SE535739C2 - Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle - Google Patents
Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- SE535739C2 SE535739C2 SE0950646A SE0950646A SE535739C2 SE 535739 C2 SE535739 C2 SE 535739C2 SE 0950646 A SE0950646 A SE 0950646A SE 0950646 A SE0950646 A SE 0950646A SE 535739 C2 SE535739 C2 SE 535739C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- signal
- battery
- electric machine
- soc
- slope
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 9
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910005813 NiMH Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/12—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
- B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
- B60W30/1882—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
- B60W40/06—Road conditions
- B60W40/076—Slope angle of the road
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/423—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W2050/0001—Details of the control system
- B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
- B60W2050/0022—Gains, weighting coefficients or weighting functions
- B60W2050/0025—Transfer function weighting factor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W2050/0001—Details of the control system
- B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
- B60W2050/0028—Mathematical models, e.g. for simulation
- B60W2050/0031—Mathematical model of the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W2050/0001—Details of the control system
- B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
- B60W2050/0057—Frequency analysis, spectral techniques or transforms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/24—Energy storage means
- B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
- B60W2510/244—Charge state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/08—Electric propulsion units
- B60W2710/083—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/10—Road Vehicles
- B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Uppfinningen omfattar ett system och en metod for att styra en elmaskin i ett hybridfordonvars drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämndaelmaskin, varvid systemet omfattar: en lutningsenhet for att bestämma vägens lutning otvid framforing av fordonet och generera en lutningssignal i beroende därav, enladdningsenhet for att bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC) och generera en SOC-signal i beroende därav; en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen ochSOC-signalen som insignaler för att beräkna en viktningsfaktor och generera enviktningssignal ß i beroende därav; en momentenhet som är anpassad att bestämma ettÖnskat moment av foraren, och att generera en momentsignal M i beroende därav; enstyrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på viktningssignalen ß och momentsignalen M, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen. (Figur 4) The invention comprises a system and a method for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said sub-machine, the system comprising: a tilt unit for determining the inclination of the road while driving the vehicle and generating a tilt signal therewith. , a single charge device for determining the state of charge of the battery (SOC) and generating an SOC signal depending thereon; a controller adapted to use the slope signal and the SOC signal as input signals to calculate a weighting factor and generate a weighting signal ß depending thereon; a torque unit adapted to determine a desired torque of the driver, and to generate a torque signal M depending thereon; a control unit which is adapted to calculate a control signal for the electric machine based on the weighting signal ß and the torque signal M, the electric machine being controlled according to the control signal. (Figure 4)
Description
535 739 2 energi till en elmotor som driver fram fordonet. När stora kvantiteter energi behövs, tar elmotom energi både från batteri och generator. Förbränningsmotom är alltså inte integrerad i bilens drivsystem utan framdrivningen av bilen sker helt med hjälp av elmotom. I parallellhybridfordon är fórbränningsmotorn och en elmaskin, som används både som generator och motor, mekaniskt kopplade via motoraxel. Ett exempel på ett parallellhybridsystem visas i figur 2. Kopplingen kan placeras mellan förbrânningsmotom och elmaskinen, vilket gör det möjligt att driva fordonet enbart elektriskt. Eñersom törbränningsmotom och elmaskinen roterar med exakt samma hastighet (när kopplingen är tillslagen), kompletterar de varandra och kan arbeta parallellt. Serie-parallell-hybridsystem är vanliga inom personbilsteknologin, men är vanligtvis för komplicerade för tyngre fordon. 535 739 2 energy to an electric motor that propels the vehicle. When large quantities of energy are needed, the electric motor takes energy from both the battery and the generator. The internal combustion engine is thus not integrated in the car's drive system, but the propulsion of the car takes place entirely with the help of the electric motor. In parallel hybrid vehicles, the internal combustion engine and an electric machine, which are used both as a generator and an engine, are mechanically connected via an engine shaft. An example of a parallel hybrid system is shown in Figure 2. The coupling can be placed between the internal combustion engine and the electric machine, which makes it possible to drive the vehicle only electrically. Because the dry combustion engine and the electric machine rotate at exactly the same speed (when the clutch is turned on), they complement each other and can work in parallel. Series-parallel hybrid systems are common in passenger car technology, but are usually too complicated for heavier vehicles.
Det senaste tillskottet till hybridfordon, laddhybrid (även sladdhybrid eller plug-in- hybrid), är anpassad för laddning från elnätet när fordonet är parkerat. Laddhybrider har större elmotorer samt kraftfulla batteripaket som på några timmar blir fulladdade via sladd från en vanlig elkontakt.The latest addition to the hybrid vehicle, charging hybrid (also cord hybrid or plug-in hybrid), is adapted for charging from the mains when the vehicle is parked. Charging hybrids have larger electric motors and powerful battery packs that in a few hours are fully charged via a cord from a standard electrical socket.
Patentansökan US 2005/0274553 beskriver ett fórutsägande energihanteringssystem fór elhybridfordon. Systemet använder olika sorters information såsom nuvarande position samt 3D-kartor, och genererar optimala motorinstruktioner baserat på minimeringen av en kostnadsfunktion som begränsas av restriktioner fór ett batteri.Patent application US 2005/0274553 describes a predictive energy management system for electric hybrid vehicles. The system uses different types of information such as current position and 3D maps, and generates optimal engine instructions based on the minimization of a cost function that is limited by restrictions for a battery.
