SE1100957A1 - Förfarande och system för att styra ett fordons framdrivning - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till ett förfarande för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets (20) drivanordningar (40) innefattar en motorenhet (42) anordnad för drivning av en generatorenhet (44) för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning (48) anordnad att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet (49) anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning (48), jämte medel (100; 200) för att styra fordonets (20) drivanordningar (40), innefattande steget att under inbromsning återföra elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning, innefattande steget att: inför en inbromsning temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning (48), varigenom utrymme i förväg gives för återförande av elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning (48) under själva inbromsningsförloppet. Uppfinningen hänför sig även till ett system för att styra ett fordons framdrivning. Uppfinningen hänför sig också till ett motorfordon.(Fig. 2)

Description

US7004273B1 visar ett system hos ett fordon med en dylik hybriddrivlina med ett likspänningsmellanled direkt kopplat till en energilagringsenhet i form av en superkondensatorbank. Systemet enligt US7004273B1 är anordnat att styras på så sätt att, vid hög fordonshastighet, spänningen över energilagringsenheten hålls låg för att vid inbromsning kunna tillföra elektrisk energi till energilagringsenheten, dvs. kunna ladda upp superkondensator hos nämnda superkondensatorbank, varvid spänningen över energilagringsenheten höjs vid inbromsningen för att åter sänkas vid acceleration till en högre hastighet för avgivande av energi från energilagret, dvs. urladdning av superkondensator hos nämnda superkondensatorbank.

Ett problem med ett system enligt US7004273B1 är att sänkt spänning på likströmsmellanledet medför sänkt spänning över motorenheten för drivning av generatorenheten, vilket medför låg verkningsgrad, dvs. ökade förluster eftersom sänkt spänning över motorenheten medför att strömstyrkan ökar, då driveffekten är densamma, och förlusterna är proportionella mot strömmen i kvadrat.

EP 1256476 visar ett fordon med en hybriddrivlina varvid laddningsgraden hos energilagringsenheten styrs utifrån vägdata och förväntade händelser.

SYFTE MED UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets drivanordningar innefattar minst en motorenhet anordnad för drivning av generatorenhet för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning anordnade att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning, som möjliggör energieffektiv framdrivning av fordonet.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets drivanordningar innefattar åtminstone en motorenhet anordnad för drivning av en generatorenhet för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning anordnade att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning, som möjliggör energieffektiv framdrivning av fordonet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Dessa och andra syften, vilka framgår av nedanstående beskrivning, åstadkommes medelst ett förfarande och system för att styra ett fordons framdrivning, samt ett motorfordon av inledningsvis angivet slag och som vidare uppvisar särdragen angivna i den kännetecknande delen av bifogade självständiga patentkrav 1, 12 och 23. Föredragna utföringsformer av förfarandet, definierade i systemet och motorfordonet är bifogade osjälvständiga patentkrav 2-11, 12-22 och 24.

Enligt uppfinningen uppnås syftena med ett förfarande för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets drivanordningar innefattar en motorenhet anordnad för drivning av en generatorenhet för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning anordnade att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning, jämte medel för att styra fordonets drivanordningar, innefattande steget att under inbromsning återföra elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning, vidare innefattande steget att: inför en inbromsning temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning, varigenom utrymme i återförande av elektrisk nämnda förväg gives för energi till energilagringsanordning under själva inbromsningsförloppet.

Härigenom möjliggörs energieffektiv framdrivning av fordonet i det att energiinnehållet i nämnda energilagringsanordning endast sänks vid behov, dvs. inför inbromsning, varvid energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning såsom exempelvis superkondensator och följaktligen spänningen över nämnda energilagringsenhet maximeras så att spänningen över motorenheten för drivning av generatorenheten också kan direkt likspänningsmellanled. med Vidare möjliggörs effektivare drift av nämnda åtminstone en elektriska motorenhet maximeras, där drivanordningarna innefattar ett energilagringsanordningen förbundet eftersom en elektrisk motorenhet såsom en elmotor arbetar mer effektivt vid en högre spänning, vilket medför effektivare framdrivning under en större del av körcykeln hos fordonet möjliggörs.

Enligt en utföringsform av förfarandet innefattar vidare steget att temporärt reducera nämnda energiinnehåll steget att temporärt reducera energitillförseln till nämnda energilagringsanordning. Härigenom förbättras elektriska energilagringsanordningen kan utnyttjas vid reducering av energiinnehållet i energieffektiviteten i det att den energin hos densamma för exempelvis framdrivning av fordonet.

Enligt en utföringsform av förfarandet reduceras nämnda energitillförsel från en nivå svarande mot energitillförsel till väsentligen full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning, och härvid energitillförsel under låga energiförluster.

Enligt en utföringsform av förfarandet innefattar nämnda drivanordningar ett likspänningsmellanled. Genom att anordna ett likspänningsmellanled direkt förbundet med nämnda energilagringsanordning inbegripande superkondensator och/eller batteri erfordras färre komponenter vilket medför kostnadseffektiva drivanordningar för nämnda framdrivning.

