СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ Российский патент 2016 года по МПК B60W20/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам регулирования потребления энергии транспортным средством, в особенности, оснащенным двигателем внутреннего сгорания и несколькими вспомогательными системами.

Уровень техники

Вспомогательные системы применяются во всех современных транспортных средствах (далее - автомобили). Вспомогательные системы преобразуют (или расходуют) энергию, а их основным назначением не является сообщение движения автомобилю. Примерами вспомогательных систем являются насосы системы охлаждения, масляные насосы, системы кондиционирования воздуха и вентиляторы. На долю вспомогательных систем приходится около 3-30% расходуемого автомобилем топлива в зависимости от применения автомобиля и условий эксплуатации.

В наше время большинство вспомогательных систем, используемых в автомобилях большой грузоподъемности для коммерческих перевозок, не являются энергосберегающими. Управление различными вспомогательными системами обычно является несвязным и частично оптимизированным, что приводит к излишне высокому расходу топлива. Кроме того, индивидуальная оптимизация вспомогательных систем вызывает ухудшение общих характеристик и затруднения при взаимодействии между различными системами.

В заявке US 2010/0312425 описан один из примеров известной из уровня техники системы регулирования потребления энергии, используемой для регулирования подачи энергии в систему.

Существует потребность в усовершенствованной энергосберегающей системе регулирования потребления энергии вспомогательными системами. Кроме того, желательно, чтобы такая система имела низкие затраты на ее разработку и реализацию.

Раскрытие изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача создания системы регулирования потребления энергии автомобилем, которая обеспечивает снижение расхода топлива автомобилем, является простой в реализации с возможностью легко соединять с ней и отсоединять от нее вспомогательные системы без необходимости изменений в системе управления.

Решение этой задачи обеспечивается за счет системы регулирования потребления энергии (EMS - от англ. energy management system).

Идея в основе изобретения состоит в том, что потоки энергии в автомобиле могут регулироваться в зависимости от текущей подачи и потребления энергии в энергетической системе. Путем установления простых правил, касающихся того, как распределяется энергия из главной энергетической системы вспомогательным системам и между вспомогательными системами, может быть создана простая и эффективная система регулирования потребления энергии. Соответственно, в EMS согласно изобретению энергия является объектом "купли-продажи" между главной энергетической системой и вспомогательными системами, при этом первичным ценообразующим фактором является первоисточник энергии, т.е. двигатель внутреннего сгорания. Обычно цена является низкой, когда двигатель внутреннего сгорания работает с высоким кпд или во время торможения, и является высокой, когда двигатель внутреннего сгорания работает с низким кпд. Соответственно, вспомогательные системы приобретают энергию двигателя внутреннего сгорания при наличии потребности в энергии, при этом для вспомогательных систем существует индивидуальная предельная цена, выше которой энергия ими не приобретается.

EMS согласно изобретению регулирует потоки энергии в автомобиле путем адаптации правил установления цен. Цена на энергию в EMS изменяется в зависимости от текущей подачи энергии в общей энергетической системе, т.е. автомобиле. Для каждой вспомогательной системы в общей энергетической системе существует индивидуальная предельная цена, выше которой вспомогательная система больше не приобретает энергию. Для некоторых вспомогательных систем существуют переменные предельные цены в зависимости от параметров таких вспомогательных систем. Вспомогательные системы представлены в EMS агентами активации, действующими в зависимости от того, какого рода вспомогательную систему они представляют. Агенты активации регулируют потоки энергии в общей энергетической системе. В EMS вспомогательные системы делятся на две категории: буферы энергии и преобразователи энергии. Главная энергетическая система снабжает автомобиль энергией. Главной энергетической системой может являться топливный бак, двигатель внутреннего сгорания или двигатель внутреннего сгорания с одной или несколькими вспомогательными системами, такими как вентилятор охлаждения и генератор или электрическая машина, при этом электрическая машина способна действовать как генератор или электродвигатель.

