mittelwertesder Energiekosten der Energieeinheiten, die in der Tabelle gespeichertsind, bestimmt. Der einfachste Weg besteht in der Berechnung derGesamtheit der momentan berechneten Einheitskosten und Teilen der gesamtenEinheitskosten durch die momentane Zahl der Energieeinheiten. DieGesamtheit der momentan berechneten Einheitskosten wird dadurchberechnet, indem die Einheitskosten der Energieeinheiten hinzu addiertwerden, die währendder Periode zwischen der letzten Berechnung und der momentanen oder gegenwärtigen Berechnungaufgestapelt wurden, und durch Subtrahieren der Einheitskosten derEnergieeinheiten, die währendder Periode zwischen der letzten Berechnung und der momentanen Berechnungentladen wurden. Wenn die momentanen Energiekosten pro Einheit derEnergiemenge berechnet werden, wird die Energieeinheit in eine Energiemengeneinheitumgewandelt.The current unit cost of the battery 103 are determined by calculating an average energy cost of the energy units stored in the table. The easiest way is to calculate the total of the currently calculated unit costs and divide the total unit costs by the current number of energy units. The total of the unit costs currently calculated is calculated by adding the unit costs of the energy units that were stacked up during the period between the last calculation and the current or current calculation, and by subtracting the unit costs of the energy units that occurred during the period between the last calculation and the current calculation were unloaded. When the current energy cost per unit of energy quantity is calculated, the energy unit is converted into an energy quantity unit.
[0062] Dieses Verfahren stellt eines derVerfahren dar, um die Energiekosten mit schwankendem Mittelwertzu erhalten, und wird zum Erneuern der Energiekosten der erzeugtenEnergie von einer Energieeinheit verwendet. Durch die Verwendungdieses Verfahrens zum Erneuern der Energiekosten kann die Berechnungvereinfacht werden. Ferner kann die Entladung der Batterie 103 basierendauf einem Ergebnis eines relativen Vergleichs der Energieerzeugungskostenzwischen der Batterie und der anderen Energiequelle gesteuert werden.Das Entladen der Batterie 103 besitzt eine höhere Priorität als dieEnergiezufuhr von den anderen Energiequellen, wenn die Energieerzeugungskostender Batterie 103 relativ niedrig liegen. Die gesamten Energieerzeugungskostendes elektrischen Systems 1 können mit Hilfe dieser Steuerungreduziert werden.This method is one of the methods to obtain the fluctuating average energy costs and is used to renew the energy costs of the energy generated by an energy unit. By using this method to renew energy costs, the calculation can be simplified. It can also discharge the battery 103 be controlled based on a result of a relative comparison of the energy generation costs between the battery and the other energy source. Discharging the battery 103 has a higher priority than the energy supply from the other energy sources when the energy production cost of the battery 103 are relatively low. The total energy production cost of the electrical system 1 can be reduced using this control.
[0063] Die Energieerzeugung des Generators 102 wirdbasierend auf den Informationen hinsichtlich der Energieerzeugungskostenfür dasLaden der Batterie 103 gesteuert. Es wird nämlich dieEnergieerzeugung des Generators 102 erhöht, wenn die Energieerzeugungskostendes Generators 102 relativ niedrig liegen, und zwar verglichenmit denjenigen der Batterie 103. Die mittleren Energieerzeugungskostendes elektrischen Systems 1 können mit Hilfe dieser Steuerungreduziert werden.The energy generation of the generator 102 is based on the information regarding the energy production costs for charging the battery 103 controlled. It is namely the generator's energy production 102 increases when the energy production cost of the generator 102 are relatively low compared to those of the battery 103 , The average energy production cost of the electrical system 1 can be reduced using this control.
