SE1150340A1

SE1150340A1 - Styrning av bromsmotstånd

Info

Publication number: SE1150340A1
Application number: SE1150340A
Authority: SE
Inventors: Vilar W Zimin
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2011-10-27
Also published as: JP2011254695A; US8427086B2; CA2736847A1; SE538467C2; US20110260661A1

Abstract

Ett elektriskt drivsystem, innefattande en generator, en dragmotor, ettbromsmotstånd, en buss och en styrenhet. Generatorn, dragmotorn ochbromsmotståndet är elektriskt kopplade till bussen. Styrenheten ärkonfigurerad att bestämma ett pulsförhållande av pulsbreddsmoduleringenför bromsmotståndet (”bromskvot”) och bromsmotståndets styrdrift enligtbromskvoten, varvid bromskvoten kan vara ett värde mellan konstant AVoch konstant PÅ. En metod för att driva det elektriska drivsystemet är även visad.

Description

10 Beträffande då fordonet vänder riktning kan fordonet ha en FN R-styrning manövrerbar av fordonets operatör (”FNR” betyder framåt, neutral och bakåt). Om FNR-styrningen slås om från framåt till bakåt eller bakåt till neutral får motorn kommando att manövrera så att dess hastighet minskar till noll med hjälp av elektrisk bromsning så att elektrisk energi tillförs till bussen, och sedan minskar dess hastighet med hjälp av att använda motorn så att elektrisk energi bortförs från bussen.

Det är känt för en generatorstyranordning att motta spänningsläsningar från DC-bussens spänning och att styra generatorn för att försöka bibehålla DC- bussens spänning vid nominell konstant spänning (”nominell DC- busspänning” eller ”nominell spänning”) med hjälp av att använda en sluten krets för spänningsstyrningen, såsom PI-baserad spänningsstyrning (”PI” betyder proportionell/ integrerad), hysteresstyrning av bromsmotståndet.

Genom att använda ett sådant sedan tidigare känt PI-baserat spänningsstyrschema, manövrerar generatorstyranordningen generatorn i en genereringsmod för att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi så att elektrisk energi tillförs till DC-bussen, eller motormoden för att omvandla elektrisk energi från DC-bussen till mekanisk energi så att elektrisk energi bortförs från DC-bussen för att hjälpa motorn. Om motorns varvtal når ett gränsvärde beroende på t.ex. den extra energi från driften av generatorn i moden då motorn används, stannar generatorstyrningen eller i annat fall förhindrar drift av generatorn i moden då motorn används.

Under tiden övervakas DC-bussens spänning. Enligt tidigare känd teknik för hysteresstyrschemat så om DC-bussens spänning överstiger ett DC- bussgränsvärde (t.ex. beroende på elektrisk bromsning av motorn utan tillräcklig övervakning av generatorn) drivs bromsmotståndet i ett konstant PÅ-läge för att förbruka elektrisk energi från DC-bussen. Om DC-bussens spänning är lägre än DC-busströskelvärdet är bromsmotståndet i konstant AV-läge.

Sammanfattning av uppfinningen Från en energieffektiv ståndpunkt ger inte det enligt tidigare teknik kända PI-baserade spänningsstyrschemat med hjälp av hysteresbromsmotståndsstyrningen optimal användning av den elektriska bromskapaciteten under, t.ex. transmíssionsväxling och vid snabb vändning av fordonets riktning.

Enligt en aspekt avser föreliggande uppfinning ett elektriskt drivsystem innefattande en generator, en dragmotorn, ett bromsmotstånd, en buss, och en styrenhet. Generatorn, dragmotorn och bromsmotståndet är elektriskt kopplade till bussen. Styrenheten är konfigurerad att bestämma en pulsbreddsmoduleríngs pulskvot för bromsmotståndet (”bromskvot”) och bromsmotståndets styrdrift enligt bromskvoten, varvid bromskvoten kan vara ett värde mellan konstant AV och konstant PÅ. Styrenheten är konfigurerad att bestämda bromskvoten beroende på önskad mängd effekt som förbrukas av bromsmotståndet (”önskad effektförbrukning” eller ”DPC”) och effektförbrukningskapacitet (”PCC”) enligt ekvationen: bromskvot = DPC/PCC. Uppfinningen avser även en metod för att manövrera det elektriska drivsystemet.

Ett sådant bromsmotståndstyrschema gynnar energieffektiviseringen genom optimering av bromsmotståndsanvändningen. Det erbjuder möjligheten att driva bromsmotståndet vid en medelstor bromskvot snarare än endast konstant PÅ eller konstant AV. Vidare tar det hänsyn till mängden av effekt som önskas förbruka. På så vis kan bromsmotståndstyrschemat beakta en uppskattad effekt tillgänglig från bussen i förhållande till en referenseffekt som är skild från noll från bussen och en motoreffekt som år förutsedd att användas (tillförd eller bortförd) från bussen av motorn. Sådan förutsedd kapacitet förbättrar känsligheten för bromsmotståndstyrschemat, vilket ytterligare främjar energieffektiviteten.

Det ovan och andra särdrag kommer att bli tydligare från den följande beskrivningen och de bifogade figurerna.

Kortfattad beskrivning av bifogade ritningar Den detaljerade beskrivningen av uppfinningen hänvisar till bifogade figurer i vilka: Figur 1 visar en schematisk vy av ett arbetsfordon som har ett elektriskt drivsystem med ett bromsmotständ; Figur 2 visar en schematisk vy som visar ett exempel av en utföringsform av delar av de elektriska drivsystemet; Figur 3 visar ett ﬂödesschema av en del av ett bromskvotstyrschema; Figur 4 visar ett ﬂödesschema av en annan del av bromskvotstyrschemat; OCll Figur 5 och 6 är möjliga modifieringar av bromskvotstyrschemat.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Med hänvisning till figur 1 visas schematiskt ett seriehybridfordon 10 som har ett elektriskt drivsystem 12 med ett drivlina 13 för fordonet 10. Fordonet kan vara ett arbetsfordon (t.ex. för konstruktion, skogsindustri, jordbruk, för gräs, bara för att nämna några) eller en annan typ av fordon som har ett elektriskt drivsystem. Till exempel kan fordonet 10 vara en fyrhjulsdriven lastare med en främre del och en bakre del ledad till den främre delen, den främre delen har t.ex. en skopa för att gräva eller dumpa material, den bakre sektionen har t.ex. operatorns hytt och där bakom motorutrymmet.

Det elektriska drivsystemet 12 har en generator 14, en dragmotor 16, ett bromsmotstånd 18, en buss 20 (t.ex. en DC-buss), och en styrenhet 22.

Generatorn 14, dragmotorn 16 och bromsmotståndet 18 kan vara elektriskt kopplade till bussen 20. Styrenheten 22 kan vara konfigurerad att bestämma en pulsbreddsmodulerings (PWM) pulskvot för bromsmotståndet (”bromskvot”) och styrdriften av bromsmotståndet 18 enligt bromskvoten, varvid bromskvoten kan ha ett värde mellan konstant AV och konstant PÅ.

Bromskvoten fastställer längden av tiden som brornsmotståndet 18 är PÅ i förhållande till perioden för en bromsmotståndstyrsignal som styr driften av bromsmotständet. Ett flertal PWM-scheman kan användas såsom t.ex. modifiera den bakre ﬂanken för PÃ-pulsen för bromsmotständstyrsignalen.

I ett exempel av det elektriska drivsystemet 12 finns det endast en generator 14 och endast en dragmotor 16, och ett sådant system kommer gälla fram till figur 5 och 6 diskuteras, i vilka ﬂera generatorer 14 eller ﬂera motorer 16 kan användas.

En effektkälla 23 för drivlinan 13 kan ha en motor 24 konfigurerad att tillhandahålla driveffekt till fordonet 10. Motorn 24 kan vara konfigurerad t.ex. som en dieselmotor eller annan inre förbränningsmotor, vilken kan drivas vid en huvudsakligen konstant hastighet (t.ex. 1800 varv/ minut), varvid dock motorn kan känna, eller tillåtas att känna, någon minimal hastighetsvariation beroende på t.ex. last pä motorn eller mekanisk energi återförd till motorn av generatorn 14. Tillsammans kan effektkällan 23 och det elektriska drivsystemet 12 kallas för en seriehybrid för ett elektriskt drivsystem.