Enligt en utföringsform av förfarandet inbegriper steget att temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning, steget att använda elektrisk energi ur nämnda energilagringsanordning för fordonets framdrivning. Härigenom uppnås energieffektiv framdrivning av fordonet i det att tillgänglig energi utnyttjas effektivt.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet vidare steget att under ett accelerationsförlopp temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning för att tillhandahålla ett energitillskott för fordonets framdrivning. Härigenom utnyttjas tillgänglig energi för effektiv framdrivning av fordonet, där den tillgängliga energin utnyttjas temporärt och endast vid behov.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet vidare steget att efter nämnda accelerationsförlopp bringa energitillförseln att återgå till väsentligen en nivå svarande mot full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning. Härigenom möjliggörs energieffektiv framdrivning av fordonet i det att energiinnehållet i nämnda energilagringsanordning endast sänks vid behov.

Enligt en utföringsform av förfarandet utgörs nämnda fordon av ett autonomt fordon. Ett autonomt fordon lämpar sig utmärkt för effektiv framdrivning i enlighet med förfarandet.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet vidare steget att framdriva fordonet utmed en förutbestämd färdväg. Härigenom underlättas effektiv styrning av drivanordningarna för energieffektiv framdrivning.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet vidare steget att styra fordonets framdrivning baserat på fordonets färdvägs särdrag. Härigenom möjliggörs optimering av framdrivningen så att nämnda temporära reducering av energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning kan anpassas till fordonets färdvägs särdrag, varigenom anpassat utrymme i förväg kan ges för återförande av elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning under själva inbromsningsförloppet. Nämnda färdvägs särdrag inbegriper någon av parametrarna position utmed färdväg, färdvägstopografi inbegripande lutning, vindstyrka och vindriktning, fordonslast.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet vidare steget att framdriva fordonet enligt en förutbestämd körcykel. Härigenom möjliggörs energieffektiv framdrivning där bland annat fordonshastigheten vid olika positioner är förutbestämd vilket underlättar styrning för energioptimering.

Enligt en variant möjliggörs att vid bestämda positioner externt uppladda nämnda varvid energilagringsanordning energilagringsanordningen härigenom kan tömmas inför nämnda uppladdning.

Enligt uppfinningen uppnås syftena med ett system för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets drivanordningar innefattar en motorenhet anordnad för drivning av en generatorenhet för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning anordnade att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning, jämte medel för att styra fordonets drivanordningar, innefattande medel för att under inbromsning återföra elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning, vidare innefattande medel för att inför en inbromsning temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning, varigenom utrymme i elektrisk energilagringsanordning under själva inbromsningsförloppet. förväg gives för återförande av energi till nämnda Härigenom möjliggörs energieffektiv framdrivning av fordonet i det att energiinnehållet i nämnda energilagringsanordning endast sänks vid behov, dvs. inför varvid nämnda inbromsning, energiinnehållet hos energilagringsanordning såsom exempelvis superkondensator och följaktligen spänningen över nämnda energilagringsenhet maximeras så att spänningen över motorenheten för drivning av generatorenheten också kan direkt likspänningsmellanled. med Vidare möjliggörs effektivare drift av nämnda åtminstone en elektriska motorenhet maximeras, där drivanordningarna innefattar ett energilagringsanordningen förbundet eftersom en elektrisk motorenhet såsom en elmotor arbetar mer effektivt vid en högre spänning, vilket medför effektivare framdrivning under en större del av körcykeln hos fordonet möjliggörs.

Enligt en utföringsform av systemet innefattar nämnda medel för att temporärt reducera nämnda energiinnehåll medel för att temporärt reducera energitillförseln till nämnda energilagringsanordning. Härigenom förbättras energieffektiviteten i det att den elektriska energin hos energilagringsanordningen kan utnyttjas vid reducering av energiinnehållet i densamma.

Enligt en utföringsform av systemet är nämnda energitillförsel anordnad att reduceras från en nivå svarande mot energitillförsel till väsentligen full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning, och härvid energitillförsel under låga energiförluster.

Enligt en utföringsform av systemet innefattar nämnda drivanordningar ett likspänningsmellanled. Genom att anordna ett likspänningsmellanled direkt förbundet superkondensator och/eller batteri erfordras färre komponenter vilket medför med nämnda energilagringsanordning inbegripande kostnadseffektiva drivanordningar för nämnda framdrivning.

Enligt en utföringsform av systemet inbegriper nämnda medel för att temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning medel för att använda elektrisk energi ur nämnda energilagringsanordning för fordonets framdrivning. Härigenom uppnås energieffektiv framdrivning av fordonet i det att tillgänglig energi utnyttjas effektivt.

Enligt en utföringsform innefattar systemet vidare medel för att under ett accelerationsförlopp temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning för att tillhandahålla ett energitillskott för fordonets framdrivning. Härigenom utnyttjas tillgänglig energi för effektiv framdrivning av fordonet, där den tillgängliga energin utnyttjas temporärt och endast vid behov.

Enligt en utföringsform innefattar systemet vidare medel för att efter nämnda accelerationsförlopp bringa energitillförseln att återgå väsentligen till en nivå svarande mot full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning. Härigenom möjliggörs energieffektiv framdrivning av fordonet i det att energiinnehållet i nämnda energilagringsanordning endast sänks vid behov.