Вспомогательные энергетические системы делятся на две подкатегории: буферы энергии и преобразователи энергии. Буфер энергии представляет собой любую систему автомобиля, способную накапливать энергию, наиболее наглядной из которых является аккумуляторная батарея. Другими возможными буферами энергии являются охлаждающая вода, резервуар высокого давления или пассажирский салон. Тем не менее, все буферы не способны снабжать энергией другие вспомогательные системы, а просто накапливают ее внутри себя с целью снижения будущей потребности в энергии. Например, в пассажирском салоне может допускаться колебание температуры в определенном интервале, неощутимом для пассажиров. В периоды низкой цены на энергию температура может подниматься выше идеальной температуры с тем, чтобы позднее температура могла медленно снижаться в периоды более высокой цены на энергию. Преобразователем энергии является устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую, такое как устройство рулевого управления с усилителем (электрическую энергию в кинетическую энергию), генератор (кинетическую энергию в электрическую энергию), нагреватель (электрическую энергию в тепло), вентилятор охлаждения (электрическую энергию в кинетическую энергию) и/или любого рода исполнительный механизм (электрическую энергию в кинетическую энергию).

Минимальный комплект EMS согласно изобретению содержит главную энергетическую систему, буфер энергии и преобразователь энергии. Тем не менее, в EMS может дополнительно входить любое число подсистем, способных регулировать потоки энергии в системе согласно одним и тем же принципам независимо от числа подсистем, дополнительно входящих в минимальный комплект. Ради простоты будет рассмотрена система с минимальными потребностями, содержащая главную энергетическую систему, буфер энергии и преобразователь энергии, при этом главная энергетическая система содержит двигатель внутреннего сгорания и электрический генератор. Главная энергетическая система представлена в EMS агентом активации главной энергетической системы (ms-агентом). Буфер энергии представлен в EMS агентом активации буфера энергии (b-агентом), а преобразователь энергии представлен в EMS агентом активации преобразователя энергии (с-агентом). Агенты активации активируют и деактивируют свою соответствующую вспомогательную систему и следят за тем, чтобы ее потребности в энергии обеспечивались через EMS и чтобы энергия в источнике энергии, т.е. главной энергетической системе или буфере энергии, запрашивалась по низкой цене. Ms-агент устанавливает первую цену на энергию, поступающую от главной энергетической системы, при этом первая цена зависит от конкретных параметров главной энергетической системы. Эти параметры зависят от главной энергетической системы, и в случае двигателя внутреннего сгорания в качестве главной энергетической системы параметром может являться кпд двигателя внутреннего сгорания, денежным эквивалентом - требуемое количество топлива, а в случае двигателя внутреннего сгорания и генератора в качестве главной энергетической системы параметром является комбинированный кпд этих двух компонентов.

В-агент приобретает энергию у ms-агента по упомянутой первой цене или у другого b-агента, предлагающего ее по более низкой цене, чем первая цена, в результате чего буфер энергии обеспечивается энергией из источника с самой низкой ценой.

В-агент устанавливает вторую цену на энергию, получаемую от буфера энергии, при этом вторая цена зависит от конкретных параметров буфера энергии. Конкретные параметры буфера энергии предпочтительно включают среднее значение покупной цены на приобретенную в буфере энергию и кпд буфера.

С-агент приобретает энергию у ms-агента или b-агента в зависимости от того, является ли самой низкой ценой первая цена или вторая цена. Очевидно, что при наличии большего числа буферов энергии, соединенных с системой, с-агент также может приобретать энергию у них, если они предлагают более низкую цену. В-агент и с-агент имеют индивидуальную предельную цену на приобретаемую энергию, при этом b-агент и с-агент просто приобретают энергию, если им удается найти более низкую цену, чем индивидуальная предельная цена для такого b-агента и с-агента, соответственно.

EMS согласно изобретению гарантирует обеспечение энергией компонентов с наиболее высокой потребностью в энергии и получение такой энергии из наиболее выгодного источника. Иными словами, если двигатель внутреннего сгорания работает в режиме с низким кпд, компонент, нуждающийся в энергии, будет получать энергию от одного из буферов энергии в системе при условии, что состояние заряда буфера энергии позволяет ему предоставлять энергию по более низкой цене, чем двигатель внутреннего сгорания при работе с низким кпд. В периоды высоких цен на энергию как двигателя внутреннего сгорания, так и буферов энергии некоторые системы могут вообще не снабжаться энергией, если их индивидуальная предельная цена является более низкой, чем все цены на энергию в EMS.

Вся необходимая информация для обмена между агентами активации содержится в цене и в запросе на приобретение энергии. При повышении цен спрос снижается, и отдельные системы используют содержимое своих буферов. Первоисточником ценообразования является двигатель внутреннего сгорания, при этом цена является низкой при его работе с высоким кпд или при торможении, а в остальных случаях повышается.