Motorn 24 kan vara direkt eller indirekt kopplad till generatorn 14 för att fastställa en mekanisk eller annan koppling mellan motorn 24 och generatorn 14. T.ex. kan effektkällan 23 ha en växellåda 26 som är kopplad mellan motorn 24 och generatorn 14 och ger en ökad hastighet från motorn 24 till generatorn 14, som tillåter generatorn 14 ha en mindre fysisk storlek och effekt (dvs. kontinuerlig lastkapacitet), med tillhörande kostnadsminskning. Volymens minskning för generatorn 14 kan grovt sett vara inverterad proportionell till sådan hastighetsökning. I ett exempel kan växellådan 26 ge en 3: 1 hastighetsökning (förhållande i form av utgång från växellådanzingång från växellådan) för generatorn 14. Det är inom ramen för denna uppfinning att eliminera växellådan 26 så att motorn 24 är kopplad till generatorn 14 med en mellanliggande växellåda 26. Motorn 24 (eller växellådan 26) kan ha ett antal andra utgångar för att driva en eller ﬂera hydrauliska pumpar, etc. för fordonet 10.

Generatorn 14 vara konfigurerad att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi (”genereringsmod”), eller att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi som en motor (”motormod”). I genereringsmoden drivs generatorn 14 att omvandla mekanisk energi från effektkällan 23 till elektrisk energi för att tillföra elektrisk energi på bussen 20. I motormoden drivs generatorn 14 för att bortföra elektrisk energi från bussen 20 och omvandla den till mekanisk energi för effektkällan 23, vilket kan vara användbart exempelvis för att hjälpa motorn 24 med en last såsom t.ex. en hydraulisk last (t.ex. att höja en skopa hydrauliskt). Som exempel kan generatorn 14 ha formen av en trefas internpermanentmagnet synkrongenerator för höghastighet som är borstlös och som har trefasspolar eller annan lämplig form.

Generatorn 14 kan styras av en generatorstyranordning 42.

Generatorstyranordningen 42 kan motta ett DC-buss-spänningskommando från en transmissionsstyranordning 36 via en kommunikationsbuss 37 (t.ex.

CAN-buss) som ger kommando till generatorstyranordníngen 42 att styra generatorn 14 för att försöka bibehålla spänningen för DC-bussen 20 vid nominell konstant spänning (den nominella DC-buss-spänningen) (t.ex. 700 VDC). Generatorstyranordningen 42 kan motta avlästa spänningar för bussens 20 aktuella spänning från en spänningssensor kopplad elektrisk till bussen 20 (Lex. en spänningssensor 52 för generatorstyranordningen 42).

Då en sluten kretsspänningsstyrning används, såsom PI~baserad spänningsstyrning, kan generatorstyanordningen 42 drivas av generatorn 14 i generatormoden eller i motormoden för att försöka bibehålla spänningen för DC-bussen 20 nominellt vid nominell DC-buss-spänning (vilken är spänningens referenspunkt för Pl-baserad spänningsstyrning).

Generatorstyranordningen 42 kan bestämma en referenspunkt Tgen för generatorns vridmoment, vid vilken generatorn 14 drivs för att uppnå den nominella DC-buss-spänningen (anpassningar av Tgen kan göras, t.ex. för att undvika överhettning av generatorn), och kan ge kommando till drift av generatorn 14 vid en sådan referenspunkt.

Motorn 16 kan vara konfigurerad att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi (”motormod”), eller att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi (”bromsmod”). I motormoden drivs motorn 16 för att bortföra elektrisk energi från bussen 20 och omvandla den till mekanisk energi. I bromsmoden drivs motorn 16 för att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi så att elektrisk energi tillförs till bussen 20 varvid bromsning (dvs. nedsaktande) av varvtalet för motorn 16 och därmed hastigheten för fordonet 10. Exempelvis kan motorn 16 ha formen av en trefas internpermanentmagnet synkrongenerator som är borstlös och som har trefasspolar, eller annan lämplig form, vilken drivs vid variabel hastighet med ett hastighetsspann (negativ och positiv hastighetsgräns).

Motorn 16 kan styras av motorstyranordningen 52. Motorstyranordningen 52 kan motta en begäran om vridmoment från transmissionsstyranordningen 36. Begäran om vridmomentet kan vara för att använda motorn i motormoden eller elektriskt bromsa i bromsningsmoden. Motorstyranordningen 52 kan fastställa en referenspunkt Tmot för motorns vridmoment vid begäran om vrídmomentet eller anpassa referenspunkten Tmot för motorns vridmoment från begäran om vridmomentet om den anser att så behövs (t.ex. för att undvika överhettning av motorn). Motorstyranordningen 52 kan därefter ge kommando att driva motorn 16 vid referenspunkten Tmot för motorns vridmoment.

Bromsmotståndet 18 kan vara konfigurerat att avge elektrisk energi till bussen som värme. Den avgivna energin kan överföras som värme från bromsmotståndet 18 till en vätskekylare eller annat lämpligt kylmedel.

Bromsmotständet 18 kan ha formen av en rad av resistorer som har ett antal diskreta resistorelement, vilka kan vara anordnade (t.ex. i serie eller parallellt) för att tillhandahålla önskad resistans och kan vara vattenkylda (t.ex. genom att använda flytande kylmedel för motor).

Bussen 20 kan vara konfigurerad som en DC-buss. Bussen 20 kan ha en positiv DC-effektskena 28 och negativ DC-effektskena 30 (figur 2). Den nominella spänningen för bussen 20 mellan den positiva och negativa DC- effektskenan kan vara t.ex. 700 volt DC (”VDC”).

Drivlinan 13 kan ha en drivmekanism 32 för att förmedla driveffekt från drivmotorn 16 till marken. Drivmekanismen 32 kan ha t.ex. ﬂerhastighetstransmission 34 (t.ex. trehastighets-transmission) under styrning av en transmissionsstyranordning 36 och två drivutgångar. Varje drivutgång kan ha en axel kopplad till transmissionen 34, ett dragelement (t.ex. ett hjul), och en sista drivenhet som ger en fast växelreduktion mellan axeln och dragelernentet. Drivmekanismen 32 som sådan kan ge en mekanisk sammankoppling mellan motorn 16 och dragelementen.

Exempelvis då en fyrhjulsdriven lastare används kan den första drivutgången tillföras till den första axeln, vänster och höger framhjul, och den vänstra och högra främre sista drivenheten för den främre sektionen av lastaren, och den andra utgången kan tillföras till den bakre axeln, vänster och höger bakre hjul, och den vänstra och högra bakre sista drívenheten för den bakre sektionen för lastaren.

Bussen 20 och bromsmotståndet 18 kan vara innefattade i kraftelektroniken 40 för det elektriska drivsystemet 12. Kraftelektroniken 40 kan styras av styrenheten 22, vilken är elektriskt kopplad till kraftelektroniken 40 och kan elektriskt sammankoppla generatorn 14 och dragmotorn 16.

Kraftelektroniken 40 som sådan som styras av styrenheten 22 kan användas för att hantera sammankopplingen mellan generatorn 14 och dragmotorn 16 och att styra bromsmotståndet 18. Styrenheten 22 och kraftelektroniken 40 samverkar för att ge tillräcklig mikroprocessor- och effekthalvledarteknik för att övervaka och reglera de tillhörande elektromekaniska anordningarna.

Med hänvisning till figur 2 kan kraftelektroniken 40 innefatta en typisk effektomvandlare i form av en AC/ DC-omvandlare för att omvandla trefas AC~ effekt frän generatorn till DC-effekt för bussen 20. Effektomvandlaren kan vara den illustrerade effektomvandlaren 100, och generatorn 14 kan vara konfigurerad som trefasinternpermanentmagnetsynkrongenerator.

Effektomvandlaren 100 kan innefatta sex isolerade grindar av bipolära kopplingstransistor (IGBT) paket 104, varje IGBT-paket 104 innefattar en diod 104-1 och en IGBT 104-2 (vilket kan ses som en switch). Respektive IGBT-paket 104 kan kopplas till respektive generatorfasspole för omvandling av AC-effekt från den spolen till DC-effekt på bussen 20 vid nominell spänning för t.ex. 700 VDC mellan den positiva DC-effektskenan 28 och den negativa DC-effektskenan 30. När lämplig spänning är pälagd till basen för en IGBT 104-2 i effektomvandlaren 100 kan switchen (dvs. IGBT:n) aktiveras och kollektorn kan elektriskt kopplas till mitten för att tillföra elektrisk effekt. Effektomvandlaren 100 kan drivas omvänt om generatorn 14 drivs som en motor (t.ex. med hjälp av motorn 24 vid en hydraulisk last).

Effektomvandlaren 100 kan styras av en generatorstyranordning 42 för styrenheten 22. Basen för varje IGBT 104-2 kan elektriskt kopplas till respektive drivsteg 44 för generatorstyranordningen 42 tillhörande den IGBT 104-2 och ger en låg DC-spänning som kan slå på och av den IGBT 104-2.

Därmed kan det vara ett drivsteg 44 för varje IGBT 104-2 för effektomvandlaren 100. Drivstegen 44 för lGBT:erna 104-2 för effektomvandlaren 100 kan styras av en míkroprocessor 46 för generatorstyranordningen 42, vilken kan använda ett pulsbreddsmoduleringsstyrschema, såsom ett som är välkänt för en person med normal kunskap inom teknikomrädet (t.ex. rymdvektormodulering), för att styra dessa drivsteg 44 och IGBT:erna 104-2 för effektomvandlaren 100 för att tillföra elektrisk energi till bussen 20 i genereringsmoden för generatorn 14 och bortföra elektrisk energi från bussen 20 i motormoden för generatorn 14.

Kraftelektroniken 40 kan innefatta en typisk effektomvandlare i form av en DC / AC-omvandlare som omvandlar DC-effekt till trefas AC-effekt för motorn 16. Effektomvandlaren kan vara i form av den visade effektomvandlaren 200, och motorn 16 kan vara konfigurerad som en trefas inre permanentmagnetmotor som har trefas-spolar. Elektrisk effekt vid nominell spänning för, t.ex. 700 VDC överförs till effektomvandlaren 200 med hjälp av de positiva och negativa DC-effektskenorna 28, 30 för bussen 20.

Effektomvandlaren 200 kan innefatta 6 IGBT-paket 204, varje IGBT-paket 204 innefattar en diod 204-1 och en IGBT 204-2 (vilken kan ses som en switch). Respektive IGBT-paket 204 kan vara kopplat till respektive motorfasspole för att omvandla effekt som förser den spolen. När lämplig spänning är pålagd till basen för en IGBT 204-2 för effektomvandlaren 200 kan switchen (dvs. IGBT:n) aktiveras och kollektorn kan elektriskt kopplas 11 till emittern för att försörja elektrisk effekt. Effektomvandlaren 200 kan drivas omvänt om motorn 16 ska drivas som en generator.

Effektomvandlaren 200 kan styras av en motorstyranordning 52 för styrenheten 22. Basen för varje IGBT 204-2 kan vara elektriskt kopplad till respektive drivsteg 44 för motorstyranordningen 52 som är avsedd för den IGBT 204-2 och ger en låg DC-spänning som slår på eller av den IGBT 204- 2. Drivstegen 44 för motorstyranordningen 52 kan styras av en mikroprocessor 46 för motorstyranordningen 42, vilken kan använda ett pulsbreddsmoduleringsstyrschema såsom ett som är välkänt för en person med normal kännedom inom området (t.ex. rymdvektorrnoduleríng) för att styra drivstegen 44 för motorstyranordningen 52, lGBT:erna 204-2 och därmed motorn 16 (innefattande varierande av amplituderna och frekvenserna till motorspolarna) så att vridmomentets utgång för den motorn 16 då motorn 16 är i sin motormod eller elektrisk genereringskapacitet för motorn 16 då motorn 16 är i sin bromsmod.

Kraftelektroniken 40 kan innefatta en klipptransistor för att styra användningen av bromsmotståndet 18 för att fördela elektrisk effekt från bussen 20. Klipptransistorn kan ha den utformningen som visas för klipptransistorn 300. Klipptransistorn 300 kan innefatta ett IGBT-paket 304, med dess diod 304-1 och IGBT 304-2 och en diod 306. Dioden 306 kan vara parallell med bromsmotståndet 18. När lämplig spänning är pålagd till basen för IGBT 304-2 för klipptransistorn 300 kan switchen (dvs. IGBT:n) aktiveras och kollektorn kan elektriskt kopplas till emittern för att tillåta förbrukning av elektrisk effekt genom bromsmotståndet 18. Drivsteget för lGBTzn 304 för klipptransistorn 300 sänder ut bromsmotståndstyrsignalen i form av t.ex. en pulsbreddsmoduleringsspänningssignal som lägger på spänningen till basen för lGBTzn 304-2, spänningssignalen är en pulsbreddsmodulering enligt bromskvoten som sätter på bromsmotståndet 12 18 för att fördela elektrisk energi från bussen 20, och sätter den på AV på motsvarande sätt.

Drivsteget för IGBT :n 804-2 för klipptransistorn 300 kan vara en av drivstegen 44 för motorstyranordningen 52. Sådant drívsteg 44 för IGBT:n 304-2 kan styras av mikroprocessorn 46 för motorstyranordningen 52 för att styra den drivsteget 44, lGBTzn 204-2, och bromsmotståndet 18.

Man ska räkna med att i de andra utföringsformerna kan drivsteget för lGBTzn 304-2 vara ett av drivstegen 44 för generatorstyranordningen 42. I ett sådant fall kan det drivsteget 44 styras av mikroprocessorn 46 för generatorstyranordning 42 för att styra det drivsteget 44, IGBT:n 304-2 och bromsresístorn 18.

En DC-länkkondensator 400 (t.ex. 700 VDC) kan vara anordnad mellan effektskenorna 28, 30. Kondensatorn 400 kan vara konfigurerad t.ex. som en rad av kondensatorer.

Det elektriska drivsystemet 12 kan ha en eller flera spänningssensorer, var och en elektriskt kopplad över skenorna 28, 30 för att avkånna aktuell buss- spänning (Vbus). Sådana spänningssensorer kan vara fristående spånningssensorer eller vara innefattade i någon av styranordningarna 42, 52 för styrenheten 22. T.ex. en eller båda av styranordningarna 42, 52 kan ha en spänningssensor 54 elektriskt kopplad över skenorna 28, 30 för att avkänna aktuell buss-spänning (Vbus). Varje styranordning 42, 52 har en sådan spånningssensor 54, vilken kan vara innefattad i respektive styranordning 42, 52 (dvs. på styrbordet för den styranordningen).

Alternativt kan en eller båda spånningssensorer 54 var och en vara en fristående spänningssensor för att ha en enda fristående spånningssensor 54 eller två separata sådana sensorer, vilket visas av den streckade fristående spånningssensorn 54 i figur 2. 13 Om överﬂödig spänning på bussen 20 detekteras av en spänningssensor (t.eX. spänningssensorn 54 för generatorstyranordningen 42) beroende på t.eX. elektrisk bromsning av motorn 16, kan generatorstyranordningen 42 för sin slutna krets av spänningsstyrsehema (t.eX. PI-baserad spänningsstyrning) såsom en prioritering försöka att sammanföra överﬂödig energi på effektkällan 23 för att hjälpa motorn 24 med en hydraulisk last (t.eX. att höja skopan hydrauliskt) eller annan last som manövreras av generatorn 14 i sin motoranvända mod för att omvandla elektrisk energi från bussen 20 till mekanisk energi. Om varvtalet för motorn 24 (”motorhastighet”) når en gränshastighet, beroende på t.eX. energin pålagd till effektkällan 23 för motoranvändning av generatorn 14 kan generatorstyranordningen 42 stanna eller på annat sätt förhindra drift av generatorn 14 i motormoden, vilket kan riskera att höja buss-spänningen och den därtill tillhörande elektriska energin för bussen 20 vid kontinuerlig bromsning av motorn 16, varvid bromsmotståndet 18 kan drivas enligt ett bromsmotståndstyrschema för att fördela sådan överﬂödig elektrisk energi.

Varvtalet för motorn 24 kan anges vid användning av en generatorhastighetssensor 62 elektriskt kopplad till generatorstyranordningen 42 och positionerad att avkånna varvtalet på axeln för generatorn 14, varvid en sådan generatorhastighet antyder motorns hastighet. Det skall övervägas att hastighetssensorn kan vara positionerad på ett annat ställe för att avkänna hastigheten som antyder varvtalet för motorn 24 (t.ex. utgångsaxeln för motorn 24).

Styrenheten 22 kan vara konfigurerad att utföra ett bromsmotståndsstyrschema. Styrenheten kan vara konfigurerad att styra driften av bromsmotståndet 18 enligt bromsmotståndstyrsehemat för att fördela överﬂödig elektrisk energi (faktiskt eller förväntad) från bussen 20.

En hysteresdel av bromsmotståndstyrschemat visas i figur 3 som 14 hysteresstyrschema 500. En pulsbreddsrnoduleringsdel för bromsmotståndstyrschemat visas i figur 4 som PVM-styrschema 600.

Med hänvisning till figur 3 enligt hysteresstyrschemat 500 kan styrenheten 22 kontinuerligt övervaka den faktiska spänningen för bussen 20 (”faktisk busspänning” eller ”Vbus”). Styrenheten 22 kan utföra hysteresstyrschemat 500 så att bromskvoten är konstant AV om den faktiska busspänningen är mindre än en förutbestämd lägre buss-spänning (”V10w”) konstant PÅ om aktuell buss-spänning är större än en förutbestämd övre buss-spänning (Vmgif), och mellan konstant AV och konstant PÅ om faktisk buss-spänning är mellan den förutbestämda lägre buss-spänningen och den förutbestämda övre buss-spänningen. Den faktiska buss-spänningen kan öka vid elektrisk bromsning av motorn 16 utan tillräcklig motoranvändning av generatorn 14, vilket kan ske t.ex. vid transmissionsväxling (t.ex. särskilt vid uppväxling) och då fordonet vänder riktning. Den faktiska buss-spänningen kan effektivt vara konstant (t.ex. i digital samplingsformat) övervakad av en av spänningssensorerna 54, så att spänningssensorn 54 för motorstyranordningen 52 eller för generatorstyranordningen 42 eller en fristående spänningssensor.

Exempelvis i steg 502 bestämmer styrenheten 22 om den faktiska buss- spänningen är lägre än eller lika med en förutbestämd lägre buss-spänning.

Om JA vid steg 504 bestämmer styrenheten 22 att bromskvoten är noll, dvs. konstant AV. Om NEJ avancerar rutinen 500 till steg 506. I steg 506 bestämmer styrenheten 22 om den faktiska buss-spänningen är större än eller lika med den förutbestämda övre buss-spänningen. Om JA vid steg 508 bestämmer styrenheten 22 att bromskvoten är l, dvs. konstant PÅ. Om NEJ vid steg 501 utför styrenheten 22 PWM-styrschemat 600 för att bestämma bromskvoten enligt PWM-styrschemat 600.

Med hänvisning till figur 4 kan styrenheten 22 utföra PWM-styrschemat 600.

I styrschernat 600 kan styrenheten bestämma bromskvoten beroende på mängd önskad effekt som skall förbrukas av bromsmotståndet 18 (”önskad effektförbrukning” eller DPC”) och en effektkonsumtionskapacitet för bromsmotståndet 18 (”PCC”). Styrenheten 22 kan beräkna bromskvoten enligt ekvationen: bromskvot = DPC/ PCC. Styrenheten 22 kan bestämma önskad effektkonsumtion beroende på 1) en skillnad (”effektskillnad” eller ”Pduf”) mellan en uppskattad effekt tillgänglig för bussen 20 och en referenseffekt skild från noll från bussen 20 (effektskillnaden kan därmed ses som en uppskattad effekt tillgänglig för bussen 20 i förhållande till referenseffekten skild från noll för bussen 20), och 2) en motoreffekt förutbestämd att appliceras till bussen 20 av dragmotorn 16 (”förutbestämd motoreffekt” eller ”Pmot”). Styrenheten 22 kan beräkna önskad effektkonsumtion DPC enligt ekvationen DPC = Pdiff- Pmøt. Styrenheten 22 kan bestämma effektskillnaden, den förutbestämda motoreffekten och effektkonsumtionskapaciteten i respektive delar 610, 630 och 650 för rutinen 600.

I effektskillnadsdelen 610 för sekvensen 600 kan styrenheten 22 beräkna effektskillnaden enligt ekvationen: Pdiff = [(Vbus2 - Vrefz) (C / 2)] / t, varvid “Vbuå år den faktiska buss-spänningen för bussen 20 (såsom från spänningssensorn 54 för motorstyranordningen 52 eller för generatorstyranordningen 42, eller så kan spänningssensorn 54 vara en fristående spänningssensoﬂ; ”Vmf” är en referensspänning skild från noll för bussen 20, såsom t.eX. den nominella spänningen för bussen 20 (t.ex. 700 VDC) (Vref kan vara konstant eller variabel); ”C” är kapacitansen för DC- länkkondensatorn 400; och ”t” är tiden. Styrenheten 22 kan från den tillämpliga spänningssensorn 54 eller annan spänningssensor motta den aktuella buss-spänningen Vbus i steg 612 och kvadrerar det värdet i steg 614. Styrenheten 22 kan kvadrera referensspänningen Vref steg 616. I steg 618 kan styrenheten 22 subtrahera den kvadrerade referensspänningen Vfef2 16 från den kvadrerade faktiska buss-späninngen Vbus? I steg 620 kan denna skillnad multipliceras med hälften för DC-länkkondensatorns 400 kapacitans för att ge täljaren för Pdiff. I steg 622 kan täljaren för Pdiff delas med tiden t, vilket ger effektskillnaden Pdiff.

Täljaren för Pdiﬂ kan vara skillnaden mellan den elektriska energin för bussen 20 [(Vbus2)(C/ 2)] och en referensnivän för energin [(Vfef2)(C/ 2)]. Den kan därmed refereras till som energiskillnaden och kan representera en extra elektrisk energi för bussen 20 och energiskillnaden är positiv eller ett underskott av elektrisk energi för bussen 20 om energiskillnaden är negativ.

Delning av energiskillnaden med tiden t ger effektskillnaden Pdiff.

Tiden t kan bestämmas av designern och programmeras i sekvensen 600.

Den övre gränsen för tiden t kan bero på hur snabbt den faktiska spänningen för bussen kan öka från sin nominella spänning till en övre gräns för hårdvaruspänningen, såsom t.ex. den övre spänningsgränsen för DC-länkkondensatorn 400 (t.ex. 900 VDC). Den övre gränsen kan sedan vara en funktion av hur snabbt hårdvaran kan reagera och händelsehastigheten för bromsmotståndstyrschemat för styranordningen eller styranordningarna som utför bromsmotständstyrschemat (generatorstyranordning 42 eller motorstyranordning 52 eller båda, såsom diskuteras närmare nedan). En lägre gräns för tiden t kan vara beroende på storleken av bromsmotståndet 18, särskilt effektuppskattningen för bromsmotståndet 18. Tiden t kan därmed väljas av designern att vara mellan den övre och undre tidsgränsen.

I den förutbestämda motoreffektdelen 603 av sekvensen 600 kan styrenheten 22 bestämma den förutbestämda motoreffekten Pmot beroende på referenspunkten för motorns vridmoment (Tmot) vid vilken motorn 16 får kommando att drivas av styrenheten 22, en faktisk hastighet för motorns 16 axel (”faktisk motorhastighet” eller ”Smot”), och en verkningsgrad (nmot) (vilken íš G \ f. 4 ff' vi 131113 kar: häxvixfísas tiil som ”förstärífmíïxgﬁ vid víﬂší rrzskanísk. erxefgí tiil ešekïrísk energi. Styrenheten 22 kar; beräkna den *föruzïíwestäïnfía momrras *arícïïrzofxxf-:Irt 13mm enligt ekvatíonfsïï FHM == {^L¿-,~¿Ûï}{sy_wf}{ rgmog. Arigšxoncíe teckenkonventionen ssoïn kan anväffxdas i (uran :aänxïxda ekvatíotf: íöï' Pfm kan refereospunídor: för :motorns vririmoïnfent Txnm; vara positiv i motonnoaien och negativ i vhmmsmodon.

I steg öíšíë.. kan styfronheftorz 22 besïiärnarna. roffrreïxspxxzxktfsr: för ïnotorns vrídxnonïent *Éïmw Såsom diskuterats ovan. šsan motcfrstyranordrzingen 52 nußtta en vrícímomentsförfràgarz íïàn *írarlsxnissíonsstyranordazí-zagor: 35 och azajpassa vrídzmomontsförfz°å.ga.n om det behöxfs för att 'tili referensïzfuonkvïen för motorns vridrxxoxïxerzt. 311m, I steg (584 kan styrcnhoten 22 ïnotiia 'varvtalzát .för motorns 15 .sxoï eïïer en indikering därav (”'SH,O{'“). En motorhaæsiígšzoissorxsor 69 kan passitíorxoras för atï avkàzlxaa Sim; och kan faíoktrisíit koppïas tiïï :notorstffrar1ordni.11ge11 52 för att ge sådan ínforïnation tili den. I steg 636 kan styrenhetﬁn mlzïtipííceras :aacd :feferexxsprufflkteïa för' motorns vrícírnonxent 'Eliot och mo torhastígheten 53111,» E* 6338 kan cioffma produkt muítíguíi.csï'as vorkrzírlgsgradora. nmßt, vilket ger den föruïbestänxcia rrzcætoreífelkteïï Pmm. ï oïåïeíﬁtíäor:suxtxntšfnïskapexcítetons del öšší) íöï' se1<>;f<;~._nse1f1 6SC3113 kan siïyrorfnfaïox: boståàïrxzrza. efffﬁlkiišfziorzsißrntíor:skexgazunítotfzri FCC íöï' 111131111sïnotoàånfioï 38 beroende 33:21 faktisk' kmsspànning Vom, och rosísianﬁsoaz föor brorxzsrffzoïståncíet {”R”}. I kar: styrf:n}'1oior1 2.25 moïtza. iíoï; íaktiskaï "änusspäruïiïzggorx V-km ífršm tíïíärnpííg S¿:>ài11ni11gssf:11sol" (iof moïorsïyraiuorfínirxgen eífioï' goneïaïorsïyrarlorainingoxz 42) oïíor anïxara spänningssezïsoxﬂ ï 554 kar; oïﬁgfroziﬂfzfzïsexrx 2223 kïracšxwïfvra tion aikïz:zfzí.š.zi bzlsszgfßärnw.ångar: WMS. ékšit z=z11xfê=íncï:a. fícsmxa kwfaaïrfsraaáio ssgxšiïfnzqš.x'z.g :mh rosístexxzsoï: šší (xfiïïﬁoïx zïír en Ikå-“f-.rr-.cï íozz^axšzteëxísstiﬂåi íïšr mfsísstorïr; 'š_é$ä} i Ešíåíš iom styïrfﬁriírifatf-:zri be:*à¶š<_n:¿:_ o'š7ff:šïï:.š§:.1nsilïrxïíoï:sšiæﬁçßzﬁczåïff: Fíïlšlï feofàígepï. oíf:.\faoiï;š_f>_=;1f:~r1: Éëíïíl f'r_;=_1.<=2/' R. 18 Efter att ha beräknat effektdifferensen Pdﬂf och den förutbestämda motoreffekten Pmot kan styrsohemat 600 gå vidare till steg 670. I steg 670 kan styrenheten 22 bestämma önskad effektkonsumtion DPC beroende på effektskillnaden Pdiff och förutbestämda motoreffekten Pmot. Styrenheten 22 kan beräkna den önskade effektkonsumtionen DPC enligt ekvationen DPC = Pdﬂf- Pmot. Den önskade effektkonsumtionen DPC kan därmed ta i beaktande skillnaden mellan den uppskattade effekten som är tillgänglig från bussen och referensbussens effekt såväl som motoreffekten förutbestämd att appliceras till bussen 20 (d.v.s. tillförd eller bortförd från bussen 20) av motorn 16. Den önskade effektkonsumtionen DPC kan därmed karakteriseras som effektskillnaden Pdiffjusterad med hur mycket effekt som är förutbestämt att bortföras eller tillföras till bussen 20 av motorn 16 Pmot.

Som sådan kan den önskade effektkonsumtionen DPC ses som en förutbestämd effektskillnad.

Till exempel om effektskillnaden Pdiff är positiv (som indikerar ett överskott av effekt tillgänglig från bussen 20) och motorn 16 får kommando att drivas i motormoden så att effekt bortförs från bussen 20 (positiv förutbestämd motoreffekt Pmot) kan mängden förutbestämd effekt som ska bortföras från bussen 20 av motorn 16 (Pmot) uppväga överskottseffekten och få till resultat 0 i bromskvot, eller vara otillräcklig att uppväga överskottseffekten som resulterar i lämplig bromskvot för att hantera överskottseffekten. Om effektskillnaden Pdiff är positiv (som indikerar att uppskattad överskottseffekt tillgänglig från bussen 20) men motorn 16 får kommando att drivas i bromsmoden så att effekt kan tillföras till bussen 20 (negativ förutbestämd motoreffekt Pmot) skulle mängden förutbestämd effekt som ska tillföras till bussen 20 av motorn 16 (Pmot) öka överskottseffekten ännu mer som resulterar i en lämplig bromskvot för att hantera överskottseffekten. 19 Om effektskillnaden Pdiff är negativ (som indikerar att uppskattad effekt som är tillgänglig från bussen 20 är mindre än referensbusseffekten med en underskottseffekt) och motorn 16 fär kommando att drivas i motormoden sä att effekt bortförd från bussen 20 (positiv förutbestämd motoreffekt Pmot) skulle mängden av förutbestämd effekt som ska bortföras från bussen 20 av motorn 16 (Pmot) öka underskottseffekten ännu mer, vilket ger resultatet 0 i bromskvot. Om effektskillnaden Pdiff är negativ (som indikerar en underskottseffekt) men motorn 16 får kommando att drivas i bromsmoden så att effekt tillförs till bussen 20 (negativ förutbestämd motoreffekt Pmot) kan mängden av förutbestämd effekt som ska tillföras till bussen 20 av motorn 16 (Pmot) uppvägas av underskottseffekten som ger till resultat O i bromskvot, eller kan vara tillräcklig för att producera en överskottseffekt som resulterar i en lämplig bromskvot för att hantera överskottseffekten.

Efter att önskad effektkonsumtion DPC och effektkonsumtionskapacitet PCC har beräknats kan styrschemat 600 fortsätta med steg 680. I steg 680 kan styrenheten 22 bestämma bromskvoten (”BD”) som beror på den önskade effektkonsumtionen DPC och effektkonsumtionskapaciteten PCC.

Styrenheten 22 kan beräkna bromskvoten enligt ekvationen: BD = DPC/PCC. I steg 682 (mättnadsblock) kan styrenheten 22 bestämma att bromskvoten är 0 om bromskvoten som beräknades i steg 680 är mindre än noll, och kan bestämma att bromskvoten är 1 om bromskvoten som beräknades i steg 680 är större än 1.

Genom att därmed bestämma bromskvoten fortsätter styrschemat 600 med steg 690. I steg 690 ger styrenheten 22 kommando att driva bromsmotståndet 18 enligt bromskvoten, för att fördela överskottet av elektrisk energi från bussen 20. Styrenheten 22 stannar driften av bromsmotståndet då villkoret för bromskvoten är 0 är uppfylld, dvs. då Vbus är mindre än eller lika med V10w.

Såsom nämnts ovan kan det elektriska drivsystemet 12 ha en styrenhet 22.

Styrenheten 22 kan innefatta en eller ﬂera styranordningar för att utföra olika funktioner för styrenheten 22. Till exempel då en enda generator 14 och en enda motor 16 används kan styrenheten 22 ha en generatorstyranordning 42 för generatorn 14 och en motorstyranordning 52 för motorn 16.

I ett första exempel av styrenheten 22 kan motorstyranordningen 52 och spänningssensor 54 utföra bromskvotstyrschemat (d.v.s. hysteresstyrschemat 500 och PWM-styrschemat 600). I ett sådant fall kan motorstyranordningen 52 vara elektriskt kopplad till IGBT 304-2 för klípptransistorn 300 för att styra klípptransistorn 30 och bromsmotståndet 18 därför, som visas i figur 2 av den heldragna linjen mellan motorstyranordningen 52 och klípptransistorn 300.

I ett andra exempel av styrenheten 22 kan generatorstyranordningen 52 och dess spänningssensor 54 utföra bromskvotstyrschemat, utom för den förutbestämda motoreffektdelen 630, vilken kan utföras av motorstyranordningen 42. I ett sådant fall kan generatorstyranordningen 42 vara elektriskt kopplad till IGBT 304-2 för klípptransistorn 300 för att styra klípptransistorn 30 och bromsmotståndet 18 därför, såsom visas i figur 2 av en streckad linje mellan generatorstyranordning 42 och klípptransistorn 300.

I varje exempel för styrenheten 22 kan styranordningarna 42, 52 vara elektriskt kopplade till en kommunikationsbuss (t.ex. CAN-buss) tillsammans med transmissionsstyranordningen 36. Dessutom kan i varje exempel, såsom i det andra exemplet, finnas ett höghastighetskommunikationsgränssnitt (t.ex. 500 kband Can-buss) endast mellan generatorn och motorstyranordning 42, 52, såsom visas med en streckad linje mellan den i figur 2, vilket tillåter kommunikation mellan 21 styranordningarna 42, 52. På detta sätt kan, även om generatorstyranordningen 42 direkt kan styra klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför, kan motorstyranordningen 52 styra klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför via generatorstyranordningen 42. Å andra sidan kan motorstyranordningen 52 vara elektrisk kopplad till klipptransistorn 300 så att den direkt styr klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför, och kan generatorstyranordningen 42 styra klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför via motorstyranordningen 52.

Man kan även förstå att andra utformningar av styranordningarna kan användas för styrenheten 22. Till exempel kan styranordningarna 42, 52 (och även transmissionsstyranordningen 36) slås ihop till en enda styranordning. Vidare i andra exempel, kan andra styranordning vara ansvariga för att styra omvandlarna 100, 200 och klipptransistorn 300.

Med hänvisning till figur 5 har det elektriska drivsystemet 12 mer än en generator 14 eller mer än en dragmotor 16, var och en elektriskt kopplad till bussen 20 (såsom visas i figur 1 med hjälp av multipliceraren (”s”). Som sådant kan det elektriska drivsystemet 12 ha endast en generator 14 och ﬂera dragmotorer 16, ﬂera generatorer och endast en dragmotor 16, eller ﬂera generatorer 14 och ﬂera dragmotorer 16. I fallet med ﬂera generatorer 14 kan generatorerna 14 vara parallellt anordnade till varandra mellan effektkällan 23 och bussen 20. I fallet med ﬂera motorer 16 kan motorerna 16 vara parallellt anordnade mellan bussen 20 och jord. Varje generator 14 kan vara konfigurerad att drivas i genererings och motormoden, och varje motor 16 kan vara konfigurerad att drivas i motor- och bromsmoden.

Styrenheten 22 kan ha en separat generatorstyranordning 42 för varje generator 14 och en separat motorstyranordning 52 för varje motor 16. I ett sådant fall kan det finnas en effektomvandlare 100 som styras av respektive 22 generatorstyranordning 42 och respektive effektomvandlare 200 som styras av respektive motorstyranordning 52.

PMW-styrschemat 600 kan vara anpassat att svara för ytterligare generatorer och motorer. Respektive styranordning 42, 52 kan beräkna den förutbestämda effekten för respektive generator 14 eller motor 16 i respektive förutbestämda effektdel 630 eller 730, och tillhandahålla den informationen till en hanteringsstyranordning.

En av styranordningarna 42, 52 kan vara konfigurerad som hanteringsstyranordning som har helhetsansvaret för att hantera utförandet av bromsmotståndsstyrschemat. Hanteringsstyranordningen kan utföra hysteresstyrschemat 500 och PWM-styrschemat 600 förutom för de förutbestämda effektdelarna 630, 730, till vilka någon av de andra styranordningarna 42, 52 har blivit tilldelade.

Bromsmotståndsstyrschemat kan använda endast en spänningssensor 54 för styrenheten 22. Denna spänningssensor 54 kan vara innefattad i en av generator- eller motorstyranordningarna 42, 52, såsom hanteringsstyranordningen, eller vara en fristående spänningssensor. Även om bromsmotståndsstyrschemat kan använda endast en spänningssensor 54 räknar man med att varje styranordníng 42, 52 kan ha en respektive spänningssensor 54 kopplad till den, antingen innefattad i styranordningen 42, 52 eller som en fristående spänningssensor.

Om det finns ﬂera motorer 16, kan sekvensen 600 ha en förutbestämd motoreffektdel 630 för varje motor 16, med varje sådan del 630 som matar sin förutbestämda motoreffekt Pmot till steg 670. Varje motorstyranordning 52 kan utföra delen 630 som är förknippad med dess respektive motor 16.

Det kan finnas en motorhastighetssensor 60 för varje motor 16. Varje sådan motorhastighetssensor 60 kan vara posítionerad för att avkänna 23 motorhastigheten Smot för utgångsaxeln för respektive motor 16 och kan vara elektriskt kopplad till respektive motorstyranordning 52 för att tillföra sådan information därtill.

Med hänvisning till figur 6 om det finns ﬂera generatorer 14, kan sekvensen 600 ha en motsvarande förutbestämd generatoreffektdel 730 för varje tillämplig generator 14, dvs. varje generator 14 förutom den första generatorn 14 (det finns ingen förutbestämd generatoreffektdel 730 för den första generatorn 14), med respektive generatorstyranordning 42 som utför den delen 730.

I den förutbestämda generatoreffektdelen '730 för varje tillämplig generator 14 kan respektive generatorstyranordning 42 bestämma den förutbestämda generatoreffekten Pgen beroende på en referenspunkt för generatorns vridmoment (Tgen) vid vilken generatorn 14 fär kommando att drivas av den generatorstyranordningen 42, den faktiska hastigheten för generatorns 14 axel eller en indikering därför om att varvtalshastigheten för motorns 24 axel (”faktisk generatorhastighet” eller ”Sgen”), och en verkningsgrad (ngen) (vilken kan hänvisas till som ”förstärkning”), vid vilken generatorn omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Respektive generatorstyranordning 42 kan beräkna den förutbestämda generatoreffekten enligt ekvationen Pgen = (TgenNSgenKngen). Avseende teckenkonventionen som kan användas i den ovannämnda ekvationen för varje Pgen, kan referenspunkten för generatorns drivmoment T gen vara positiv i genereringsmoden och negativ i motormoden för generatorn 14.

I steg 732 kan generatorstyranordningen 42 för varje tillämplig generator 14 bestämma referenspunkten för generatorns vridmoment Tgen för den generatorn 14 beroende på det kommando DC-busspänningen får från transmissionsstyranordningen 36. Generatorstyranordningen 42 för den första generatorn 14 kan bestämmas av referenspunkten för generatorns 24 vridmoment Tgen för den generatorn 14 beroende på kommandot som DC- voltspänningen får från transmissionsstyranordningen 36, men inte som en del av PWM-styrschemat 600.