Patentansökan DE 100 35 027 beskriver en metod fór att styra ett hybridfordons drifitillstånd. Bland annat används en vägprofil för att bestämma de olika tillstånden.Patent application DE 100 35 027 describes a method for controlling the driving condition of a hybrid vehicle. Among other things, a road profile is used to determine the various conditions.
Patentansökan US 2005/0274553 beskriver ett predikterande energihanteringssystem fór ett hybridfordon. Genom att använda en predikterande reglerstrategi kan motorkommandon genereras som optimerar hybridfordonets driñ nu och i framtiden.Patent application US 2005/0274553 describes a predictive energy management system for a hybrid vehicle. By using a predictive control strategy, engine commands can be generated that optimize the hybrid vehicle's driñ now and in the future.
Reglerstrategin som används är dock komplex och relativt mycket beräkningskapacitet används. 535 739 3 Syñet med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt att minska ett hybridfordons energi förbrukning.However, the control strategy used is complex and relatively much computational capacity is used. 535 739 3 The object of the invention is to provide an improved way of reducing the energy consumption of a hybrid vehicle.
Sammanfattning av uppfinningen Det ovan beskrivna syftet uppnås genom en aspekt av uppfinningen genom ett system för att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en förbrärmingsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin. Systemet omfattar: -en lutningsenhet för att bestämma vägens lutning u vid framfóring av fordonet och generera en lutningssignal i beroende därav, -en laddningsenhet för att bestämma batteriets laddningstillstând (SOC) och generera en SOC-signal i beroende därav; -en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen och SOC- signalen som insignaler för att beräkna en viktningsfaktor och generera en viktningssignal ß i beroende därav; -en momentenhet som är anpassad att bestärnma ett önskat moment av föraren, och att generera en momentsignal M i beroende därav; -en styrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på viktningssignalen ß och momentsignalen M, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen.Summary of the invention The object described above is achieved by an aspect of the invention by a system for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine. The system comprises: - a tilt unit for determining the inclination of the road u when driving the vehicle and generating a tilt signal depending thereon, -a charge unit for determining the state of charge of the battery (SOC) and generating an SOC signal depending thereon; a controller adapted to use the slope signal and the SOC signal as input signals to calculate a weighting factor and generate a weighting signal ß depending thereon; a torque unit adapted to determine a desired torque by the driver, and to generate a torque signal M depending thereon; a control unit which is adapted to calculate a control signal for the electric machine based on the weighting signal ß and the torque signal M, the electric machine being controlled according to the control signal.
Syfiet uppnås genom en arman aspekt genom en metod för att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till närrmda elmaskin. Metoden omfattar att: A) bestämma vägens lutning ot vid framföring av fordonet, B) bestämma batteriets laddningstillstând (SOC); C) använda vägens lutning a och batteriets SOC som insignaler till en regilator för att beräkna en viktningsfaktor; D) bestämma ett önskat moment av föraren; E) beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på nämnda viktningsfaktor och av föraren önskat moment, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen. 535 739 4 Genom att använda vägens lutning där fordonet för ögonblicket befinner sig, batteriets SOC och det av föraren önskade momentet, kan intelligenta val göras fór att förbättra fordonets sätt att arbeta. På detta sätt kan fordonet minska sin energianvändning, genom att använda batteriets energi i uppförsbackar, för att sedan kunna ladda upp batteriet i nedförsbackar. Fordonet kan även få mer kraft när den som mest behöver det, som i branta uppförsbackar.The sewing is achieved through another aspect through a method for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to the adjacent electric machine. The method comprises: A) determining the slope of the road ot when driving the vehicle, B) determining the state of charge of the battery (SOC); C) use the slope a of the road and the SOC of the battery as input signals to a regulator to calculate a weighting factor; D) determine a desired torque of the driver; E) calculate a control signal to the electric machine based on said weighting factor and torque desired by the driver, the electric machine being controlled according to the control signal. 535 739 4 By using the slope of the road where the vehicle is currently stationed, the SOC of the battery and the torque desired by the driver, intelligent choices can be made to improve the way the vehicle works. In this way, the vehicle can reduce its energy consumption, by using the battery's energy on uphill slopes, in order to then be able to charge the battery on downhill slopes. The vehicle can also get more power when it needs it most, such as on steep uphills.
Fuzzy logic är ett exempel på en reglerstrategi som kan användas i den föreliggande uppfinningen, och som på ett användbart sätt avbildar ett insignalsområde till ett utsignalsområde. Detta görs exempelvis genom att använda en lista med ”if ~ then”-satser som kallas regler. Reglema själva hänför sig till variabler och de adjektiv som beskriver dessa variabler. Varje sats sanningshalt blir en gradfråga. Medlemsfunktioner används, som kan beskrivas som en kurva som definierar hur varje punkt i insignalsområdet avbildas till ett medlemsvärde, eller grad av medlemskap, mellan 0 och 1. Även andra reglerstrategier är dock tillämpbara tillsammans med uppfinningen.Fuzzy logic is an example of a control strategy that can be used in the present invention, and which in a useful way maps an input signal area to an output signal area. This is done, for example, by using a list of "if ~ then" statements called rules. The rules themselves refer to variables and the adjectives that describe these variables. The truth content of each sentence becomes a matter of degree. Membership functions are used, which can be described as a curve that hur denies how each point in the input signal area is mapped to a membership value, or degree of membership, between 0 and 1. However, other control strategies are also applicable together with the invention.