[0064] Der Betrag des Energieverlustes durchEigenentladung kann in der gleichen Weise wie der Betrag der Energiebestimmt werden, der durch eine Last verbraucht wird. Bei der Berechnungder Energiekosten der Batterie 103 kann ein Energiebetrag kleinerals die Menge von einer Energieeinheit nicht berechnet werden. Alsein Ergebnis wird ein Fehler erzeugt. Ein Verfahren zum Korrigierendieses Fehlers wird nun unter Hinweis auf 7 erläutert.The amount of self-discharge energy loss can be determined in the same way as the amount of energy consumed by a load. When calculating the energy costs of the battery 103 an amount of energy smaller than the amount of one unit of energy cannot be calculated. As a result, an error is generated. A procedure for correcting this error is now referencing 7 explained.
[0065] Ein Energiebetrag kleiner als derBetrag von einer Energieeinheit wird dadurch ermittelt, indem getrenntdie Energiebeträgefür dasLaden und Entladen berechnet werden (S11000). Es wird dabei bestimmt,ob der Energiebetrag zum Laden auf den Betrag der Energieeinheiterhöhtwird (S11002). Es wird nämlichbestimmt oder ermittelt, ob ein kumulativer Energiebetrag gemäß der Entladungden Energiebetrag entsprechend der Energieeinheit erreicht. Wenn diesererhöhtist, werden Daten hinsichtlich der Energieeinheit, die zu dem Stapelals erstes hinzu addiert wurde (ältesteEnergieeinheit), von der Tabelle weggelassen oder entfernt (S11004).An amount of energy less than thatAmount of an energy unit is determined by separatingthe amounts of energyfor theCharging and discharging are calculated (S11000). It is determinedwhether the amount of energy for charging on the amount of energy unitelevatedwill (S11002). Because it willdetermines or determines whether a cumulative amount of energy according to the dischargereached the amount of energy corresponding to the energy unit. If thiselevatedis data regarding the energy unit that is added to the stackwas added first (oldestEnergy unit), omitted or removed from the table (S11004).
[0066] Es wird bestimmt, ob der Betrag derEnergie zur Aufladung auf den Betrag der Energieeinheit erhöht wurde(S11006). Es wird nämlichbestimmt, ob ein kumulativer Aufladebetrag den Energiebetrag erreicht,welcher der Energieeinheit entspricht. Wenn dieser erhöht wurde,werden die Energiekosten für dieEnergieerzeugung der Energieeinheit, die aus einem mittleren Energiekostenpunktfür dieAufladung bestehen, berechnet (S11008). Es werden dann Daten hinsichtlichder als letztes hinzu addierten Energieeinheit in der Tabelle gespeichert(S11010).It is determined whether the amount ofEnergy for charging has been increased to the amount of energy unit(S11006). Because it willdetermines whether a cumulative charge amount reaches the energy amount,which corresponds to the energy unit. If this was increased,are the energy costs for theEnergy production of the energy unit, from a medium energy cost pointfor theCharging exist, calculated (S11008). There will then be data regardingthe energy unit added last is saved in the table(S11010).
[0067] Wenn die Beträge der Energie für die Aufladungund Entladung mit Hilfe des oben erläuterten Verfahrens für eine langeZeitperiode berechnet wurden, sammeln sich Fehler an. Um die Fehlerzu korrigieren, werden die in 8 gezeigtenSchritte durchgeführt.If the amounts of energy for charging and discharging have been calculated for a long period of time using the method explained above, errors accumulate. To correct the errors, the in 8th steps shown.
[0068] Der momentan gespeicherte Ladezustand (SOC),der als ein gestapelter Energiebetrag bezeichnet wird, wird dadurchberechnet, indem die Zahl der Energieeinheiten, welche in der Tabellegespeichert sind, mit dem Energiebetrag der Energieeinheit multipliziertwird, und es wird dann der gespeicherte Energiebetrag geladen (S2000).Der momentane Ladezustand SOC, der als ein Batterieenergiebetragbezeichnet wird, wird geladen (S2002). Der momentane SOC wird fortlaufenddurch einen Batterie-Controller (nicht gezeigt) berechnet, welcherdie Batterie 103 steuert. Die Steuerung der Batterie 103 kanndurch die Stromzufuhr-Steuervorrichtung 105 ausgeführt werden.The currently stored state of charge (SOC), referred to as a stacked amount of energy, is calculated by multiplying the number of energy units stored in the table by the energy amount of the energy unit, and then the stored energy amount is loaded ( S2000). The current state of charge SOC, which is referred to as a battery energy amount, is charged (S2002). The current SOC is continuously calculated by a battery controller (not shown) that uses the battery 103 controls. Control of the battery 103 can by the power supply control device 105 be carried out.
