Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
POWER AND ACTUATOR CONTROL DEVICE FOR A HIGHLY AUTOMATED VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/158338
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a power and actuator control device for a highly automated vehicle (HAV). The device comprises a housing divided into 4 units. The first unit contains a connector for connection of a traction battery, a connector for connection of hydrogen fuel cells, a connector for connection to a traction motor inverter, a 12 V power supply and a 24 V power supply. The second unit contains a rechargeable lithium battery and a supercapacitor module. The third unit contains a high-level controller. The fourth unit contains an inverter. The power supplies are connected by their inputs to outputs of the connector for connection of a traction motor inverter and the connector for connection of hydrogen fuel cells. The inverter has an output for connection of a pneumatic system of the HAV and an input for connection of an onboard control computer. The rechargeable lithium battery and the supercapacitor module provide backup power for the high-level controller. The result is more reliable control of the electrical systems of a highly automated vehicle.

Inventors:
KOVALENKO VLADIMIR ALEKSANDROVICH (RU)
RAMENSKIJ DMITRIJ EVGENEVICH (RU)
SAVOSTJANOV NIKITA ANDREEVICH (RU)
TARASOV SERGEJ FEDOROVICH (RU)
FEDIRKO DMITRIJ ALEKSEEVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2022/000317
Publication Date:
August 24, 2023
Filing Date:
October 20, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OBSCHESTVO S OGRANICHENNOJ OTVETSTVENNOSTJU EVOKARGO (RU)
International Classes:
B60L1/00; B60K1/04; B60L15/20
Domestic Patent References:
WO2019083513A12019-05-02
Foreign References:
RU152189U12015-05-10
EA031538B12019-01-31
Download PDF:
Claims:
6

Формула полезной модели

1. Устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства характеризующееся тем, что содержит корпус, разделенный на 4 блока, первый блок содержит разъем для подключения тяговой аккумуляторной батареи, разъем для подключения водородных топливных элементом, разъем для подключения к инвертору тягового электродвигателя, блок питания 12 В и блок питания 24В, блоки питания своими входами соединены с выходами разъёмов для подключения тяговой аккумуляторной батареи и для подключения водородных топливных элементов, второй блок содержит литиевую аккумуляторную батарею и суперконденсаторный модуль для обеспечения резервного питания контроллера верхнего уровня, третий блок содержит контроллер верхнего уровня, четвертый блок содержит инвертор, имеющий выход для подключения пневмосистемы в составе ВАТС и вход для подключения бортового компьютера управления.

2. Устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства по п. 1 отличающееся тем, что корпус выполнен водонепроницаемым.

3. Устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства по п. 1 отличающееся тем, что на крышке первого блока расположен индикатор состояния блока и переключатель для его включения.

Description:
Устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства

Полезная модель, а именно устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства (далее В АТС) относится к области автомобильной промышленности, и предназначено для управления электроприводами электромобиля (подача питания на тяговый электродвигатель), питания слаботочных бортовых потребителей, заряда тяговой высоковольтной батареи, управление тормозной системой и сервоприводом поворота рулевой рейки.

Из уровня техники известно устройство электропитания, содержащее: аккумуляторную батарею; блок конденсаторов, в котором первый конденсатор и второй конденсатор соединены последовательно между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумуляторной батареи; преобразователь мощности, включающий в себя U-фазу, V-фазу и W-фазу, соединенные с аккумуляторной батареей параллельно, причем U-фаза, V-фаза и W-фаза являются трехуровневыми инверторами соответственно, и каждый из трехуровневых инверторов включает в себя: - первый переключающий элемент, второй переключающий элемент, третий переключающий элемент и четвертый переключающий элемент, соединенные последовательно; - первый диод, катод которого соединен с меж соединением, соединяющим первый переключающий элемент и второй переключающий элемент, а анод которого соединен с меж соединением, соединяющим первый конденсатор и второй конденсатор; и - второй диод, анод которого соединен с меж соединением, соединяющим третий переключающий элемент и четвертый переключающий элемент, а катод которого соединен с меж соединением, соединяющим первый конденсатор и второй конденсатор, при этом каждый из трехуровневых инверторов выполнен с возможностью выборочного вывода, к мотор-генератору, напряжения какого-либо одного из трех различных значений напряжения, включая и выключая каждый из первого переключающего элемента, второго переключающего элемента, третьего переключающего элемента и четвертого переключающего элемента; устройство управления, выполненное с возможностью управления включением и выключением каждого из первого переключающего элемента, второго переключающего элемента, третьего переключающего элемента и четвертого переключающего элемента преобразователя мощности; первую соединительную клемму, электрически соединенную с Р-клеммой зарядного устройства постоянного тока и расположенную между первым переключающим элементом и вторым переключающим элементом в какой-либо одной из U-фазы, V-фазы и W-фазы; и вторую соединительную клемму, электрически соединенную с N-клеммой зарядного устройства постоянного тока и расположенную между третьим переключающим элементом и четвертым переключающим элементом в другой одной из U-фазы, V-фазы и W-фазы. (RU 2738965 С 1, 21.12.2020).

Из уровня техники известно устройство управления для электрического транспортного средства с приводом на четыре колеса, в котором источник приведения в движение имеет электромотор-генератор, и сцепление с электронным управлением предоставляется в тракте передачи мощности приведения в движение, идущем от источника приведения в движение на передние и задние колеса, которое управляет распределением мощности передних и задних колес посредством команды извне, содержащее: - средство управления распределением мощности привода на четыре колеса, которое выводит в сцепление с электронным управлением значение команды управления передаваемым крутящим моментом, чтобы приводить к состоянию с приводом на четыре колеса, в соответствии с состоянием транспортного средства, при этом: - средство управления распределением мощности привода на четыре колеса имеет контроллер координирования вмешательства рекуперативного управления, который, когда рекуперативное управление посредством электромотора-генератора вмешивается во время состояния с приводом на четыре колеса, доводит передаваемый крутящий момент сцепления с электронным управлением до нуля перед инициированием рекуперативного управления (RU 2623284 С1, 23.06.2017).