Föredragna utföringsformer beskrivs i de beroende kraven och i den detaljerade beskrivningen.Preferred embodiments are described in the dependent claims and in the detailed description.
Kort beskrivning av de bifogade figllrema Nedan kommer uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurerna, av vilka: Figur l illustrerar drivlinan i ett seriehybridfordon.Brief description of the enclosed axles The invention will be described below with reference to the enclosed axles, of which: Figure 1 illustrates the driveline of a series hybrid vehicle.
Figur 2 illustrerar drivlinan i parallellhybridfordon.Figure 2 illustrates the driveline in parallel hybrid vehicles.
Figur 3 illustrerar en drivlina som används i den föreliggande uppfinningen.Figure 3 illustrates a driveline used in the present invention.
Figur 4 illustrerar vägens lutning d.Figure 4 illustrates the slope of the road d.
Figur 5 illustrerar systemet enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 5 illustrates the system according to an embodiment of the invention.
Figur 6 illustrerar en regelbas vid användning av fuzzy logic enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 6 illustrates a rule base when using fuzzy logic according to an embodiment of the invention.
Figur 7 illustrerar sambandet mellan in- och utsignaler i en fuzzy logic regulator enligt en utfóringsform av uppfinningen. 535 739 Figur 8 illustrerar sambandet mellan in- och utsi gnaler i en fuzzy logic regulator enligt en annan utföringsform av uppfinningen.Figure 7 illustrates the relationship between input and output signals in a fuzzy logic controller according to an embodiment of the invention. Figure 8 illustrates the relationship between inputs and outputs in a fuzzy logic controller according to another embodiment of the invention.
Figur 9 visar ett flödesschema fór metoden enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 9 shows a flow chart for the method according to an embodiment of the invention.
Detalierad beskrivning av föredragna uttöringsfonner av uppfinningen Nedan kommer uppfinningen att beskrivas tillsammans med ett parallellhybridsystern, men uppfinningen kan även användas tillsammans med andra sorters hybridsystem.Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention The invention will be described below in conjunction with a parallel hybrid system, but the invention may also be used in conjunction with other types of hybrid systems.
Drivlinan i ett parallellhybridfordon illustreras i figur 3 och är det system i fordonet som överför energi från förbränningsmotorn och elmaskinen via kopplingen, växellådan, drivaxlar och hjulen till vägytan. Den elektriska maskinen benämns här elmaskin, men kan även refereras till som en elektrisk maskin. Förbränningsmotom kan drivas med diesel eller bensin, eller en annan lämplig vätska eller gas. Kopplingen omfattar en serie fiiktionsdiskar, som tillsammans kan koppla ur törbränningsmotorn från resten av drivlinan. Kopplingen kan manövreras av föraren via en pedal, eller är automatisk och ett styrsystem manövrerar då växlingen och kopplingen. Den andra energikällan i ett parallellhybridfordon är elmaskinen. Elmaskinen omfattar två delar, en rotor och en stator.The driveline in a parallel hybrid vehicle is illustrated in Figure 3 and is the system in the vehicle that transfers energy from the internal combustion engine and the electric machine via the clutch, gearbox, drive axles and wheels to the road surface. The electric machine is referred to here as an electric machine, but can also be referred to as an electric machine. The internal combustion engine can be powered by diesel or gasoline, or another suitable liquid or gas. The clutch comprises a series of d disk drives, which together can disconnect the dry combustion engine from the rest of the driveline. The clutch can be operated by the driver via a pedal, or is automatic and a control system then maneuvers the shift and clutch. The other energy source in a parallel hybrid vehicle is the electric machine. The electric machine comprises two parts, a rotor and a stator.
Rotom är den roterande delen av elmaskinen och har en axel som antingen kan vara utrustad med permanentmagneter eller lindningar som kommer att bli elektromagnetiska när de är kopplade till en elektrisk energikälla. I det senare fallet kan magnetiseringsgraden styras. Statom är det yttre skalet som kapslar in elmaskinen och i statom finns det lindningar som energikablama är kopplade till. När elmaskinen används som motor, inducerar energin från kablarna ett magnetfält i statom. När elmaskinen används som generator, inducerar rotom en ström i statorlindningama som sedan lagras som elektrisk energi i batteriet. Som ett exempel kan elmaskinen vara en 36 kW permanentmagnetsynkromnaskin, som är en trefasmaskin i vilken rotom roterar synkront med det roterande magnetfáltet i statom.The rotor is the rotating part of the electric machine and has a shaft that can either be equipped with permanent magnets or windings that will become electromagnetic when connected to an electrical energy source. In the latter case, the degree of magnetization can be controlled. The stator is the outer shell that encapsulates the electrical machine and in the stator there are windings to which the energy cables are connected. When the electric machine is used as a motor, the energy from the cables induces a magnetic field in the stator. When the electric machine is used as a generator, the rotor induces a current in the stator windings which is then stored as electrical energy in the battery. As an example, the electric machine may be a 36 kW permanent magnet synchronous machine, which is a three-phase machine in which the rotor rotates synchronously with the rotating magnetic field in the stator.