[0069] Es wird bestimmt, ob der gestapelteEnergiebetrag, welcher der Zahl der Energieeinheiten entspricht,die zu speichern sind, größer istals der Batterie-Energiebetrag, welcher der aktuellen Zahl der Energieeinheitenentspricht, berechnet aus dem SOC (S2004). Wenn dieser größer ist,wird bestimmt, ob der gestapelte Energiebetrag größer istals der Batterie-Energiebetrag, und zwar um mehr als den Energiebetragvon einer Energieeinheit (S2005). Wenn dies nicht der Fall ist,wird die Routine beendet. Wenn dieser größer ist, werden Energiebeträge von derersten gestapelten Energieeinheit so lange hinzu addiert, bis dergesamte Energiebetrag sehr dicht bei der Differenz zwischen demgestapelten Energiebetrag und dem Batterie-Energiebetrag zu liegen kommt.Es werden dann Daten hinsichtlich der Energieeinheiten, dem Gesamtbetrag,der sehr dicht bei der Differenz liegt, aus der Tabelle weggelassen (S2006)und die Routine wird damit vervollständigt.It is determined whether the stackedAmount of energy, which corresponds to the number of energy units,which are to be saved is largeras the battery energy amount, which is the current number of energy unitscorresponds, calculated from the SOC (S2004). If this is bigger,it is determined whether the stacked amount of energy is largerthan the amount of battery energy, more than the amount of energyfrom one energy unit (S2005). If it doesn't,the routine is ended. If this is larger, energy amounts from theadded the first stacked energy unit until thetotal amount of energy very close to the difference between thestacked energy amount and the battery energy amount comes to rest.Data regarding the energy units, the total amount,which is very close to the difference, omitted from the table (S2006)and the routine is completed.
[0070] Wenn der gestapelte Energiebetragkleiner ist als der Batterie-Energiebetrag (NEIN bei dem SchrittS2004), wird bestimmt, ob der gestapelte Energiebetrag kleiner istals der Batterie-Energiebetrag, und zwar um mehr als eine Energieeinheit(S2007). Wenn dies der Fall ist, werden die Energiekosten der allerletztenEnergieeinheit, das ist ein mittlerer Energiekostenpunkt, berechnet(S2008). Daten hinsichtlich der berechneten Energiekosten werdenin der Tabelle als Daten in Verbindung mit der allerletzten Energieeinheitgespeichert, und zwar zusammen mit Informationen hinsichtlich derEnergieerzeugungskosten der Energieeinheit (S2010). Fehler zwischendem berechneten SOC und dem aktuell gemessen SOC werden periodischkorrigiert, indem periodisch die Zahl der Energieeinheiten korrigiertwird, so daß diesedem SOC der Batterie 103 angepaßt wird, der getrennt vor derSpeicherung in der Tabelle bestimmt wird.If the stacked energy amount is less than the battery energy amount (NO at step S2004), it is determined whether the stacked energy amount is less than the battery energy amount by more than one energy unit (S2007). If this is the case, the energy costs of the very last energy unit, which is an average energy cost point, are calculated (S2008). Data regarding the calculated energy cost is stored in the table as data related to the very last energy unit, together with information regarding the energy generation cost of the energy unit (S2010). Errors between the calculated SOC and the currently measured SOC are periodically corrected by periodically correcting the number of energy units so that they correspond to the SOC of the battery 103 is adjusted, which is determined separately before storage in the table.
[0071] Die vorliegende Erfindung ist nichtauf die an frühererStelle erläuterteAusführungsformbeschränkt,die auch in den Figuren gezeigt ist, sondern kann in verschiedenstenArten implementiert werden, ohne dadurch den Rahmen der Erfindungzu verlassen.The present invention is noton the earlierJob explainedembodimentlimited,which is also shown in the figures, but can be in variousTypes can be implemented without departing from the scope of the inventionto leave.