Enligt en utföringsform av systemet utgörs nämnda fordon av ett autonomt fordon. Ett autonomt fordon lämpar sig utmärkt för effektiv framdrivning i enlighet med förfarandet.

Enligt en utföringsform innefattar systemet vidare medel för att framdriva fordonet utmed en förutbestämd färdväg. Härigenom underlättas effektiv styrning av drivanordningarna för energieffektiv framdrivning.

Enligt en utföringsform innefattar systemet vidare medel för att framdriva fordonet enligt en förutbestämd körcykel. Härigenom möjliggörs energieffektiv framdrivning där bland annat fordonshastigheten vid olika positioner är förutbestämd vilket underlättar styrning för energioptimering.

Enligt en variant möjliggörs att vid bestämda positioner externt uppladda nämnda varvid energilagringsanordning energilagringsanordningen härigenom kan tömmas inför nämnda uppladdning.

Enligt en utföringsform innefattar systemet vidare medel för att styra fordonets framdrivning baserat på fordonets färdvägs särdrag. Härigenom möjliggörs optimering av framdrivningen så att nämnda temporära reducering av energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning kan anpassas till fordonets färdvägs särdrag, varigenom anpassat utrymme i förväg kan ges för återförande av elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning under själva inbromsningsförloppet. Nämnda färdvägs särdrag inbegriper någon av parametrarna position utmed färdväg, färdvägstopografi inbegripande lutning, vindstyrka och vindriktning, fordonslast.

FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer att förstås bättre med hänvisning till följande detaljerade beskrivning läst tillsammans med de bifogade ritningarna, där lika hänvisningsbeteckningar hänför sig till lika delar genomgående i de många vyerna, och i vilka: Fig. 1 schematiskt illustrerar ett motorfordon enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 2 schematiskt illustrerar ett blockschema av ett system för att styra ett fordons framdrivning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 3a schematiskt illustrerar en planvy av ett anläggningsområde med en förutbestämd färdväg enligt en applikation av föreliggande uppfinning; Fig. 3b schematiskt illustrerar en sidovy av anläggningsområdet i fig. 3a; Fig. 4 schematiskt illustrerar styrning av systemet enligt föreliggande uppfinning utmed färdvägen enligt fig. 3a; Fig. 5 schematiskt illustrerar ett blockschema av ett system för att styra ett fordons framdrivning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; och Fig. 6 schematiskt illustrerar ett blockschema av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Häri hänför sig termen ”länk” till en kommunikationslänk som kan vara en fysisk ledning, såsom en opto-elektronisk kommunikationsledning, eller en icke-fysisk ledning, såsom en trådlös anslutning, till exempel en radio- eller mikrovågslänk.

Fig. 1 illustrerar schematiskt ett motorfordon 20 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Det exemplifierade fordonet 20 utgörs av ett autonomt fordon eller så kallat automatic guided vehicle (AGV). Fordonet kan alternativt utgöras av vilket som helst lämpligt fordon avsett att framföras av en förare. Fordonet har en fordonskropp 22. Fordonet har markkontaktande organ 24, 26 vilka enligt en variant utgörs av hjul. Fordonet uppbär en last 30 vilken enligt en variant utgörs av en container. Fordonet 20 är avsett att färdas på en färdväg R. Fordonet innefattar ett system I för fordonets framdrivning enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2 illustrerar schematiskt ett blockschema av ett system I för att styra ett fordons framdrivning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Systemet I innefattar drivanordningar 40 eller drivlina 40 för framdrivning av ett motorfordon. Drivlinan 40 innefattar åtminstone en motorenhet 42 vilken enligt en variant utgörs av en förbränningsmotorenhet, där förbränningsmotorenheten enligt en variant utgörs av en dieselmotor.

Drivlinan 40 innefattar vidare en generatorenhet 44 förbunden med nämnda motorenhet 42, med flera motorenheter är respektive motorenhet förbunden med en generatorenhet. Generatorenheten 44 kan inbegripa en eller flera generatorer. Nämnda motorenhet 42 är anordnad att driva nämnda generatorenhet 44 för alstrande av elektrisk energi. Nämnda motorenhet 42 och generatorenhet 44 bildar en energialstringsenhet 45 för alstrande av elektrisk energi. 11 Drivlinan 40 innefattar vidare ett likspänningsmellanled 46. Drivlinan 40 innefattar vidare en energilagringsanordning 48. Nämnda energilagringsanordning 48 innefattar enligt en utföringsform en eller flera superkondensatorer. Enligt en alternativ utföringsform innefattar nämnda Enligt en både superkondensator och batterienhet. Nämnda likspänningsmellanled 46 är energilagringsanordning 48 en eller flera batterienheter. utföringsform innefattar nämnda energilagringsanordning direkt förbunden med nämnda energilagringsanordning 48.

Drivlinan innefattar vidare en AC/DC-omvandlingsenhet 46a konfigurerad att omvandla växelspänning från generatorenheten till likspänning. Drivlinan innefattar vidare en DC/AC-omvandlingsenhet 46b konfigurerad att omvandla likspänningen till styrbar växelspänning.

Nämnda energilagringsanordning 48 är anordnad att lagra nämnda alstrade elektriska energi från generatorenhet och vid inbromsning omvandlad rörelseenergi, samt uppladdning vid laddningsstation eller motsvarande.