För att uppnå syftena med PWM-styrschemat kan fordonet 10 ha en generatorhastighetssensor 62 för varje tillämplig generator 14. Varje sensor 62 kan vara positionerad att avkänna Sgen för respektive generator 14 (t.eX. positionerad att avkänna varvtalet för generatoraxeln eller en motoraxel) och kan vara elektriskt kopplad till respektive generatorstyranordning 42 för att ge sådan information därtill.

I steg 7 34 kan generatorstyranordningen 42 för varje tillämplig generator 14 motta Sgen från respektive sensor 62. I steg 736 kan generatorstyranordningen 42 multiplicera referenspunkten för generatorns vridmoment Tgen och generatorhastigheten Sgm. I steg 738 kan generatorstyranordningen 42 multiplicera denna produkt med verkningsgraden ngen, vilket resulterar i förutbestämd generatoreffekt Pgen för den generatorn 14.

Med hänvisning återigen till figur 5 kan den önskade effektkonsumtionen DPC därmed vara beroende av effektskillnaden Pdiff och den förutspådda motoreffekterna och det förutspådda generatoreffekterna enligt ekvationen: DPC = Pdiff- zPmat + ZPgen , varvid ”n” är antalet motorer 16, och ”m” är 1 2 antalet generatorer 14. ”-” och ”+” är baserade på ovannämnda teckenkonvention för generatorerna 14 och motorerna 16. Det kan förstås att en annan teckenkonvention kan användas så länge som tillförd energi till bussen 20 och bortförd energi till bussen 20, antingen för en generator 14 eller en motor 16 då är betraktade på ett koncist sätt.

I fallet med ﬂera dragmotorer 16 kan fordonet 10 ha en drivmekanism 32 kopplad till respektive motor 16 som visas i figur 1. Varje drivmekanism 32 kan ha ett dragelement (t.ex. ett hjul) och en sista drivenhet mekaniskt kopplad till respektive motor 16 och dragelementet för att ge fast växlingsminskning mellan motorn 16 och dragelementet. I fallet med en fyrhjulsdriven lastare kan det därmed finnas en motor 16 för vart och ett av de fyra hjulen. l ett första exempel av styrenheten 22 kan en av motorstyranordningarna 52 vara hanteringsstyranordningarna och kan vara elektriskt kopplad till IGBT 304-2 för klipptransistorn 300 för att styra driften av klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18. I det andra exemplet för styrenheten 22 kan en av styrgeneratorerna 42 vara hanteringsstyranordningen och kan vara elektriskt kopplad till IGBT 304-2 för klipptransistorn 300 för att styra driften av klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför. Det kan förstås att andra utformningar av styranordningarna kan användas för styrenheten 22.

I varje exempel för styrenheten 22 kan styranordningarna 42, 52 vara elektriskt kopplade till en kommunikationsbuss (t.ex. CAN-buss) tillsammans med transmissionsstyranordningen 36. Dessutom i ett annat exempel såsom i det andra exemplet kan det finnas ett gränssnitt för höghastighetskommunikation (t.ex. CAN-buss eller annan lämplig höghastighetskoppling) direkt mellan generator- och motorstyranordningarna 42, 52, vilket visas av den streckade linjen däremellan i figur 2 som tillåter kommunikation mellan styranordningarna 42, 52. På detta sätt, även om generatorstyranordningen 42 kan direkt styra klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför kan motorstyranordningen 52 styra klipptransistorn 300 och bromsmotståndet 18 därför via generator styranordningen 42. Det kan förstås att andra utformningar av styranordning kan användas för styrenheten 22, 26 innefattande t.ex. sammanslagning av styranordningarna 42, 52 (och även transmissionsstyranordningen 36) till en enda styranordning.

Om det finns ﬂera generatorer 14 kan en av generatorstyranordningarna 42 ha ett övergripande ansvar för att utföra spänningsstyrscherna för den slutna kretsen (t.ex. PI-baserad spänningsstyrning) för spänningen för DC- bussen 20 för att försöka bibehålla faktisk busspänning vid nominellt värde för nominell DC-busspänning. I ett sådant fall kan, för att utföra spänningsstyrningen för den slutna kretsen, den generatorstyranordningen 42 motta spänningskornmandot från transmissionsstyranordningen 36 som representerar den nominella DC-busspänningen vid vilken busspänningen bibehålls vid nominellt värde och spänningsläsningar för busspänningen.

Den kan även motta hastighetsläsningar från sin tillhörande generatorhastighetssensor 62. Baserad på spänníngsstyrschemat för den slutna kretsen och sådana hastighetsavläsningar kan den generatorstyranordningen 42 ge kommando om drift av en annan eller den andra generatorstyranordningen 42 och sin egen generator 14 för att försöka uppnå den nominella DC-busspänningen. Det kan ge kommando till en annan eller den andra generatorstyranordningen 42 genom att sända ut till dem ett vridmomentskommando (eller elektriskt strömkommando som är representativt för vridmomentet) vilket skulle kunna ändras individuellt av en sådan annan eller andra generatorstyranordning 42 som behövs (t.ex. för att ta itu med generatorns överhettning). Den generatorstyranordningen 42 kan vara hanteringsstyranordningen som är ansvarig för hanteringsutförandet av bromsmotståndsstyrschemat, i vilket fall den även kan utföra bromsmotståndsstyrschemat. Annars kan den generatorstyranordningen 42 kommunicera med hanteringsstyranordningen som behövs.

Bromsmotståndsstyrschemat gynnar energíeffektiviseringen genom optimering av användandet av bromsmotståndet. Det sker genom att erbjuda 27 möjligheten att driva bromsmotståndet vid medelstor bromskvot snarare än endast vid konstant PÅ eller konstant AV. Bromsmotståndsstyrschemat kan beakta den uppskattade effekten som är tillgänglig från bussen 20 i förhållande till en referenseffekt som är skild från noll för bussen 20 och effekten som är förutspådd att appliceras för bussen 20 av motorn eller motorerna 16 och en extra eller ﬂera extra generatorer (d.v.s. de generatorer utöver den första generatorn). Sådan förutspådd förmåga ökar känsligheten för bromsmotståndsstyrschemat, vilket ytterligare främjar energieffektiviseringen. Bromskvotstyrschemat kan erbjuda sådan optimerad användning av bromsmotståndet 18 under t.ex. transmissionsväxling och då fordonet vänder riktning. Det är tänkt att sådan optimering kan öka bränsleekonomin för fordonet 10 och kan förhindra eller på annat vis reducera en risk för spänningsstegring i systemet 12.

I en alternativ utföringsform av styranordningarna 42, 52 kan varje generator- och motorstyranordning 42, 52 vara innefattade i en fältprogrammerad grindmatris (”FPGA”) (ej visad). I ett sådant fall kan FPGAzn för varje styranordning 42, 52 vara elektriskt kopplad till mikroprocessorn 46 och minnet 48 för den styranordningen 42, 52 (mikroprocessorn 46 och minnet 48 kan vara elektriskt kopplade till varandra), och drivstegen 44 och spänningssensorn 54 för den styranordningen 42, 52 kan vara elektriskt kopplade till FPGAzn istället för mikroprocessorn 46 så att drivstegen 44 styras av FPGA:n och FPGAzn mottar spänningsläsningarna från spänningssensorn 54.

Spänningskommando från transmissionsstyranordningen 36 kan mottas av mikroprocessorn 46 i ett första exempel av styrenheten 22 och av FPGAzn i ett andra exempel av styrenheten 22. Hastighetsavläsningar från motorn och generatorhastighetssensorerna 60, 62 kan mottas från FPGAzn i det första exemplet av styrenheten 22 och mikroprocessorn 46 i det andra exemplet av styrenheten 22. 28 Mikroprocessorn 46 kan utföra ett antal funktioner. Till exempel kan mikroprocessorn 46 hantera CAN-kommunikationen i förhållande till styranordningarna 42, 52. För att styra drivstegen 44 förknippade med effektomvandlarna 100, 200 kan mikroprocessorn 46 utföra pulsbreddsmoduleringsstyrschemat för sådana drívsteg 44 (t.ex. rymdvektormodulering). Mikroprocessorn 46 för tillämplig generatorstyranordning 42 kan utföra PI-baserad spänningsstyrning för den aktuella busspänningen.

FPGA:n och mikroprocessorn 46 för tillämplig styranordning 42, 52 kan samarbeta för att utföra bromsmotståndsstyrschemat. FPGAzn kan utföra hysteresstyrschemat 500. Mikroprocessorn 46 kan beräkna bromskvoten inom PWM-styrschemat 600. FPGA:n kan styra driften av bromsmotståndet 18 genom att generera en pä- / avsignal för tillämplig drivsteg 44 enligt sådan beräknad bromskvot.

Det kan förstås att generatorn eller generatorerna, dragmotorn eller dragmotorerna, bromsresistorn och bussen visade häri är en elektrisk generator eller generatorer, en elektrisk dragmotor eller motorer, en elektrisk bromsresistor respektive en elektrisk buss.

Medan uppfinningen har illustrerats och beskrivits i detalj i figurerna och beskrivningen ovan, ska sådan illustration och beskrivning ses som ett exempel och inte som begränsande, det skall förstås att visade utföringsformer har visats och beskrivits och att alla ändringar och variationer kan finnas inom syftet för uppfinningen som avses att skyddas.

Det skall noteras att alternativa utföringsformer av föreliggande uppfinning inte måste innefatta alla särdrag beskrivna, dock drar fördel av åtminstone några av fördelarna med dessa särdrag. Personer med normal kännedom inom teknikområdet kan enkelt tänka ut sina egna implementeringar som kan införliva ett eller fler av särdragen i föreliggande uppfinning och faller 29 inom omfånget för föreliggande uppfinning såsom den definieras av de bifogade kraven.

Claims

30 Patentkrav

1. Ett elektriskt drivsystem, innefattande: 10 15 20 25 30 en generator, en dragmotor, ett bromsrnotstånd, en buss, generatorn, dragmotorn och bromsmotständet är elektriskt kopplade till bussen, och en styrenhet konfigurerad att bestämma en pulsbreddsmodulerings pulskvot för bromsrnotståndet (”bromskvot”) och bromsrnotständets styrdrift enligt bromskvoten, varvid bromskvoten kan vara ett värde mellan konstant AV och konstant PÅ, och styrenheten är konfigurerad att bestämda bromskvoten beroende på önskad mängd effekt som förbrukas av brornsmotståndet (”önskad effektförbrukning” eller ”DPC”) och effektförbrukningskapacitet (”PCC”) enligt ekvationen: bromskvot = DPC/ PCC. .

Det elektriska drivsystemet enligt krav 1, varvid bromskvoten är konstant AV om en faktisk spänning för bussen (”faktisk busspänníng”) är mindre än en förutbestämd lägre busspänning och är konstant PÅ om den faktiska busspänningen är större än en förutbestämd övre busspänning, och ligger mellan konstant AV och konstant PÅ om den faktiska busspänningen ligger mellan den förutbestämda lägre busspänningen och den förutbestämda övre busspänningen. .

Det elektriska drivsystemet enligt krav l, varvid styrenheten är konfigurerad att bestämma önskad effektförbrukning med avseende pä en skillnad mellan en uppskattad effekt tillgänglig frän bussen och en referenseffekt hos bussen som är skild frän O (”effektskillnad” eller ”Pdiff”), och en motoreffekt förutsebar att appliceras på bussen av dragmotorn (”förutsebar motoreffekt” eller ”Pm01;") enligt ekvationen: 10 15 20 25 31 DPC = Pam - Pmot, så att, med avseende på den förutsebara motoreffekten, tillförsel av elektrisk effekt till bussen är negativ och bortförsel av elektrisk effekt är positiv. .

Det elektriska drivsystemet enligt krav 1, varvid styrenheten är konfigurerad att bestämma önskad effektförbrukning med avseende på en skillnad mellan en uppskattad effekt tillgänglig från bussen och en referenseffekt hos bussen som är skild från 0. .

Det elektriska drivsystemet enligt krav l, varvid styrenheten är konfigurerad att bestämma önskad effektförbrukning med avseende på en faktisk spänning för bussen, en referenseffekt hos bussen som är skild från O och en kapacítans för en kopplingskondensator elektriskt kopplad till bussen. .

Det elektriska drivsystemet enligt krav 1, varvid styrenheten är konfigurerad att bestämma önskad effektförbrukning med avseende på en motoreffekt förutsebar att bli applicerad på bussen av dragmotorn (”förutsebar motoreffekt”). .

Det elektriska drivsystemet enligt krav 6, varvid styrenheten är konfigurerad att bestämma den förutsebara motoreffekten med avseende på en referenspunkt för motormomentet för dragmotorn och varvtalshastigheten för dragmotorn. .

Det elektriska drivsystemet enligt krav 1, varvid styrenheten är konfigurerad att bestämma önskad effektförbrukningskapacitet för bromsmotståndet med avseende på en faktisk spänning för bussen och en resistans för bromsmotståndet. .

Metod för att driva ett elektriskt drivsystem, varvid det elektriska drivsystemet innefattar en generator, en dragmotor, ett bromsmotstånd, och en buss, varvid generatorn, dragmotorn och 10 15 20 25 32 bromsmotståndet är elektriskt kopplade till bussen, varvid metoden innefattar: bestämma en pulsbreddsmodulerings pulskvot för bromsmotståndet (”brornskvot”), och styra drift av bromsmotståndet enligt bromscykeln, varvid bromscykeln kan vara ett värde mellan konstant AV och konstant PÅ, och bestämma bromscykeln innefattar att bestämma mängden effekt som är önskad att konsumeras av bromsmotståndet (”önskad effektförbrukning” eller ”DPC”) och en effektförbrukningskapacitet för bromsmotståndet (”PCC”) enligt ekvationen: bromskvot = DPC/PCC.

Metoden enligt krav 9, varvid att bestämma önskad effektförbrukning innefattar att bestämma en skillnad mellan en uppskattad effekt som kan fås ut av bussen och en referenseffekt hos bussen som är skild från 0 (”effektskillnad” eller ”Pdiff”), och en motoreffekt förutsebar att appliceras på bussen av dragmotorn (”förutsebar motoreffekt” eller ”Pmot”) enligt ekvationen: DPC = Pdüf - Pmot, så att, med avseende på den förutsebara motoreffekten, tillförsel av elektrisk effekt till bussen är negativ och bortförsel av elektrisk effekt är positiv.

Metoden enligt krav 9, varvid att bestämma önskad effektförbrukning innefattar att bestämma en skillnad mellan en uppskattad effekt tillgänglig från bussen och en referenseffekt hos bussen som är skild från O.

Metoden enligt krav 9, varvid att bestämma önskad effektförbrukning innefattar att bestämma den önskade effektförbrukningen med avseende på en faktisk spänning för bussen, en referenseffekt hos bussen som är skild från O och en kapacitans för en kopplingskondensator elektriskt kopplad till bussen. 33

13. Metoden enligt krav 9, varvid att bestämma önskad effektförbrukning innefattar att bestämma en motoreffekt förutsebar att bli applicerad pä bussen av dragmotorn (”förutsebar motoreffekt”).

14. Metoden enligt krav 13, varvid att bestämma den förutsebara 5 motoreffekten innefattar att bestämma den förutsebara motoreffekten med avseende pä en referenspunkt för vridmomentet för dragmotorn och varvtalshastigheten för dragmotorn.

15. Metoden enligt krav 9, varvid att bestämma effektförbrukningskapaciteten för bromsmotståndet innefattar att 10 bestämma effektförbrukningskapaciteten med avseende på en faktisk spänning för bussen och en resistans för bromsmotståndet.