权利要求:
Claims (26)
[1]
Verfahren zum Steuern von wenigstens einem vonelektrischen Fahrzeugsystemen (1, 200) mit einerVielzahl an Energiequellen (101, 102, 103, 112), dasEnergie zu einer bordseitigen elektrischen Last (111a1–111e3)und zu einer bordseitigen Batterie (103) zuführen, gekennzeichnetdurch die folgenden Schritte: Ableiten von Informationen hinsichtlichder Energieerzeugungskosten, die aus Kosten zum Erzeugen der Einheitsenergiedurch die Energiequellen (101, 102, 103, 112)bestehen; und Einstellen von wenigstens einer der Größen gemäß Verteilender Energiezufuhr der Energiequellen (101, 102, 103, 112),einer Energieempfangsrate der bordseitigen elektrischen Lasten (111a1–111e3)und einer Energieempfangsrate der bordseitigen Batterie (103) ineiner solchen Weise, daß dieEnergieverbrauchskosten basierend auf den Informationen reduziert werden.Method for controlling at least one of vehicle electrical systems ( 1 . 200 ) with a variety of energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) which transfers energy to an onboard electrical load ( 111a1 - 111e3 ) and an on-board battery ( 103 ), characterized by the following steps: deriving information regarding the energy production costs resulting from costs for generating the unit energy by the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) consist; and adjusting at least one of the quantities according to distributing the energy supply of the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ), an energy reception rate of the onboard electrical loads ( 111a1 - 111e3 ) and an energy reception rate of the on-board battery ( 103 ) in such a way that energy consumption costs are reduced based on the information.
[2]
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnetdurch einen Schritt gemäß Ableitenvon Informationen hinsichtlich verfügbarer Energiezuführungenvon den Energiequellen (101, 102, 103, 112), wobeider Einstellschritt basierend auf den Informationen hinsichtlichder Energieerzeugungskosten und der verfügbaren Energiezufuhren vonden Energiequellen (101, 102, 103, 112)durchgeführtwird.The method of claim 1, further characterized by a step of deriving information regarding available energy supplies from the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ), the setting step being based on the information regarding the energy production costs and the available energy supplies from the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) is carried out.
[3]
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnetdurch die folgenden Schritte: Steuern der Energieerzeugungder Energiequellen (101, 102, 103, 112)basierend auf der Verteilung der Energiezufuhr; und Ausgebeneines Befehlssignals zu einer Vorrichtung (101), welcheEnergie zu den Energiequellen (101, 102, 103, 112)zuführt,um eine Ausgangsgröße basierendauf der Verteilung der Energiezufuhr zu steuern.The method of claim 1 or 2, further characterized by the following steps: controlling the energy production of the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) based on the distribution of energy supply; and issuing a command signal to a device ( 101 ) what energy to the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) to control an output based on the distribution of the energy supply.
[4]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnetdurch einen Schritt gemäß Bestimmeneiner Verteilung der Energiezufuhr der Energiequellen (101, 102, 103, 112)zu der bordseitigen Batterie (103) basierend auf den Informationen.Method according to one of claims 1 to 3, further characterized by a step according to determining a distribution of the energy supply of the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) to the on-board battery ( 103 ) based on the information.
[5]
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem bei dem Bestimmungsschrittdie Verteilung der Energiezufuhr der Energiequellen (101, 102, 103, 112)basierend auf den Energieerzeugungskosten bestimmt wird, so daß die Energiequellen(101, 102, 103, 112), die Energiebei niedrigeren Kosten erzeugen, größere Energiemengen zuführen.Method according to Claim 4, in which, in the determination step, the distribution of the energy supply of the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) is determined based on the energy production costs so that the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) that generate energy at lower costs, supply larger amounts of energy.