Nämnda drivlina innefattar åtminstone en elektrisk motorenhet 49 anordnad att försörjas medelst nämnda alstrade elektriska energi. Nämnda elektriska motorenhet 49 är anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning 48. l fig. 2 visas fyra elektriska motorenheter 49, tre streckade för att illustrera att drivlinan 40 kan inbegripa en eller flera elektriska motorenheter.

Hastighet och moment hos nämnda åtminstone en elektrisk motorenhet 49 styrs medelst, genom DC-AC-omvandlingsenheten 46b från likspänning till kontrollerad växelspänning omriktade, växelspänningen. Genom att låta direkt likspänningsmellanledet 46 utan en omvandlare erfordras att spänningen på energilagringsanordningen 48 vara kopplad mot likspänningsmellanledet 46 kan varieras för att ta ut och tillföra effekt från/till nämnda energilagringsanordning 48. 12 Systemet I innefattar vidare medel för att styra drivlinan 40. Nämnda medel innefattar en elektronisk styrenhet 100. 100 är nämnda energialstringsenhet 45. Den elektroniska styrenheten 100 är anordnad att Nämnda elektroniska styrenhet signalansluten till sända en signal till energialstringsenheten 45 representerande spänningsdata till vilken spänningsnivå likspänningsmellanledet skall hållas.

Nämnda elektroniska styrenhet 100 är signalansluten till nämnda AC/DC- omvandlingsenhet 46a. Den elektroniska styrenheten 100 är anordnad att 46a representerande spänningsdata. Den elektroniska styrenheten 100 är via en mottaga en signal från nämnda AC/DC-omvandlingsenhet länk anordnad att sända en signal till nämnda AC/DC-omvandlingsenhet 46a representerande erforderlig spänning för åstadkommande av aktuellt energi- respektive effektbehov.

Nämnda elektroniska styrenhet 100 är signalansluten till nämnda DC/AC- omvandlingsenhet 46b. Den elektroniska styrenheten 100 är anordnad att 46b representerande spänningsdata. Den elektroniska styrenheten 100 är via en mottaga en signal från nämnda DC/AC-omvandlingsenhet länk anordnad att sända en signal till nämnda DC/AC-omvandlingsenhet 46b representerande spänningsdata för erforderlig spänning för åstadkommande av aktuellt energi- respektive effektbehov eller förbrukning.

Nämnda elektroniska styrenhet 100 är enligt en variant signalansluten till nämnda energilagringsanordning 48. Den elektroniska styrenheten är anordnad att mottaga en signal från nämnda energilagringsanordning 48 representerande nivå av elektrisk energi.

Fig. 3a illustrerar schematiskt en planvy av ett anläggningsområde A med en förutbestämd färdväg R enligt en applikation av föreliggande uppfinning. 13 Anläggningsområdet A utgörs av en containeromlastningsanläggning för omlastning av containrar från skepp till tåg för vidare transport av nämnda containrar.

Härvid visas ett skepp 50 uppbärande en uppsättning med containrar 30.

Nämnda containrar 30 är anordnade att avlastas från nämnda skepp 50 medelst åtminstone en första lyftanordning 60 anordnad på hamnområdet i anslutning till kajplatsen H.

Anläggningsområdet A innefattar autonoma fordon 20 anordnade att via nämnda första lyftanordning 60 mottaga containrar, transportera containrar till en avlastningsplats, varvid åtminstone en andra lyftanordning 62 är anordnad att omlasta containern 30 från fordonet till ett tåg som transporterar containrarna på räls R2 bort från anläggningsområdet. Härvid är sedan det olastade fordonet 20 anordnat att återvända till nämnda första lyftanordning 60 för att mottaga ytterligare en container 30 och transportera den för omlastning och borttransport.

Det autonoma fordonet 20 innefattar ett system för att styra framdrivningen enligt föreliggande uppfinning inbegripande en drivlina exempelvis enligt fig. 2.

Det autonoma fordonet 20 är anordnat att framdrivas utmed den förutbestämda färdvägen R. Härvid utgör positionen 0 där fordonet mottager container 30 från skeppet en startposition.

Från positionen 0 accelereras det lastade fordonet 20 under ett accelerationsförlopp till en position 1 utmed färdvägen R varvid fordonet 20 har uppnått sin önskade hastighet.

Från denna position färdas fordonet 20 med konstant hastighet till ett en position 2 varvid fordonet 20 inbromsas i ett inbromsningsförlopp till en önskad hastighet vid en position 3 innan själva kurvan. 14 Från positionen 3 färdas fordonet 20 med den önskade hastigheten genom kurvan till en position 4 efter kurvan. fordonet 20 accelerationsförlopp till en position 5 varvid fordonet 20 uppnått den önskade Från positionen 4 accelereras ånyo under ett hastigheten.

Från denna position färdas fordonet 20 med konstant hastighet till ett en position 6 varvid fordonet 20 inbromsas i ett inbromsningsförlopp till stillastående vid positionen 7, där själva omlastningen sker genom avlastning av container 30 från fordonet 20.