En omvandlare (visas inte) är kopplad till elmaskinen för att omvandla AC till DC när elmaskinen används som generator och laddar batteriet, och DC till AC när batteriet levererar energi till elmaskinen som då används som motor. För att få en läng livstid behöver krafielektroniken kylning, och denna kan exempelvis vara vattenbaserad. En extern kylkrets kan därför behöva installeras. 535 739 Batteriet är kopplat till elmaskinen och inkluderar ett antal celler kopplade i serie för att öka spänningen. De seriekopplade cellema är sedan kopplade parallellt för att öka kapaciteten på hela batteripaketet. Som exempel kan batterierna vara NiMH-batterier, där varje cell har en nominell spänning på 1.2 V. Ett annat exempel på batteri är litimnjon- batterier (Li-jon), de har ett bättre värde i W/kg och Wh/kg, vilket gör dem mindre och lättare än motsvarande NiMH-batterier.A converter (not shown) is connected to the electric machine to convert AC to DC when the electric machine is used as a generator and charges the battery, and DC to AC when the battery supplies energy to the electric machine which is then used as a motor. In order to have a longer service life, the electronics need cooling, and this can, for example, be water-based. An external cooling circuit may therefore need to be installed. 535 739 The battery is connected to the electrical machine and includes a number of cells connected in series to increase the voltage. The series-connected cells are then connected in parallel to increase the capacity of the entire battery pack. As an example, the batteries can be NiMH batteries, where each cell has a nominal voltage of 1.2 V. Another example of a battery is lithium-ion batteries (Li-ion), they have a better value in W / kg and Wh / kg, which makes them smaller and lighter than similar NiMH batteries.
Växellådans och slutväxelns ändamål är att matcha hastigheten på drivlinan på den ingående axeln på växellådan med hastigheten på hjulen. Utväxlingsförhållandet i växellådan kan varieras genom att växla, medan dynamiken på slutväxeln är konstant.The purpose of the gearbox and the final gear is to match the speed of the driveline on the input shaft of the gearbox with the speed of the wheels. The gear ratio in the gearbox can be varied by shifting, while the dynamics of the final gear are constant.
I figur 4 visas ett system för att styra en elmaskin i ett hybridfordon enligt en uttöringsfonn av uppfinningen. Hybridfordonets drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin, och som illustreras i figur 3. Systemet omfattar en lutningsenhet för att bestämma vägens lutning ot vid framtöring av fordonet och generera en lutningssignal L i beroende därav, en laddningsenhet för att bestämma batteriets laddningstillstånd SOC och generera en SCC-signal S i beroende därav, samt en avläsningsenhet som är anpassad att bestämma ett önskat moment av föraren, och att generera en momentsignal M i beroende därav. Systemet inkluderar vidare en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen och SCC-signalen som insígnaler för att beräkna en viktningsfaktor och generera en viktningssignal ß i beroende därav; samt en styrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal Y till elmaskinen baserat på viktningssignalen ß och momentsignalen M. Elmaskinen styrs sedan enligt styrsignalen Y.Figure 4 shows a system for controlling an electric machine in a hybrid vehicle according to an embodiment of the invention. The powertrain of the hybrid vehicle comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine, and illustrated in Figure 3. The system comprises a tilt unit for determining the inclination of the road ot when driving the vehicle and generating a tilt signal L accordingly, a charging unit for determining the state of charge of the battery SOC and generate an SCC signal S depending thereon, as well as a reading unit adapted to determine a desired torque by the driver, and to generate a torque signal M dependent thereon. The system further includes a controller adapted to use the tilt signal and the SCC signal as inputs to calculate a weighting factor and generate a weighting signal ß depending thereon; and a control unit which is adapted to calculate a control signal Y for the electric machine based on the weighting signal ß and the torque signal M. The electric machine is then controlled according to the control signal Y.
På detta sätt uppnås ett system för att styra elmaskinen, så att batteriets lagrade energi kan användas när det behövs som mest, d.v.s. när vägen lutar uppåt.In this way a system is achieved for controlling the electric machine, so that the stored energy of the battery can be used when it is needed most, i.e. when the road slopes upwards.
Viktningssignalen ß beskriver alltså hur mycket energi som ska tas från batteriet vid den aktuella väglutningen och aktuellt SOC. Styrenheten genererar sedan en styrsignal Y till elmaskinen, som indikerar hur mycket energi som ska tas från batteriet när föraren önskar ett visst moment M. Företrädesvis är regulatom anpassad att beräkna en viktningssignal ß som är en normaliserad skalfaktor. Viktningsfaktom är då normaliserad till att vara ett 535 739 7 värde mellan exempelvis [0 l]. Enligt en utföringsform multipliceras skalfaktorn ß med ett i förväg bestämt värde för det maxmoment som elmaskinen kan ge. Om t.ex. maxmomentet är 300 Nm och skalfaktom är 0.6, vidarebefordras via styrsigrialen Y att elmaskinen ska lägga ut 300-0.6=l 80 Nm på drivlinan. Styrenheten säkerställer att det önskade momentet M från föraren inte överskrids. Eventuellt resterande moment som krävs för ge det av föraren önskade momentet till drivlinan tas sedan från förbränningsmotorn.The weighting signal ß thus describes how much energy is to be taken from the battery at the current road slope and the current SOC. The control unit then generates a control signal Y to the electric machine, which indicates how much energy is to be taken from the battery when the driver wants a certain torque M. Preferably, the controller is adapted to calculate a weighting signal ß which is a normalized scale factor. The weighting factor is then normalized to be a value between, for example, [0 l]. According to one embodiment, the scale factor ß is multiplied by a predetermined value for the maximum torque that the electric machine can give. If e.g. the maximum torque is 300 Nm and the scale factor is 0.6, it is forwarded via the control signal Y that the electric machine should lay out 300-0.6 = l 80 Nm on the driveline. The control unit ensures that the desired torque M from the driver is not exceeded. Any remaining torque required to provide the torque desired by the driver to the driveline is then taken from the internal combustion engine.