[6]
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Energiequelleneine Maschine (101) eines Hybridfahrzeugs und ein regenerativesBremssystem (102, 112) enthalten.The method of claim 4, wherein the energy sources are a machine ( 101 ) a hybrid vehicle and a regenerative braking system ( 102 . 112 ) contain.
[7]
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das regenerativeBremssystem (102, 112) eine höhere Priorität beim Zuführen vonEnergie zu der bordseitigen Batterie (103) zum Laden derselbenaufweist.Method according to Claim 6, in which the regenerative braking system ( 102 . 112 ) a higher priority in supplying power to the onboard battery ( 103 ) for loading the same.
[8]
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Informationeneine Differenz zwischen den Energieerzeugungskosten der bordseitigenBatterie (103) und derjenigen der anderen Energiequelle(101, 102, 112) enthalten, die Energiezu der bordseitigen Batterie (103) zuführt.The method of claim 4, wherein the information is a difference between the power generation costs of the onboard battery ( 103 ) and that of the other energy source ( 101 . 102 . 112 ) contain the energy to the onboard battery ( 103 ) feeds.
[9]
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Informationeneinen Ladezustand der bordseitigen Batterie (103) zusätzlich zuder Differenz enthalten.A method according to claim 8, wherein the information a state of charge of the on-board battery ( 103 ) in addition to the difference.
[10]
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Ladezustandder bordseitigen Batterie (103) unter Verwendung einesEnergiebetrages bestimmt wird, der in die bordseitige Batterie (103)geladen wird, und anhand einer Schwankung in dem Betrag.Method according to Claim 9, in which the charge state of the on-board battery ( 103 ) is determined using an amount of energy that is in the onboard battery ( 103 ) is loaded, and based on a fluctuation in the amount.
[11]
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, ferner gekennzeichnetdurch die folgenden Schritte: Verteilen von Energie von denEnergiequellen (101, 102, 103, 112)zu den elektrischen Lasten (111a1–111e3); und Verteilender in den Energiequellen (101, 102, 103, 112)verbleibenden Energie nach der Verteilung auf die elektrischen Lasten(111a1–111e3).Method according to one of claims 4 to 10, further characterized by the following steps: distributing energy from the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) to the electrical loads ( 111a1 - 111e3 ); and distributing the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) remaining energy after distribution to electrical loads ( 111a1 - 111e3 ).
[12]
Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnetdurch ein Zuführenvon Energie von dem elektrischen System (1, 200)zu dem anderen elektrischen System (1, 200).The method of claim 1, further characterized by supplying energy from the electrical system ( 1 . 200 ) to the other electrical system ( 1 . 200 ).
[13]
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem: dieInformationen einen Energieerzeugungskostenpunkt der Energieerzeugungdurch eine Maschine (101) enthalten; und die Energieerzeugungskostenbasierend auf dem Maschinenwirkungsgrad bei einem Maschinenbetriebsarbeitspunktbestimmt werden.A method according to claim 1 or 2, wherein: the information is a power generation cost of power generation by a machine ( 101 ) contain; and the power generation cost is determined based on the machine efficiency at a machine operating point.
[14]
Verfahren nach Anspruch 13, ferner gekennzeichnetdurch einen Schnitt gemäß Korrigierender Energieerzeugungskosten basierend auf den Informationen hinsichtlichdes Generatorwirkungsgrades.The method of claim 13, further characterizedby correcting a cutthe energy production cost based on the information regardingthe generator efficiency.
[15]
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: die Informationeneinen Energieerzeugungskostenpunkt der Energieerzeugung durch eineMaschine (101) enthalten; und der Energieerzeugungskostenpunktbasierend auf einer Erhöhung.in dem verbrauchten Brennstoff zum Antreiben der Maschine (101)entsprechend der Energieerzeugung bestimmt wird.The method of claim 1, wherein: the information is a power generation cost of power generation by a machine ( 101 ) contain; and the energy production cost point based on an increase. in the fuel used to power the machine ( 101 ) is determined according to the energy production.
[16]
Verfahren zum Steuern von wenigstens einem von elektrischenFahrzeugsystemen (1, 200), welches eine Vielzahlvon Energiequellen (101, 102, 103, 112)aufweist, inklusive einem maschinenangetriebenen Generator (102),der elektrische Energie zu einer bordseitigen elektrischen Last (111a1–111e3)und zu einer bordseitigen Batterie (103) zuführt, gekennzeichnetdurch die folgenden Schritte: Ableiten von Informationen über Energieerzeugungskosten,welche Kosten zum Erzeugen einer Einheitsenergie durch die bordseitigeBatterie (103) darstellen, welche durch die Energiequellen(101, 102, 103, 112) geladenwird; und Einstellen der Entladung der bordseitigen Batterie (103),die als eine Energiequelle funktioniert, basierend auf den Informationen.Method for controlling at least one of vehicle electrical systems ( 1 . 200 ), which has a variety of energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ), including a machine-driven generator ( 102 ), the electrical energy to an onboard electrical load ( 111a1 - 111e3 ) and an on-board battery ( 103 ), characterized by the following steps: deriving information about energy generation costs, which costs for generating a unit energy by the on-board battery ( 103 ), which are represented by the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) is loaded; and adjusting the discharge of the onboard battery ( 103 ) that works as an energy source based on the information.
[17]
Verfahren nach Anspruch 16, ferner gekennzeichnetdurch einen Schritt gemäß Einstellender Energieerzeugung des Generators (102) basierend aufden Informationen.The method of claim 16, further characterized by a step of adjusting the energy generation of the generator ( 102 ) based on the information.
[18]
Verfahren zum Steuern von wenigstens einem von elektrischenFahrzeugsystemen (1, 200), welches eine Vielzahlan Energiequellen (101, 102, 103, 112)aufweist, inklusive einem maschinenangetriebenen Generator (102),der Energie zu einer bordseitigen elektrischen Last (111a1–111e3)und zu einer bordseitigen Batterie (103) zuführt, gekennzeichnetdurch die folgenden Schritte: Ableiten von Informationen über dieEnergieerzeugungskosten, die aus Kosten für die Erzeugung einer Einheitsenergiedurch die Energiequellen (101, 102, 103, 112)bestehen; Speichern der Informationen in einer Tabelle für jede einerVielzahl von Energieeinheiten, von denen jede die Einheitsenergieangibt, als Informationen überdie Energieerzeugungskosten gemäß der Ladungsübertragungder Energieeinheiten in die bordseitige Batterie (103); Weglassender ältestenInformation aus der Tabelle, wenn die Entladung der bordseitigenBatterie (103) um die Energieeinheit erfolgt; und Bestimmender Energieerzeugungskosten der bordseitigen Batterie (103)basierend auf den Informationen hinsichtlich der Energieerzeugungskostenbetreffend die Energieeinheit, die momentan in der Tabelle gespeichertist.Method for controlling at least one of vehicle electrical systems ( 1 . 200 ), which has a variety of energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ), including a machine-driven generator ( 102 ), the energy to an onboard electrical load ( 111a1 - 111e3 ) and an on-board battery ( 103 ), characterized by the following steps: deriving information about the energy production costs resulting from costs for the production of a unit energy by the energy sources ( 101 . 102 . 103 . 112 ) consist; Storing the information in a table for each of a plurality of energy units, each of which indicates the unit energy, as information about the energy generation cost according to the charge transfer of the energy units into the onboard battery ( 103 ); Omit the oldest information from the table when the onboard battery discharge ( 103 ) around the energy unit; and determining the power generation cost of the onboard battery ( 103 ) based on the information regarding the power generation cost regarding the power unit that is currently stored in the table.