Från positionen 7 accelereras det olastade fordonet 20 under ett accelerationsförlopp till en position 8 utmed färdvägen R varvid fordonet 20 har uppnått sin önskade hastighet.

Från denna position färdas fordonet 20 med konstant hastighet till ett en position 9 varvid fordonet 20 inbromsas i ett inbromsningsförlopp till en önskad hastighet vid en position 10 innan själva kurvan.

Från positionen 10 färdas fordonet 20 med den önskade hastigheten genom kurvan till en position 11 efter kurvan. fordonet 20 accelerationsförlopp till en position 12 varvid fordonet 20 uppnått den Från positionen 11 accelereras ånyo under ett önskade hastigheten.

Från denna position färdas fordonet 20 med konstant hastighet till ett en position 13 varvid fordonet 20 inbromsas i ett inbromsningsförlopp till stillastående vid positionen 0, där själva omlastningen sker genom lastning av container 30 på fordonet 20.

Fordonet 20 börjar sedan om körförloppet utmed färdvägen R från 0 till 7 för avlastning av container 30 och sedan åter till positionen 0 för att mottaga en ny container 30.

Fig. 3b illustrerar schematiskt en sidovy av anläggningsområdet i fig. 3a.

Härvid framgår att anläggningsområdet har en svag lutning ner mot vattnet för att sålunda leda vatten från nederbörd ner i vattnet. Lutningen beaktas vid styrningen av nämnda fordons framdrivning vilket förklaras med hänvisning till fig. 6.

Fig. 4 illustrerar schematiskt styrning av systemet I enligt föreliggande uppfinning utmed färdvägen R enligt fig. 3a, vid de olika positionerna p.

Härvid visas fordonets 20 hastighetsprofil v utmed färdvägen R, framdrivningseffekten P för fordonet 20 utmed färdvägen R, effekt P1 alstrad av energialstringsenheten 45, energilagringsanordningens effekt P2 samt spänningen U över likspänningsmellanledet 46. Kurvorna skulle även kunna illustrera körcykeln över tiden t. Härvid framgår fordonet körförlopp samt körmönster.

Systemet innefattar medel för att under nämnda accelerationsförlopp 0 till 1 temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning 48 för att tillhandahålla ett energitillskott för fordonets 20 framdrivning. l en accelerationsfas av fordonet 20 är effektbehovet som störst. Vid acceleration arbetar motorenheten, exempelvis dieselmotorn, på en optimal arbetspunkt och spänningen över likspänningsmellanledet 46 sänks så att energilagringsanordningen 48 ska tillföra extra effekt till den elektrisk motorenheten 49 för framdrivning av fordonet 20. Detta fortgår tills att fordonet 20 nått en önskad maxhastighet, exempelvis 30 km/h, eller till dess att den elektriska energin hos energilagringsanordningen 48 sjunkit till en förutbestämd nivå, exempelvis att uppsättningen superkondensatorer sjunkit till ett förutbestämt laddningstillstånd, exempelvis 50 %. Härigenom är den totala effektåtgången förhållandevis stor.

Då fordonet 20 i positionen 1 accelererats upp till den önskade hastigheten höjs från positionen 1 till positionen 1' spänningen över likspänningsmellanledet 46 med hjälp av generatorenheten för att åter ladda upp energilagringsanordningen 48, samt för att nämnda åtminstone en 16 elektriska motorenhet som framdriver fordonet 20 arbetar mer effektivt vid en När från högre spänning hos likspänningsmellanledet 46. energilagringsanordningen 48 är full sänks effektuttaget generatorenheten.

Fordonet 20 börjar vid positionen 2' närma sig en kurva inför vilken inbromsning till en lägre hastighet erfordras, varvid systemet innefattar medel för att i positionen 2' inför inbromsningen temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning 48 hos drivlinan hos systemet genom att temporärt reducera energitillförseln till nämnda energilagringsanordning 48 för att i förväg ge utrymme för återförande av elektrisk energi till energilagringsanordningen 48.

Från positionen 1' till positionen 2' hålls spänningen över likspänningsmellanledet 46 på den höga nivån.

I positionen 2' där fordonet 20 börjar närma sig en punkt för inbromsning tas all effekt för framdrivning från energilagringsanordningen 48, varvid motorenheten för drivning av generatorenheten går på tomgång eller en lägre effektnivå, varvid spänningen över likspänningsmellanledet 46 sänks fram till positionen 2. Härvid utnyttjas framdrivningen energieffektivt medelst nämnda energilagringsanordning 48 inför det stundande inbromsningsförloppet.

Vid positionen 2 påbörjas ett inbromsningsförlopp till positionen 3, där inbromsningen sker elektriskt varigenom elektrisk energi återmatas till nämnda energilagringsanordning 48, där fordonet 20 bromsas ner till en förutbestämd hastighet, vid vilken hastighet energilagringsnivån hos energilagringsanordningen 48 nått en nivå svarande mot full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning 48. Under inbromsningsförloppet tillförs effekt till energilagringsanordningen 48.

Härvid har fordonets 20 hastighet bromsats ned till en önskad hastighet, exempelvis 5 km/h, för att klara kurvan från positionen 3 till positionen 4. 17 Härvid kör fordonet 20 genom kurvan i hastigheten till vilken det bromsats ned till en position 4.