Vägens lutning a illustreras i figur 5 och lutníngsenheten omfattar enligt en utföringsform sensorer i fordonet för att bestämma vägens lutning d. På så sätt kan vägens momentana lutning bestämmas kontinuerligt. Enligt en ytterligare utföringsfonn analyseras väglutningens derivata, och baserat på analysen förutses hur vägens framtida lutning kommer att se ut, vilket tas med i beräkningama i regulatom och/eller styrenheten för att få fram en styrsignal till elmaskinen.The inclination a of the road is illustrated in Figure 5 and according to one embodiment the inclination unit comprises sensors in the vehicle for determining the inclination of the road d. In this way the instantaneous inclination of the road can be determined continuously. According to a further embodiment, the derivatives of the road slope are analyzed, and based on the analysis it is predicted what the future slope of the road will look like, which is included in the calculations in the controller and / or control unit to obtain a control signal for the electric machine.
Signaler som används i systemet skickas företrädesvis via CAN i fordonet. CAN (Controller Area Network) betecknar ett seriellt bussystem, speciellt utvecklat för användning i fordon. CAN-databussen ger möjlighet till digitalt datautbyte mellan sensorer, reglerkomponenter, aktuatorer, styrdon etc. och säkerställer att flera styrdon kan fä tillgång till signalerna från en viss givare, för att använda dessa för styming av sina anslutna komponenter.Signals used in the system are preferably sent via CAN in the vehicle. CAN (Controller Area Network) denotes a serial bus system, specially developed for use in vehicles. The CAN data bus provides the opportunity for digital data exchange between sensors, control components, actuators, controllers, etc. and ensures that your controllers can access the signals from a specific sensor, to use these for controlling their connected components.
Laddningstillståndet, SOC, är ett förhållande mellan nuvarande laddningsnivå och den maximala laddningsnivån. Laddningstillståndet beräknas med hjälp av följande formel: 1 SOC = SOCM - í(t)dt , (1) Q I ITIBX där Qnm är batteriets maximala laddningskapacitet, SOCim, är det initiala värdet på laddningstillståndet och i(t) är strömmen genom batteriet. Batteriets hela kapacitet används aldrig eftersom ett för stort kretslopp av energi i batteriet kan skada det allvarligt. l0 535 739 8 Därför finns en övre gräns SOCu och en undre gräns SOC| för laddningstillståndet.The charge state, SOC, is a ratio between the current charge level and the maximum charge level. The state of charge is calculated using the following formula: 1 SOC = SOCM - í (t) dt, (1) Q In ITIBX where Qnm is the maximum charge capacity of the battery, SOCim, is the initial value of the state of charge and i (t) is the current through the battery. The entire capacity of the battery is never used because an excessive energy cycle in the battery can seriously damage it. l0 535 739 8 Therefore, there is an upper limit SOCu and a lower limit SOC | for the state of charge.
Intervallet mellan dessa två gränser kallas SOC-fönstret.The interval between these two limits is called the SOC window.
Laddningstillståndet skalas företrädesvis när det används som insignal till regulatorn för att förenkla konstruktionen genom att veta att laddningstillståndet alltid är i intervallet mellan [0 l]. Skalningen görs genom att använda ekvationen nedan: soc - soc, soc, - soc, (2) Laddningsenheten är företrädesvis anpassad att mäta de signaler som är nödvändiga tör ovan nämnda beräkningar, och att utföra beräkningama för att få fram en SOC-signal S.The charge state is preferably scaled when used as an input to the controller to simplify the design by knowing that the charge state is always in the range between [0 l]. The scaling is done using the equation below: soc - soc, soc, - soc, (2) The charging unit is preferably adapted to measure the signals necessary for the above calculations, and to perform the calculations to obtain an SOC signal S.
Energin som kretsar i batteriet är det totala energiflödet genom batteriet och räknas ut enligt nedan: = flft, (f) -uim m1 di, o) där ibm och um, är batteriets ström och spänning.The energy circulating in the battery is the total energy genom through the battery and is calculated as below: = fl ft, (f) -uim m1 di, o) where ibm and um, is the current and voltage of the battery.
Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är regulatom en regelbaserad regulator, exempelvis en fuzzy logic-regulator. I fuzzy logic används en lista med ”if-then”-satser som kallas regler. Genom att använda medlemsfunktioner kan svar ges som är en fråga om grad, inte bara ”ja” eller ”nej”. En medlemsfunktion är (MF) är en kurva som definierar hur varje punkt i insignalområdet mappas till ett medlemsvärde (eller grad av medlemskap) mellan 0 och l. Två eller flera medlemsvärden ges som insignaler till en fuzzy-operatör som ger som utsignal ett sant värde. En fuzzy-operatör kan vara en logisk operatör såsom AND, OR eller NOT. I figur 6 visas ett exempel på en regelbas fór fuzzy- logic-regulatom. I detta exempel finns det två medlemsfunktioner för lutningsinsignaler L, ”Hög” och ”Låg”. För SOC-insignalen S finns det två medlemsfunktioner, också de kallade ”Hög” och ”Låg”. Utsignalen från fuzzy-regulatorn har också den två medlemsfunktoner ”Hög” och ”Låg”. I figur 7 och 8 visas två exempel på fuzzy- regulatorer som är grafiskt åskådliggiorda, där insignalema och utsignalema visas på de 535 739 9 olika axlarna. Ytan visar tydligt hur regulatorema fungerar. Den första regulatom i figur 7 har nästan bara ett tillstånd, och det innebär en stark viktningssignal ß. Styrkan på viktningssignalen minskar något när SOC minskar och när väglutningen är mindre brant. I systemet med den andra regulatorn som illustreras i figur 7, är regulatorn anpassad att beräkna en viktningssignal ß till styrenheten som gradvis ökar vid stigande lutningssignal L samt stigande SOC-signal S, for att få en jämn tillförsel av energi från batteriet.According to an embodiment of the invention, the controller is a rule-based controller, for example a fuzzy logic controller. Fuzzy logic uses a list of "if-then" statements called rules. By using member functions, answers can be given that are a matter of degree, not just "yes" or "no". A member function is (MF) is a curve that fi denies how each point in the input signal range is mapped to a membership value (or degree of membership) between 0 and l. Two or fl your member values are given as input signals to a fuzzy operator who gives a true value as output signal . A fuzzy operator can be a logical operator such as AND, OR or NOT. Figure 6 shows an example of a rule base for the fuzzy logic controller. In this example, there are two member functions for tilt inputs L, "High" and "Low". For the SOC input signal, there are two member functions, also called “High” and “Low”. The output signal from the fuzzy controller also has the two member functions "High" and "Low". Figures 7 and 8 show two examples of fuzzy controllers which are graphically illustrated, where the input signals and the output signals are shown on the 535 739 9 different axes. The surface clearly shows how the regulators work. The first regulator in fi gur 7 has almost only one state, and this means a strong weighting signal ß. The strength of the weighting signal decreases slightly when the SOC decreases and when the road slope is less steep. In the system with the second controller illustrated in Figure 7, the controller is adapted to calculate a weighting signal ß to the control unit which gradually increases with increasing slope signal L and rising SOC signal S, in order to obtain an even supply of energy from the battery.
Regulatom som illustreras i figur 8 är signifikant mjukare än den i figur 7, när SOC och väglutningen är stora, så är utsignalen ß nära maximalt värde. Stödet från elmaskinen kommer dock när väglutningen är relativt brant. För mindre lutningar måste SOC vara relativt hög för att regulatom ska reagera. Genom att reglera elmotom på detta sätt, så kan bränslekonsumtionen minskas signifikant.The controller illustrated in Figure 8 is significantly softer than that in Figure 7, when the SOC and the slope are large, the output signal ß is close to the maximum value. However, the support from the electric machine comes when the road slope is relatively steep. For smaller slopes, the SOC must be relatively high for the controller to react. By regulating the electric motor in this way, fuel consumption can be significantly reduced.
Systemet är alltså företrädesvis anpassat att beräkna en styrsignal till elmaskinen att använda energi från batteriet när batteriets SOC är i intervallet mellan SOCmin och SOCmax, och vägens lutning u indikerar upptörsbacke. På så sätt får fordonet extra energi när det behöver som mest, nämligen i uppfórsbackar. En förutsättning för att använda energi från batteriet är att det finns SOC mellan gränsvärdena som beskrivits ovan. Även andra reglerstrategier är dock tänkbara, och fuzzy-logic beskrivs endast som ett exempel.The system is thus preferably adapted to calculate a control signal to the electric machine to use energy from the battery when the battery SOC is in the interval between SOCmin and SOCmax, and the slope of the road u indicates uphill slope. In this way, the vehicle gets extra energy when it needs it most, namely on feed slopes. A prerequisite for using energy from the battery is that there is an SOC between the limit values described above. However, other control strategies are also conceivable, and fuzzy-logic is only described as an example.
Företrädesvis så är systemet anpassat att regenerera bromsenergi till batteriet då vägens lutning u indikerar nedtörsbacke. Fordonet är då på väg nedför en backe, och genom att ta till vara på den kinetiska energin som fordonet ger, kan batteriet laddas upp. När hastigheten behöver minskas, görs detta vanligtvis med en hydraulisk retarderenhet, avgasbromsen och/eller hjulbromsama i kombination med elmaskinen. Så länge batteriet tillåts laddas, alltså så länge SOC., inte har överskridits, och fordonet behöver bromsas, så används elmaskinen som generator så mycket som möjligt.Preferably, the system is adapted to regenerate braking energy to the battery as the slope of the road u indicates downhill slope. The vehicle is then on its way down a hill, and by taking advantage of the kinetic energy that the vehicle provides, the battery can be charged. When the speed needs to be reduced, this is usually done with a hydraulic deceleration unit, the exhaust brake and / or the wheel brakes in combination with the electric machine. As long as the battery is allowed to be charged, ie as long as the SOC., Has not been exceeded, and the vehicle needs to be braked, the electric machine is used as a generator as much as possible.