[19]
Verfahren nach Anspruch 18, ferner gekennzeichnetdurch die folgenden Schritte: Bestimmen eines kumulativen Betragesder geladenen und entladenen Energie der bordseitigen Batterie (103),der geringer ist als die Energieeinheit; und Speichern vonInformationen überdie Energieeinheit, wenn der kumulative Betrag einen Energiebetragerreicht, welcher der Energieeinheit entspricht, als Informationhinsichtlich der allerletzten Energieeinheit, zusammen mit den Energieerzeugungskostender Energieeinheit.The method according to claim 18, further characterized by the following steps: determining a cumulative amount of the charged and discharged energy of the on-board battery ( 103 ), which is less than the energy unit; and storing information about the energy unit when the cumulative amount reaches an energy amount corresponding to the energy unit as information regarding the very last energy unit, together with the energy generation cost of the energy unit.
[20]
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem bei dem Bestimmungsschrittgetrennt der kumulative Betrag der Ladeenergie der bordseitigenBatterie (103) und derjenige der Entladeenergie der bordseitigen Batterie(103) bestimmt wird.Method according to Claim 19, in which, in the determination step, the cumulative amount of charging energy of the on-board battery ( 103 ) and that of the discharge energy of the on-board battery ( 103 ) is determined.
[21]
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Speicherschrittgemäß Speichernder Energieeinheit in der Tabelle als neue Energieeinheit zusammenmit den Energieerzeugungskosten während des Ladens der Batteriedurchgeführtwird, wenn der kumulative Betrag der Ladeenergie den Energiebetragerreicht, welcher der Energieeinheit entspricht.The method of claim 20, wherein the storing stepaccording to savethe energy unit in the table as a new energy unitwith the energy production costs while charging the batterycarried outwhen the cumulative amount of charging energy is the amount of energyreached, which corresponds to the energy unit.
[22]
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem bei dem Weglaßschrittdie Information hinsichtlich der ältesten Energieeinheit weggelassenwird, wenn der kumulative Betrag der Entladeenergie der bordseitigenBatterie (103) den Energiebetrag erreicht, welcher derEnergieeinheit entspricht.A method according to claim 20, wherein the omitting step omits the information regarding the oldest energy unit when the cumulative amount of discharge energy of the onboard battery ( 103 ) reaches the amount of energy that corresponds to the energy unit.
[23]
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, ferner dadurchgekennzeichnet, daß dieZahl der Energieeinheiten periodisch korrigiert wird, um eine Anpassungan den Ladezustand der bordseitigen Batterie (103) zu realisieren,welcher getrennt vor der Einspeicherung in der Tabelle bestimmtwird.Method according to one of claims 18 to 22, further characterized in that the number of energy units is corrected periodically in order to adapt to the state of charge of the on-board battery ( 103 ), which is determined separately before being saved in the table.
[24]
Verfahren nach Anspruch 23, ferner mit einem Schrittgemäß Weglassender ältestenInformation überdie Energieeinheit, die in der Tabelle gespeichert ist, wenn dieZahl der Energieeinheiten, die gespeichert werden soll, höher istals eine aktuelle Zahl der Energieeinheiten, die basierend auf demLadezustand der bordseitigen Batterie (103) bestimmt wurden.The method of claim 23, further comprising a step of omitting the oldest unit of energy information stored in the table if the number of units of energy to be stored is greater than a current number of units of energy based on the state of charge the on-board battery ( 103 ) were determined.
[25]
Verfahren nach Anspruch 23, ferner gekennzeichnetdurch einen Schritt gemäß Speichernder allerletzten Energieeinheit zusammen mit Informationen über dieEnergieerzeugungskosten der Energieeinheit, wenn die Zahl der Energieeinheiten,die zu speichern sind, niedriger liegt als eine aktuelle Zahl derEnergieeinheiten, die basierend auf dem Ladezustand der bordseitigenBatterie (103) bestimmt wurden.The method of claim 23, further characterized by a step of storing the very last energy unit together with information about the energy generation cost of the energy unit when the number of energy units to be stored is lower than a current number of energy units based on the state of charge of the on-board battery ( 103 ) were determined.
[26]
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Energiekostender bordseitigen Batterie (103) durch einen Mittelwertkostenpunktder Energieeinheiten, die in der Tabelle gespeichert sind, bestimmtwird.The method of claim 23, wherein the energy cost of the onboard battery ( 103 ) is determined by an average cost point of the energy units stored in the table.

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