EMS согласно изобретению дополнительно координирует и оптимизирует работу различных вспомогательных систем на общем уровне. За счет EMS согласно изобретению вспомогательные системы автоматически и непрерывно приспосабливаются к рабочему циклу автомобиля. Оснащение автомобиля и EMS дополнительными вспомогательными системами не составляет труда, поскольку отдельные вспомогательные системы должны действовать в EMS в тех же условиях, что и существующие вспомогательные системы, при этом сводится к минимуму необходимость ручной настройки добавляемых вспомогательных систем. Вновь добавляемая вспомогательная система становится агентом активации в EMS, при этом за счет простоты соединения и адаптации к общей и конструктивной схеме управления могут быть снижены затраты на разработку с целью включения дополнительных вспомогательных систем в общую энергетическую систему.

Кроме того, за счет EMS согласно изобретению в целом координируются и оптимизируются различные вспомогательные системы, при этом может снижаться расход топлива автомобилем, поскольку вспомогательные системы используют энергетические ресурсы наиболее эффективным способом.

В зависимости от главной энергетической системы одни b-агенты и с-агенты могут запрашивать энергию для своей вспомогательной системы непосредственно у ms-агента, а другие никогда не делают этого. Например, если в главную энергетическую систему входит генератор, она может доставлять электрическую энергию, а множество b-агентов и/или с-агентов могут приобретать энергию непосредственно у ms-агента. Тем не менее, если в главную энергетическую систему не входит генератор, эти b-агенты и с-агенты должны приобретать энергию, необходимую для их вспомогательных систем, у с-агента, представляющего генератор в EMS.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения индивидуальная предельная цена, выше которой агенты активации прекращают приобретать энергию, является фиксированной для с-агента и переменной для b-агента. Следовательно, преобразователи энергии, представленные их с-агентом, имеют порядок приоритета, отраженный в их индивидуальной предельной цене, при этом чем выше предельная цена у преобразователя энергии, тем важнее для автомобиля, чтобы эта вспомогательная система снабжалась энергией. Например, индивидуальная предельная цена для обогрева пассажирского салона является более низкой, чем для рулевого управления с усилителем. За счет фиксированной индивидуальной предельной цены для преобразователей энергии гарантируется, что приоритетные функции автомобиля всегда могут обеспечиваться энергией.

Индивидуальная предельная цена для буфера энергии является переменной и предпочтительно зависящей от состояния заряда буфер энергии, то есть при состоянии высокого заряда буфера энергии его индивидуальная предельная цена снижается, а при состоянии низкого заряда буфера энергии его индивидуальная предельная цена повышается. Переменная индивидуальная предельная цена для буферов энергии гарантирует, что у буфера энергии всегда поддерживается приемлемое состояние заряда и в энергетической системе всегда имеется буфер энергии. Переменная предельная цена, устанавливаемая b-агентом, предпочтительно зависит от состояния заряда буфера энергии и отпускной цены, устанавливаемой b-агентом. За счет включения отпускной цены на энергию буфера энергии в переменную покупную предельную цену для буфера энергии предотвращается снижение или повышение постоянной отпускной цены со стороны буфера энергии.

Как упоминалось ранее, к EMS согласно изобретению в качестве преобразователей и/или буферов могут подсоединяться дополнительные вспомогательные энергетические системы автомобиля. При этом все буферы необязательно должны быть способны доставлять энергию другим вспомогательным системам, а просто могут накапливать энергию и использовать ее для выполнения собственной функции, например обогрева кабины водителя/пассажирского салона с возможностью чрезмерного обогрева, т.е. превышения установленной температуры в периоды дешевой энергии и снижения температуры до уровня ниже температуры, установленной в периоды дорогой энергии. Очевидно, что чрезмерный и недостаточный обогрев предусмотрен таким образом, чтобы не создавать дискомфорта для водителя и/или пассажиров.

В одном из вариантов осуществления EMS согласно изобретению поддерживает связь с навигационным компьютером автомобиля и способна прогнозировать предстоящий маршрут движения. Навигационным компьютером может являться навигационной компьютер любого рода, такой как спутниковая система навигации, доступная водителю автомобиля, или система типа "черного ящика", доступная только электронному блоку управления автомобиля. Хотя спутниковые системы навигации являются наиболее распространенными системами навигации, возможны любые другие системы навигации на основе другой технологии. За счет информации от навигационного компьютера EMS может получать доступ к данным предстоящего маршрута, которыми могут являться данные его топологии. В результате, EMS может прогнозировать дефицит или избыток энергии в будущем. В ситуации, когда EMS прогнозирует избыток энергии в будущем, например длинный спуск по склону, EMS может прибавлять налог к первой цене и тем самым повышать ее. За счет прибавления налога непосредственно у главной энергетической системы приобретается меньше энергии, и вспомогательная система использует энергию из буферов энергии или вообще не приобретает энергию. В результате, будет снижаться потребление энергии, и вследствие этого будет снижаться состояние заряда буферов энергии. Общая потребность в энергии, получаемой от главной энергетической системы, будет медленно расти, при этом при нахождении автомобиля в состоянии, когда имеется избыток энергии, все системы будут способны приобретать энергию и состояние заряда буферов энергии будет повышаться, поскольку доступна дешевая энергия.

В эти периоды избытка энергии EMS может дотировать первую цену, чтобы стимулировать зарядку буферов энергии. Дотирование цены на энергию также может являться выгодным, если прогнозируются условия, под влиянием которых цена повысится, и тем самым буферы энергии могут заполняться до наступления нехватки энергии. Главная энергетическая система может быть реализована в пределах двигателя внутреннего сгорания или двигателя внутреннего сгорания и генератора или даже топливного бака. Возможны также реализации в других пределах. Например, если главной энергетической системой является топливный бак, первым преобразователем энергии является двигатель внутреннего сгорания, который приобретает энергию топливного бака по первой цене и предлагает энергию генератору по второй цене, которая зависит от кпд двигателя внутреннего сгорания. Генератор приобретает энергию двигателя внутреннего сгорания по второй цене и предлагает энергию другой вспомогательной системе по третье цене, которая зависит от кпд генератора. Тем не менее, в одном из предпочтительных вариантов осуществления главной энергетической системой является двигатель внутреннего сгорания вместе с генератором, поскольку поток энергии из топливного бака в генератор не разветвляется и протекает только в одном направлении. Следовательно, установленная первая цена, т.е. отпускная цена главной энергетической системы, зависит от ее общего кпд.

Главная энергетическая система даже может состоять их множества источников энергии, которые доставляют энергию по одной общей цене, зависящей от общего кпд главной энергетической системы. Тем не менее, EMS приспособлена к автомобилю с двигателем внутреннего сгорания, у которого такое множество источников энергии содержит по меньшей мере один двигатель внутреннего сгорания, такой как дизельный двигатель. Очевидным буфером энергии является аккумуляторная батарея или блок батарей, при этом с EMS может быть соединено множество батарей и/или других буферов энергии.

Типичными преобразователями энергии в приспособленной к автомобилю EMS являются масляный насос, и/или радиоприемник, и/или обогреватель, и/или сервомеханизм рулевого управления, и/или сервомеханизм тормозной системы, при этом все остальные не упомянутые преобразователи энергии автомобиля также могут быть соединены с EMS согласно изобретению.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение подробно описано далее со ссылкой на чертежи, на которых:

на фиг.1 показана блок-схема первого варианта осуществления EMS согласно изобретению,

на фиг.2 - блок-схема второго варианта осуществления EMS согласно изобретению,

на фиг.3 - общее представление структуры управления EMS согласно изобретению, и

на фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая кривую индивидуальной предельной цены буфера энергии в EMS согласно изобретению.

Подробное описание

Далее лишь в качестве иллюстрации определенного способа осуществления изобретения представлены и описаны лишь выборочные варианты его осуществления. На фиг.1 проиллюстрирован первый вариант осуществления EMS согласно изобретению, которая управляет энергетической системой, содержащей двигатель внутреннего сгорания СЕ (от англ. - combustion engine), генератор GEN (от англ. - generator), буфер энергии и преобразователь энергии, при этом двигатель внутреннего сгорания СЕ и генератор GEN вместе образуют главную энергетическую систему. Кроме того, непосредственно с двигателем внутреннего сгорания СЕ могут быть соединены вспомогательные устройства, что влияет на отпускную цену Pm главной энергетической системы, поскольку они снижают ее кпд.

Энергетическая система может быть расширена за счет дополнительных главных энергетических систем или дополнительных вспомогательных устройств.

Главная энергетическая система представлена в EMS агентом (ms-агентом) MSA главной энергетической системы, буфер энергии представлен в EMS агентом (b-агентом) ВА1 буфера энергии, а преобразователь энергии представлен в EMS агентом (с-агент) СА1 преобразователя энергии. С энергетической системой могут быть соединены дополнительные вспомогательные устройства, которые представлены в EMS своими индивидуальными агентами активации BAn, CAn, которые обозначены на чертежах пунктирными линиями. Число n дополнительных вспомогательных устройств в EMS является неограниченным. Тем не менее, в описании рассмотрена небольшая система всего с одним буфером энергии и одним преобразователем энергии, при этом EMS аналогичным образом управляет функциями дополнительных устройств.

Показанными на фиг.1 прямоугольниками MSA, ВА1, СА1, BAn, CAn обозначены торговые агенты, а стрелками между ними обозначены пути торговли энергией. Стрелками "i", "is" и "set", направленными внутрь и наружу прямоугольников, обозначена информация, которой обмениваются торговые агенты MSA, BA1, СА1, BAn, CAn. Ms-агент MSA принимает информацию i, которой может являться информация о положении автомобиля, предстоящем маршруте или любая другая уместная информация, и дополнительно принимает от главной энергетической системы информацию is, которая содержит текущее рабочее состояние главной энергетической системы. Ms-агент использует принимаемую информацию i, is для вычисления первой цены Pm на энергию, которую главная энергетическая система доставляет вспомогательным системам. Первая цена Pm зависит от кпд всей главной энергетической системы. Ms-агент также передает локальному контроллеру главной энергетической системы информацию set, в которой указаны потребности вспомогательных систем в энергии. Тем самым локальный контроллер управляет главной энергетической системой таким образом, чтобы могла доставляться запрашиваемая энергия. Главная энергетическая система в примере, проиллюстрированном на фиг.1, содержит вспомогательные системы, использующие энергию, поступающую непосредственно от двигателя внутреннего сгорания, входящего в главную энергетическую систему, что рассматривается как потери и тем самым снижает кпд главной энергетической системы. На фиг.2 проиллюстрирован другой вариант осуществления EMS, в которой также действуют такие вспомогательные системы.

В-агент BA1 принимает информацию is о состоянии буферов энергии, такую как состояние заряда (СЗ) и его кпд, при этом b-агент дополнительно регистрирует цену на приобретенную им энергию (т.е. энергию, хранящуюся в буфере энергии) и вычисляет ее среднее значение для хранящейся энергии. На основании среднего значения для энергии, хранящейся буфере энергии, кпд буфера энергии и СЗ буфера энергии b-агент устанавливает вторую цену РВ1 на энергию, приобретаемую у буфера энергии. В-агент РВ1 также передает информацию set локальному контроллеру буферов энергии, который путем управления буфером энергии обеспечивает предоставление энергии, запрашиваемой b-агентом РВ1. С-агент СА1 принимает информацию is о состоянии преобразователей энергии, т.е. об их потребности в энергии. Если у преобразователя энергии существует потребность в энергии, с-агент приобретает энергию из доступных источников (у буферов энергии и главной энергетической системы) по самой низкой цене Pm, PB1, более низкой, чем наивысшая индивидуальная покупная цена преобразователей энергии. С-агент передает информацию set локальному контроллеру преобразователя энергии, который запрашивает требуемую энергию из правильного источника энергии.

EMS с множеством n преобразователей энергии и буферов действует аналогичным образом с единственным отличием, состоящим в том, что агенты активации ВА1, СА1, BAn, CAn имеют больше вариантов выбора приобретения энергии для своей соответствующей вспомогательной системы или продажи энергии своей соответствующей вспомогательной системы.

На фиг.2 проиллюстрирован второй вариант осуществления EMS согласно изобретению. Различие между EMS на фиг.1 и EMS на фиг.2 состоит в том, что в EMS на фиг.2 главной энергетической системой является только двигатель внутреннего сгорания, представленный ms-агентом MSA, и поступление энергии во вспомогательные системы непосредственно из двигателя внутреннего сгорания не рассматривается как потери энергии, повышающие цену Pm на энергию вследствие более низкого кпд главной энергетической системы. Кроме того, эти вспомогательные системы приобретают энергию у главной энергетической системы по такой же цене Pm, как и остальные вспомогательные системы. Эти вспомогательные системы действуют в EMS в тех же условиях, что и остальные компоненты, и представлены своими агентами активации САЕ1, CAEn. Тем не менее, эти вспомогательные системы обычно не имеют доступа к буферам энергии, поскольку они используют кинетическую энергию двигателя внутреннего сгорания, но могут сами являться буферами и накапливать энергию для собственных целей, как, например, компрессор, непосредственно приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания и соединенный с баком компрессора.

Кроме того, в показанной на фиг.2 EMS первым преобразователем энергии является генератор, представленный своим с-агентом СА1 в EMS, который приобретает энергию у ms-агента MSA. Генератор преобразует ее в электрическую энергию, которая распределяется остальным вспомогательным системам в энергетической системе в зависимости от приобретения с-агентами и b-агентами энергии для своей соответствующей вспомогательной системы. Очевидно, что вторая цена Р2 на энергию, отпускаемую генератором, является более высокой, чем первая цена Pm на энергию, отпускаемую главной энергетической системой, поскольку ко второй цене Р2 на энергию прибавляются потери на преобразование. С-агент СА1 генератора принимает информацию is от локального контроллера генератора и передает ему информацию set, чтобы узнавать, как ему следует действовать в EMS, и указывать локальному контроллеру, как ему следует управлять генератором с целью доставки ему приобретаемой энергии.

На фиг.3 показан общий вид реализации EMS согласно изобретению, при этом EMS является верхним уровнем, на котором происходит установление цен, продажа и приобретение энергии агентами активации MSA, СА1, ВА1, САЕ1, СА2. Торговые агенты управляются БУ и поддерживают связь друг с другом и с локальным контроллером LC своих соответствующих компонентов СЕ, GEN, В, С посредством CAN-системы автомобиля. Торговые агенты могут быть в действительности распределены среди нескольких БУ с целью распределения нагрузки на них, при этом связь между торговыми агентами осуществляется с использованием шины CAN автомобиля. Это возможно за счет компактных и хорошо структурированных средств сопряжения торговых агентов. Локальный контроллер LC каждого компонента СЕ, GEN, В, С управляет компонентом СЕ, GEN, В, С таким образом, чтобы он действовал в своих пределах, и активирует и деактивирует компонент СЕ, GEN, В, С по требованию его соответствующего торгового агента MSA, СА1, ВА1, САЕ1, СА2. Локальный контроллер LC передает информацию о состоянии соответствующему торговому агенту в EMS и принимает информацию о приобретениях от соответствующего торгового агента в EMS.

В-агент является единственным торговым агентом в EMS, имеющим переменную предельную цену, выше которой он прекращает приобретать энергию. На фиг.4 проиллюстрирован один из примеров диаграммы переменной предельной цены b-агента. На диаграмме, проиллюстрированной на фиг.4, видно, что при низком СЗ предельная цена, по которой b-агент приобретает энергию для буфера энергии В, повышается. Когда СЗ достигает минимального значения Min СЗ, индивидуальная предельная цена достигает максимума. Когда буфер энергии В полностью заряжен, b-агент больше не приобретает энергии. Буфер энергии В имеет плавающее среднее значение А цены на энергию, приобретаемую в буфере энергии В, и это среднее значение является переменной цены на энергию, приобретаемую в буфере энергии В. Средняя цена А на энергию, приобретаемую в буфере энергии В, также является текущей отпускной ценой на энергию, приобретаемую в буфере энергии В.

EMS согласно изобретению способствует общей оптимизации управления вспомогательными системами, что приводит к снижению расхода топлива. Кроме того, уменьшаются усилия, необходимые для разработки функции управления, поскольку новые компоненты могут легко приспосабливаться к общим правилам EMS. Помимо этого, EMS согласно изобретению автоматически и непрерывно приспосабливается к текущим условиям рабочего цикла автомобилей, поскольку цена на энергию зависит от кпд двигателя внутреннего сгорания. EMS приспосабливается к будущим условиям работы автомобиля путем прибавления налога или дотирования цены на энергию, в результате чего достигается еще большее снижение расхода топлива.

Изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления и представленными диаграммами и включает все разновидности, входящие в пределы объема заявленной формулы изобретения. Соответственно, чертежи и их описание следует считать пояснительными по природе, а не ограничивающими изобретение.

Предложена система регулирования потребления энергии (EMS), которая регулирует потоки энергии в транспортном средстве путем приспособления правил установления цен. Цена на энергию в EMS является переменой и зависит от текущей подачи энергии в общей энергетической системе транспортного средства. Каждая вспомогательная система в общей энергетической системе имеет индивидуальную предельную цену, выше которой вспомогательная система не приобретает энергию. Некоторые вспомогательные системы имеют переменные предельные цены, зависящие от параметров вспомогательных систем. Вспомогательные системы представлены в EMS агентами активации, которые действуют в зависимости от того, какого рода вспомогательную систему они представляют. Агенты активации регулируют потоки энергии в общей энергетической системе. Энергетические системы в EMS делятся на две категории: главную энергетическую систему и вспомогательные энергетические системы. Достигается создание системы регулирования потребления энергии автомобилем, которая обеспечивает снижение расхода топлива автомобилем. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ регулирования потоков энергии транспортного средства, содержащего главную энергетическую систему (СЕ) и несколько вспомогательных энергетических систем (GEN, В, С), где главная энергетическая система (СЕ) снабжает энергией транспортное средство, а вспомогательные энергетические системы (GEN, В, С) содержат по меньшей мере буфер (В) энергии и преобразователь (GEN, С) энергии, при осуществлении которого:
устанавливают первую цену (Pm) на энергию, получаемую от главной энергетической системы (СЕ), которая зависит от конкретных параметров главной энергетической системы (СЕ), и
устанавливают соответствующую цену (РВ1, PBn, P2) на энергию, получаемую от соответствующей вспомогательной системы (GEN, В, С), которая зависит от параметров соответствующей вспомогательной системы (GEN, В, С), и подают соответствующей вспомогательной системе (GEN, В, С) энергию от главной системы (СЕ) или любой из вспомогательных систем (GEN, В, С), для которой установлена самая низкая цена (Pm, P2, РВ1, PBn),
причем буфер (В) энергии и преобразователь (С) энергии имеют индивидуальную предельную цену на получаемую энергию и получают энергию, только если это возможно по цене (Pm, P2, РВ1, PBn) ниже, чем индивидуальная предельная цена для буфера (В) энергии и преобразователя (С) энергии.

2. Способ по п. 1, в котором конкретные параметры буфера включают среднее значение цены на энергию, получаемую в буфере (В) энергии, и кпд буфера.

3. Способ по п. 1, в котором индивидуальная предельная цена является фиксированной для преобразователя энергии и переменной для буфера (В) энергии.

4. Способ по п. 3, в котором переменная предельная цена для буфера (В) энергии зависит от состояния заряда буфера (В) энергии и второй цены на энергию, предоставляемую b-агентом.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором дополнительные вспомогательные энергетические системы транспортного средства представляют собой преобразователи и/или буферы.

6. Способ по любому из пп. 1-4, в котором транспортное средство содержит навигационный компьютер, а предстоящий маршрут движения может влиять на устанавливаемые цены.

7. Способ по п. 6, в котором к первой цене прибавляется налог, если прогнозируются условия, под влиянием которых первая цена снизится.

8. Способ по п. 6, в котором первая цена дотируется, если прогнозируются условия, под влиянием которых первая цена повысится.

9. Способ по п. 7, в котором первая цена дотируется, если прогнозируются условия, под влиянием которых первая цена повысится.

10. Способ по любому из пп. 1-4, 7-9, в котором главной энергетической системой является двигатель или топливный бак.

11. Способ по любому из пп. 1-4, 7-9, в котором главная энергетическая система содержит множество источников энергии.

12. Способ по п. 11, в котором множество источников энергии включает по меньшей мере один двигатель внутреннего сгорания, такой как дизельный двигатель.

13. Способ по любому из пп. 1-4, 7-9, 12, в котором буфером энергии является аккумуляторная батарея.

14. Способ по любому из пп. 1-4, 7-9, 12, в котором преобразователем энергии является масляный насос, и/или радиоприемник, и/или обогреватель, и/или сервомеханизм рулевого управления, и/или сервомеханизм тормозной системы, и/или любая другая вспомогательная система транспортного средства.

15. Транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, несколько вспомогательных систем и систему регулирования потребления энергии (EMS), обеспечивающую распределение энергии двигателя внутреннего сгорания вспомогательным системам в соответствии со способом по любому из пп. 1-14.

16. Транспортное средство по п. 15, в котором двигатель внутреннего сгорания является главной энергетической системой, а вспомогательные системы включают по меньшей мере генератор переменного тока, аккумуляторную батарею и сервомеханизм рулевого управления.