Härvid styrs spänningen i enlighet med ovan vid respektive accelerationsfas och inför respektive inbromsningsfas. Ett nytt accelerationsförlopp sker mellan position 4 och 5, 7 och 8, samt 11 och 12, där fordonet 20 accelereras upp till den önskade hastigheten. Ett nytt inbromsningsförlopp sker mellan position 6 och 7, 9 och 10, samt 13 och 0, varvid spänningen sänks så att energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning 48 temporärt reduceras inför varje bromsförlopp vid position 6', 9' och 13”.

Vid lastning i punkt 0 och lossning i punkt 7 utnyttjas generatorenheten för att vid behov fylla energilagringsanordningen 48 till en nivå svarande mot energitillförsel till väsentligen full eller nära full energilagringskapacitet hos vid ett accelerationsförlopp en fulladdad energilagringsanordning 48 kan utnyttjas. nämnda energilagringsanordning 48 så att efterföljande Körförloppet från position 7 till position 0 sker utan last varvid effekten som åtgår är lägre än effekten som åtgår i körförloppet från position 0 till position 7 som sker med last.

Fig. 5 illustrerar schematiskt ett blockschema av ett system ll för att styra ett fordons framdrivning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Systemet ll innefattar positionsbestämningsmedel 110 för att bestämma fordonets 20 position utmed fordonets 20 färdväg R inbegripande fordonets riktning. Nämnda positionsbestämningsmedel 110 kan utgöras av vilket som helst lämpligt positionsbestämningsmedel 110 som medför tillräcklig noggrannhet i positionsbestämningen såsom trianguleringssystem, kortvågssystem eller ett geografiskt lägesbestämningssystem, dvs. GPS, med hög noggrannhet. 18 120 för att bestämma topografin utmed fordonets 20 färdväg R inbegripande lutningen Systemet ll innefattar vidare topografibestämningsmedel på vägen utmed fordonets 20 färdväg R.

Systemet ll innefattar vidare vindbestämningsmedel 130 för att bestämma vindstyrka och vindriktning utmed fordonets 20 färdväg R.

Systemet ll innefattar vidare fordonshastighetsbestämningsmedel 140 anordnat att bestämma fordonets 20 hastighet utmed fordonets 20 färdväg R.

Systemet ll innefattar vidare lastbestämningsmedel 150 anordnat att bestämma fordonslast för att således kunna bestämma fordonets 20 totala vikt.

Systemet ll innefattar enligt en variant även färdvägsunderlagsbestämnings- medel 160 för att bestämma friktion mellan markkontaktande drivorgan hos fordonet 20 såsom drivhjul och underlaget.

Systemet Il innefattar en drivlina i enlighet med drivlinan beskriven med hänvisning till fig. 2, där drivlinan följaktligen innefattar en energialstringsenhet 45 för alstrande av elektrisk energi, där energialstringsenheten 45 inbegriper en generatorenhet och en motorenhet anordnad för drivning av generatorenheten för alstrande av elektrisk energi, en energilagringsanordning 48 anordnad att mottaga och avge nämnda elektriska energi, ett likspänningsmellanled 46 direkt förbundet med 46a konfigurerad att omvandla växelspänning från generatorenheten till energilagringsanordningen 48, en AC/DC-omvandlingsenhet likspänning, en DC/AC-omvandlingsenhet 46b konfigurerad att omvandla likspänningen till styrbar växelspänning, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet 49 anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning 48.

Systemet ll I innefattar en elektronisk styrenhet 200. 19 Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda positionsbestämningsmedel 110 anordnat att bestämma fordonets 20 position utmed fordonets 20 färdväg R. Den elektroniska styrenheten 200 är via länken anordnad att mottaga en signal från nämnda positionsbestämningsmedel 110 representerande fordonspositionsdata för vilken position fordonet 20 har utmed nämnda färdväg R.

Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda 120 anordnat att inbegripande lutningen utmed fordonets 20 färdväg R. Den elektroniska topografibestämningsmedel bestämma topografin styrenheten 200 är via länken anordnad att mottaga en signal från nämnda topografibestämningsmedel 120 representerande topografidata för vilken lutning färdvägen R har på aktuell position hos fordonet 20.

Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda 130 anordnat att vindriktning utmed fordonets 20 färdväg R. Den elektroniska styrenheten 200 länken vindbestämningsmedel 130 representerande vinddata för vindstyrka och vindbestämningsmedel bestämma vindstyrka och är via anordnad att mottaga en signal från nämnda vindriktning vid aktuell position utmed fordonets 20 färdväg R.

Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda fordonshastighetsbestämningsmedel 140 anordnat att bestämma fordonshastigheten. Den elektroniska styrenheten 200 är via länken anordnad att mottaga en signal från nämnda fordonshastighetsbestämnings- medel 140 representerande fordonshastighetsdata.

Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda lastbestämningsmedel 150. Den elektroniska styrenheten 200 är via länken anordnad att mottaga en signal från nämnda lastbestämningsmedel 150 representerande fordonslastdata.

Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda färdvägsunderlagsbestämningsmedel 160. Den elektroniska styrenheten 200 är via länken anordnad att mottaga en signal från nämnda färdvägsunderlagsbestämningsmedel 160 representerande friktionsdata.