Uppfinningen hänför sig också till en metod for att styra en elmaskín i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en törbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskín. Metoden kommer nu att beskrivas med hänvisning till flödesschemat i figur 9. 535 739 lO Metoden omfattar följaktligen att: A) bestämma vägens lutning u vid framför-ing av fordonet, B) bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC); C) använda vägens lutning u och batteriets SOC som insignaler till en regulator för att beräkna en viktningsfaktor; D) bestämma ett önskat moment av föraren samt E) beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på nämnda viktningsfaktor och av föraren önskat moment, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen. Genom den beskriva metoden kan förbränningsmotorn få mer energi från batteriet när vägen är brant och SOC är tillräcklig.The invention also relates to a method for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises a dry combustion engine and a battery connected to said electric machine. The method will now be described with reference to the fl fate diagram in fi gur 9. 535 739 10 The method consequently comprises: A) determining the inclination of the road u when driving the vehicle, B) determining the state of charge of the battery (SOC); C) use the slope u of the road and the SOC of the battery as input signals to a controller to calculate a weighting factor; D) determine a desired torque by the driver and E) calculate a control signal to the electric machine based on said weighting factor and torque desired by the driver, the electric machine being controlled according to the control signal. Through the described method, the internal combustion engine can get more energy from the battery when the road is steep and SOC is sufficient.
Enligt en utföringsform kan en regelbaserad regulator, exempelvis en fuzzy logic- regulator, används i steg C). På så sätt kan styrvärden för att minska bränslekonsumtionen räknas fram till elmaskinen på ett sätt som inte förbrukar så mycket beräkningskapacitet.According to one embodiment, a rule-based controller, for example a fuzzy logic controller, can be used in step C). In this way, control values for reducing fuel consumption can be calculated for the electric machine in a way that does not consume as much calculation capacity.
Genom att använda en regulator med vars hjälp styrsignalen i steg D) beräknas att öka gradvis, kan en jämn tillförsel av energi från batteriet användas fór att driva fordonet.By using a regulator by means of which the control signal in step D) is calculated to increase gradually, an even supply of energy from the battery can be used to drive the vehicle.
Företrädesvis beräknas i steg C) viktningsfaktom att vara en normaliserad skalfaktor. På så sätt kan ett värde fås mellan [O 1] som på ett enkelt sätt kan användas för att räkna fram hur stort bidrag som ska användas från batteriema.Preferably, in step C), the weighting factor is calculated to be a normalized scale factor. In this way, a value can be obtained between [O 1] which can be used in a simple way to calculate how much contribution is to be used from the batteries.
Vägens lutning a bestäms enligt en utföringsfomi med hjälp av sensorer i fordonet. På så sätt kan hela tiden den aktuella väglutningen bestämmas.The slope a of the road is determined according to an embodiment with the help of sensors in the vehicle. In this way, the current road slope can be determined at all times.
Företrädesvis så beräknas styrsignalen i steg D) så att energi ges från batteriet när batteriets SOC är i intervallet mellan SOCmiH och SOCmax, och vägens lutning u indikerar uppförsbacke. Således tas energi från batteriet när det finns tillgänglig energi och när fordonet behöver extra energi i uppfórsbackar.Preferably, the control signal in step D) is calculated so that energy is given from the battery when the battery SOC is in the interval between SOCmiH and SOCmax, and the slope u indicates an uphill slope. Thus, energy is taken from the battery when there is available energy and when the vehicle needs extra energy in the feed slopes.
Enligt en utföringsform så beräknas i steg D) viktningsfaktom till styrenheten att gradvis öka vid stigande lutnings samt stigande SOC, fór att få en jämn tillförsel av energi från batteriet. På så sätt uppnås ett jämnare uttag av energin i batteriet, vilket ger ett mindre slitage på denna del som i många fall är en av de dyraste beståndsdelama i fordonet. 535 739 ll F öretrådesvis regenereras bromsenergi till batteriet då vägens lutning u indikerar nedñrsbacke. Därmed tas rörelseenergin som fordonet fåri en nediörsbacke tillvara istället fór att bara bromsas bort.According to one embodiment, in step D) the weighting factor for the control unit is calculated to gradually increase with increasing slope and rising SOC, in order to obtain an even supply of energy from the battery. In this way, a more even extraction of the energy in the battery is achieved, which results in less wear on this part, which in many cases is one of the most expensive components in the vehicle. 535 739 ll By default, braking energy is regenerated to the battery when the slope of the road u indicates downhill. Thus, the kinetic energy that the vehicle gets on a downhill slope is used instead of just being braked away.
Uppfinningen omfattar även en datorprogramprodukt, omfattande datorprograminstruktioner för att förmå ett datorsystem i ett fordon att utföra stegen enligt metoden, när datorprograminstruktionema körs på nämnda datorsystem.The invention also comprises a computer program product, comprising computer program instructions for causing a computer system in a vehicle to perform the steps according to the method, when the computer program instructions are run on said computer system.
Datorprograminstruktionema är enligt en utfóringsform lagrade på ett av ett datorsystem läsban medium.According to one embodiment, the computer program instructions are stored on a medium readable by a computer system.
Den föreliggande uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna utfóringsfonnerna.The present invention is not limited to the embodiments described above.
Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Därför begränsar inte de ovan nämnda utfóringsfonnema uppfinningens omfattning, som definieras av de bifogade kraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. Therefore, the above-mentioned embodiments do not limit the scope of the invention as claimed by the appended claims.