Недостатком известного уровня техники является то, что известные устройства управления питанием и исполнительными механизмами не являются конструктивно обособленными и функционально законченными частями электронного оснащения беспилотного транспортного средства, что позволяло бы обеспечить интеграцию функций, предназначенных для автоматического управления или контроля исполнительных механизмов, обеспечивающих движение и функционирование ВАТС.

Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в создании устройства управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС является конструктивно обособленной и функционально законченной частью электронного оснащения беспилотного транспортного средства и позволяет обеспечить интеграцию функций, предназначенных для автоматического управления или контроля исполнительных механизмов, обеспечивающих движение и функционирование ВАТС.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в повышении надежности управления электросистемами высокоавтоматизированного транспортного средства, за счет реализации централизованного управления электросистемами выполненном в едином компактном корпусе.

Это достигается тем, что устройство управления питанием и исполнительными механизмами высокоавтоматизированного транспортного средства характеризующееся тем, что содержит корпус, разделенный на 4 блока, первый блок содержит разъем для подключения тяговой аккумуляторной батареи, разъем для подключения водородных топливных элементом, разъем для подключения к инвертору тягового электродвигателя, блок питания 12 В и блок питания 24В, блоки питания своими входами соединены с выходами разъёмов для подключения тяговой аккумуляторной батареи и для подключения водородных топливных элементов, второй блок содержит литиевую аккумуляторную батарею и суперконденсаторный модуль для обеспечения резервного питания контроллера верхнего уровня, третий блок содержит контроллер верхнего уровня, четвертый блок содержит инвертор, имеющий выход для подключения пневмосистемы в составе В АТС и вход для подключения бортового компьютера управления.

Также корпус выполнен водонепроницаемым.

Также на крышке первого блока расположен индикатор состояния блока и переключатель для его включения.

Техническое решение - устройство управления питанием и исполнительными механизмами В АТС является конструктивно обособленной и функционально законченной частью электронного оснащения беспилотного транспортного средства и позволяет обеспечить интеграцию функций, предназначенных для автоматического управления или контроля исполнительных механизмов, обеспечивающих движение и функционирование ВАТС.

Устройство управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС состоит из четырех соединенных между собой блоков, каждый модуль представляет из себя корпус с крышкой, объединенных в единый корпус устройства, также корпуса блоков могут содержать выходы и входы для подключения электросистем в составе ВАТС, индикаторы, кнопки и рычаги для управления блоком.

Состав устройства управления питанием и исполнительными механизмами ВАТС:

Первый блок в составе устройства содержит три внешних разъёма, первый (1) для подключения тяговой аккумуляторной батареи, второй (2) для подключения водородных топливных элемента и третий (3) для подключения к инвертору тягового электродвигателя. На крышке первого блока расположен индикатор состояния блока и переключатель для его включения. Также внутри корпуса первого блока расположены два блока питания 12 В (4) и 24 В (5), и закреплена проводка. Данный блок предназначен для преобразования напряжения электрической энергии тяговой аккумуляторной батареи 400 В постоянного тока в 12 В и 24 В, для обеспечения питания электроэнергией потребителей в составе ВАТС.

Второй блок в составе устройства содержит литиевую аккумуляторную батарею (6), суперконденсаторный модуль (7), являющиеся резервными источниками питания, и два реле для управления, выполняющих функцию расцепителей массы. Данный блок обеспечивает резервное питание контроллера верхнего уровня в составе третьего модуля, в случае неисправности подачи питания от тяговой аккумуляторной батареи в составе ВАТС.

Третий модуль содержит контроллер верхнего уровня (8) и по меньшей мере один блок предохранителей (9). Контроллер верхнего уровня в составе данного модуля обеспечивает:

- задание момента тягового электродвигателя;

- управление электропитанием всей системы ВАТС;

- управление тормозной системой;

- управление сервоприводом поворота рулевой рейки;

- включение и выключение световых приборов;

- контроль информации поступающей от датчиков в составе ВАТС и передача данных от датчиков в бортовой компьютер управления (автопилот ВАТС).

Четвертый блок в составе устройства содержит инвертор (10) позволяющий преобразовать 24 В постоянного тока в 220 В переменного тока, для обеспечения питанием пневмосистемы в составе ВАТС, а также два разъёма для подключения бортового компьютера управления (далее БКУ) и пневмосистемы ВАТС.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид устройства управления питанием и исполнительными механизмами в составе ВАТС.

Заявляемое техническое решение осуществляется следующим образом.

На вход первого блока подаётся напряжение от тягового аккумулятора, путём подключения тяговой аккумуляторной батареи к разъёму (1), далее в блоках питания 2 и 3 осуществляется преобразование напряжения в 12 В и 24 В, которое подаётся на вход контроллера верхнего уровня И, контроллер в соответствии с управляющими сигналами полученными от БКУ и информацией, поступающей от датчиков в составе ВАТС, формирует соответствующие управляющие сигналы для управления исполнительными механизмами ВАТС и осуществляет контроль исполнения сформированных управляющих сигналов по информации полученной от датчиков.

Таким образом, конструкцией заявляемой полезной модели обеспечивается повышении надежности управления электросистемами высокоавтоматизированного транспортного средства, за счет реализации централизованного управления электросистемами выполненном в едином компактном корпусе.