Den elektroniska styrenheten 200 är via en länk signalansluten till nämnda energialstringsenhet 45. Den elektroniska styrenheten 200 är via länken anordnad att sända en signal till nämnda energialstringsenhet 45 spänningsdata till vilken spänningsnivå likspänningsmellanledet skall hållas.

Den elektroniska styrenheten 100 är via länkar signalansluten till nämnda AC/DC-omvandlingsenhet 46a. Den elektroniska styrenheten 100 är via AC/DC- omvandlingsenhet 46a representerande spänningsdata. Den elektroniska länken anordnad att mottaga en signal från nämnda styrenheten 100 är via en länk anordnad att sända en signal till nämnda AC/DC-omvandlingsenhet 46a representerande erforderlig spänning för åstadkommande av aktuellt energi- respektive effektbehov.

Den elektroniska styrenheten 100 är via länkar signalansluten till nämnda DC/AC-omvandlingsenhet 46b. Den elektroniska styrenheten 100 är via en länk anordnad att mottaga en signal från nämnda DC/AC-omvandlingsenhet 46b representerande spänningsdata. Den elektroniska styrenheten 100 är via en länk anordnad att sända en signal till nämnda DC/AC-omvandlingsenhet 46b åstadkommande av aktuellt energi- respektive effektbehov eller energi- representerande spänningsdata för erforderlig spänning för respektive effektförbrukning.

Den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att behandla nämnda fordonspositionsdata, topografidata, vinddata, fordonshastighetsdata, fordonslastdata beaktande fordonsvikt inbegripande bränslemängden, samt friktionsdata för att bestämma färdvägssärdragsdata för att således kunna bestämma erforderlig energi och effekt för fordonet 20 som färdas utmed en förutbestämd färdväg R. Den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att styra fordonets 20 framdrivning baserat på nämnda färdvägssärdragsdata. 21 Den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att baserat på nämnda färdvägssärdragsdata bestämma när fordonet 20 är vid en viss position innan en stundande inbromsning, varvid den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att sända en signal till AC/DC-omvandlingsenheten 46a att temporärt reducera spänningen över likspänningsmellanledet 46 för att således temporärt reducera energiinnehållet i energilagringsanordningen 48, varvid drivningen av den elektriska motorenheten 49 sker medelst energin från energilagringsanordningen 48.

Den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att baserat på nämnda färdvägssärdragsdata bestämma när fordonet 20 är vid en viss position för att påbörja ett inbromsningsförlopp, varvid den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att sända en signal till DC/AC-omvandlingsenheten 46b att under inbromsningsförloppet höja spänningen över likspänningsmellanledet 46 för att elektrisk energilagringsanordning 48 och härvid utnyttja energin vid bromsning. således återföra energi till nämnda Den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att baserat på nämnda färdvägssärdragsdata bestämma när fordonet 20 är vid en viss position för att påbörja ett accelerationsförlopp, varvid den elektroniska styrenheten 200 är anordnad att sända en signal till AC/DC-omvandlingsenheten 46a att vid behov reducera spänningen över likspänningsmellanledet 46 för att under elektrisk energilagringsanordning 48, varvid drivningen av den elektrisk motorenheten 49 sker 48 och energialstringsenheten 45. accelerationsförloppet reducera energi hos nämnda medelst energin från energilagringsanordningen Genom systemet ll enligt utföringsformen beskriven med hänvisning till fig. 5 styrs drivlinan effektivt genom att styra energiflödet för framdrivning av direkt till likspänningsmellanledet, fordonet 20 genom att variera spänningen hos det energilagringsanordningen 48 kopplade dvs. likspänningsmellanledet 46, varvid därigenom energilagringsanordningens energinivå eller laddningsnivå regleras, där hänsyn tas till färdvägssärdrag 22 last/vikt hos fordonet 20, vindstyrka och vindriktning, på förhand känt körmönster etc., åstadkommes såsom topografi/lutning, färdvägsunderlag, energieffektiv styrning så att arbetsområdet hos elektrisk motorenhet 49 och energilagringsanordning 48 optimeras.

Fig. 6 schematiskt illustrerar ett blockschema av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning. Fordonets drivlina innefattar en motorenhet anordnad för drivning av en generatorenhet för alstrande av elektrisk energi, en energilagringsanordning anordnad att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet 49 anordnad att med nämnda elektriska från nämnda försörjas energi energilagringsanordning, jämte medel för att styra fordonets drivanordningar.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet för att styra ett fordons framdrivning ett första steg S1. I detta steg reduceras inför en inbromsning temporärt energiinnehållet hos energilagringsanordning.

Enligt en utföringsform innefattar förfarandet för att styra ett fordons framdrivning ett första steg S2. I detta steg återförs under inbromsning elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning.

Beskrivningen ovan av de föredragna utföringsformerna av föreliggande uppfinning har tillhandahållits i illustrerande och beskrivande syfte. Den är inte avsedd att vara uttömmande eller begränsa uppfinningen till de beskrivna varianterna. Uppenbarligen kommer många modifieringar och variationer att framgå för fackmannen. Utföringsformerna har valts och beskrivits för att bäst förklara principerna av uppfinningen och dess praktiska tillämpningar, och därmed möjliggöra för en fackman att förstå uppfinningen för olika utföringsformer och med de olika modifieringarna som är lämpliga för det avsedda bruket.

Claims (24)

10 15 20 25 23 PATE NTKRAV

1. Förfarande för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets (20) drivanordningar (40) innefattar åtminstone en motorenhet (42) anordnad för drivning av en generatorenhet (44) för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning (48) anordnad att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet (49) anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning (48), jämte medel (100; 200) för att styra fordonets (20) drivanordningar (40), innefattande steget att under inbromsning återföra elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning, kännetecknat av steget att: inför en inbromsning temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda (48). återförande av elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning (48) energilagringsanordning varigenom utrymme i förväg gives för under själva inbromsningsförloppet.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid steget att temporärt reducera nämnda energiinnehåll innefattar steget att temporärt reducera energitillförseln till nämnda energilagringsanordning (48).

3. Förfarande enligt krav 2, varvid nämnda energitillförsel reduceras från en nivå svarande mot energitillförsel till väsentligen full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning (48), och härvid energitillförsel under låga energiförluster.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, varvid nämnda drivanordningar (40) innefattar ett Likspänningsmellanled (46).

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, varvid steget att temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning (48) inbegriper steget att använda elektrisk energi ur nämnda energilagringsanordning (48) för fordonets (20) framdrivning. 10 15 20 25 24

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, vidare innefattande steget att under ett accelerationsförlopp temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning (48) för att tillhandahålla ett energitillskott för fordonets (20) framdrivning.

7. Förfarande enligt krav 6, vidare innefattande steget att efter nämnda accelerationsförlopp bringa energitillförseln att återgå till väsentligen en nivå svarande mot full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning (48).

8. Förfarande enligt något av kraven 1-7, varvid nämnda fordon (20) utgörs av ett autonomt fordon (20).

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, vidare innefattande steget att framdriva fordonet (20) utmed en förutbestämd färdväg (R).

10. Förfarande enligt något av kraven 1-9, vidare innefattande steget att styra fordonets (20) framdrivning baserat på fordonets (20) färdvägs särdrag (110, 120, 130, 140, 150, 160).

11. Förfarande enligt något av kraven 1-10, vidare innefattande steget att styra fordonets (20) framdrivning enligt en förutbestämd körcykel.

12. System för att styra ett fordons framdrivning, där fordonets (20) drivanordningar (40) innefattar åtminstone en motorenhet (42) anordnad för drivning av en generatorenhet för alstrande av elektrisk energi, energilagringsanordning (48) anordnad att mottaga och avge nämnda elektriska energi, jämte åtminstone en elektrisk motorenhet (49) anordnad att försörjas med nämnda elektriska energi från nämnda energilagringsanordning (48), jämte medel för att styra fordonets (20) drivanordningar (40), innefattande medel för att under inbromsning återföra elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning (48), kännetecknat av medel för att inför en inbromsning temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning (48), varigenom utrymme i förväg gives för 10 15 20 25 25 återförande av elektrisk energi till nämnda energilagringsanordning (48) under själva inbromsningsförloppet.

13. System enligt krav 12, varvid nämnda medel för att temporärt reducera nämnda energiinnehåll innefattar medel för att temporärt reducera energitillförseln till nämnda energilagringsanordning (48).

14. System enligt krav 13, varvid nämnda energitillförsel är anordnad att reduceras från en nivå svarande mot energitillförsel till väsentligen full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning (48), och härvid energitillförsel under låga energiförluster.

15. System enligt något av kraven 12-14, varvid nämnda drivanordningar (40) innefattar ett Likspänningsmellanled (46).

16. System enligt något av kraven 12-15, varvid nämnda medel för att temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning (48) inbegriper medel för att använda elektrisk energi ur nämnda energilagringsanordning (48) för fordonets (20) framdrivning.

17. System enligt något av kraven 12-16, vidare innefattande medel för att under ett accelerationsförlopp temporärt reducera energiinnehållet hos nämnda energilagringsanordning (48) för att tillhandahålla ett energitillskott för fordonets (20) framdrivning.

18. System enligt krav 17, vidare innefattande medel för att efter nämnda accelerationsförlopp bringa energitillförseln att återgå väsentligen till en nivå svarande mot full eller nära full energilagringskapacitet hos nämnda energilagringsanordning (48).

19. System enligt något av kraven 12-18, varvid nämnda fordon (20) utgörs av ett autonomt fordon (20).

20. System enligt något av kraven 12-19, vidare innefattande medel för att framdriva fordonet (20) utmed en förutbestämd färdväg (R). 10 26

21. System enligt något av kraven 12-20, vidare innefattande medel (100, 200) för att styra fordonets (20) framdrivning baserat på fordonets (20) färdvägs särdrag (110, 120, 130, 140, 150, 160).

22. System enligt något av kraven 12-21, vidare innefattande medel (100, 200) för att styra fordonets (20) framdrivning enligt en förutbestämd körcykel.

23. Motorfordon (20) innefattande ett system (|; ll) enligt något av kraven 11- 20.

24. Motorfordon enligt krav 21, varvid nämnda motorfordon (20) är ett autonomt fordon (20).