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950646A SE535739C2 (en) | 2009-06-10 | 2009-09-09 | Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle |
DE112010002438T DE112010002438T5 (en) | 2009-06-10 | 2010-06-09 | Method and system for controlling an electric motor in a hybrid vehicle |
PCT/IB2010/001743 WO2010143077A2 (en) | 2009-06-10 | 2010-06-09 | Method and system for controlling an electric motor in a hybrid vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0900792 | 2009-06-10 | ||
SE0950646A SE535739C2 (en) | 2009-06-10 | 2009-09-09 | Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0950646A1 SE0950646A1 (en) | 2010-12-11 |
SE535739C2 true SE535739C2 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=43066742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0950646A SE535739C2 (en) | 2009-06-10 | 2009-09-09 | Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE112010002438T5 (en) |
SE (1) | SE535739C2 (en) |
WO (1) | WO2010143077A2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104417347B (en) | 2013-09-09 | 2017-08-04 | 比亚迪股份有限公司 | The control system and control method of hybrid vehicle |
CN104417544B (en) | 2013-09-09 | 2017-08-22 | 比亚迪股份有限公司 | The control system and control method of hybrid vehicle |
CN104417344B (en) | 2013-09-09 | 2017-03-15 | 比亚迪股份有限公司 | Hybrid vehicle and its drive control method |
CN104417557B (en) | 2013-09-09 | 2017-07-04 | 比亚迪股份有限公司 | A kind of vehicle slides feedback control system and its control method |
CN104417554B (en) | 2013-09-09 | 2018-03-13 | 比亚迪股份有限公司 | Hybrid vehicle and its cruise control method |
CN104417543B (en) | 2013-09-09 | 2017-08-22 | 比亚迪股份有限公司 | The control system and control method of hybrid vehicle |
CN104417346B (en) | 2013-09-09 | 2017-04-12 | 比亚迪股份有限公司 | Control system and control method of hybrid electrical vehicle (HEV) |
US9358969B2 (en) * | 2013-11-11 | 2016-06-07 | Ford Global Technologies, Llc | Load-based vehicle operating control |
DE102014205982A1 (en) | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drive device for a vehicle and vehicle with the drive device and method |
CN112455423B (en) * | 2020-11-27 | 2022-11-01 | 重庆青山工业有限责任公司 | Pure electric starting control method of double-motor hybrid electric vehicle |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3353859B2 (en) * | 1994-11-08 | 2002-12-03 | 株式会社エクォス・リサーチ | Hybrid vehicle |
US6205379B1 (en) * | 1998-09-04 | 2001-03-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller for hybrid vehicle wherein one and the other of front and rear wheels are respectively driven by engine and electric motor |
DE10035027A1 (en) | 2000-07-19 | 2002-01-31 | Daimler Chrysler Ag | Method for controlling the operating mode of vehicles with hybrid drives detects a route profile covered by a vehicle while invoking an additional criterion for selecting the operating mode |
DE10128758A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Bosch Gmbh Robert | Control system for hybrid vehicle regulates proportion of driving power performed by electric motor whereby state of charge of battery does not fall below minimum level ensuring basic functions |
EP1415839A1 (en) * | 2002-10-29 | 2004-05-06 | STMicroelectronics S.r.l. | Fuzzy logic control system for torque distribution in hybrid vehicles |
US7360615B2 (en) | 2004-06-09 | 2008-04-22 | General Motors Corporation | Predictive energy management system for hybrid electric vehicles |
JP4005069B2 (en) * | 2004-09-03 | 2007-11-07 | 本田技研工業株式会社 | Control device for hybrid vehicle |
KR100747796B1 (en) * | 2005-11-17 | 2007-08-08 | 현대자동차주식회사 | Controller and controlling method for Hybrid Electric Vehicle's slope driving |
DE102006034933B4 (en) * | 2006-07-28 | 2016-10-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method and device for controlling a hybrid vehicle drive |
-
2009
- 2009-09-09 SE SE0950646A patent/SE535739C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-06-09 DE DE112010002438T patent/DE112010002438T5/en not_active Ceased
- 2010-06-09 WO PCT/IB2010/001743 patent/WO2010143077A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010143077A2 (en) | 2010-12-16 |
DE112010002438T5 (en) | 2012-10-25 |
SE0950646A1 (en) | 2010-12-11 |
WO2010143077A3 (en) | 2011-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE535739C2 (en) | Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle | |
JP4961830B2 (en) | Charge / discharge control device, charge / discharge control method for electric storage device, and electric vehicle | |
JP5826402B2 (en) | Hybrid vehicle | |
US8886479B2 (en) | Charge state detecting device for battery pack and method for detecting charge state | |
US20090015202A1 (en) | State of charge control method and systems for vehicles | |
JP4595829B2 (en) | Secondary battery control device and control method | |
JP5569211B2 (en) | Vehicle regenerative power generation control system | |
JP2007210586A (en) | Vehicle drive system | |
US9252630B2 (en) | Battery charge control apparatus | |
CN103068648A (en) | Regenerative control device, hybrid automobile, regenerative control method, and program | |
CN114132302B (en) | Vehicle control method, device, system and storage medium | |
SE533838C2 (en) | Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle | |
Yue et al. | Model-free learning-based online management of hybrid electrical energy storage systems in electric vehicles | |
US20220194231A1 (en) | Regenerative braking based on a charging capability status of a vehicle battery | |
US7605561B2 (en) | Method for controlling charging of a power source of a hybrid vehicle | |
JP5772209B2 (en) | Charge / discharge control device for power storage device and electric vehicle equipped with the same | |
JP4107191B2 (en) | Vehicle control device | |
JP2005094865A (en) | Hybrid vehicle and its system | |
JP2007269315A (en) | Control device of vehicle | |
US11904727B2 (en) | Battery thermal management via current control | |
CN116890655A (en) | Vehicle and control method | |
Lim et al. | Drive and Control System for Hybrid Electric Vehicles | |
CN111457077A (en) | Vehicle with a steering wheel | |
CN117284294A (en) | Control method and control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |