Folienpräsentation: Vielfältigste Ansätze zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs mit gleichzeitiger Steigerung der Arbeitsleistung von mobilen Arbeitsmaschinen werden am Markt angeboten bzw. sind aktuell in Diskussion. Die meisten Entwicklungen konzentrieren sich momentan auf den optimalen Betrieb der Maschine bezogen auf die Wirkungsgrade der einzelnen Komponenten im Antriebsstrang. Dieser energieeffiziente Betrieb kann sich sowohl auf konventionelle Antriebsstränge beziehen als auch auf alternative Antriebsstranglayouts mit z.B. hybriden Strukturen. Neben der Anpassung der Hardware im Antriebsstrang ist die Betriebsstrategie, die das Zusammenspiel der Hardwarekomponenten steuert, ein wesentlicher Faktor für die zu erreichenden Optimierungsziele. Stand der Technik sind regelbasierte bzw. online-optimale Verfahren, die nur auf den Ist-Zustand reagieren und daher zum einen Energierekuperationspotentiale nicht optimal ausnutzen und zum anderen anfällig hinsichtlich Störgrößen (Bediener, Umgebung usw.) sind. In diesem Beitrag wird das Konzept und die Entwicklungsmethodik für eine alternative Betriebsstrategie vorgestellt, die aufgrund ihrer vorausschauenden Funktion nicht die Schwächen der zuvor genannten Ansätze aufweist. Beginnend bei der Darstellung der Simulationsumgebung und des verwendeten Maschinenmodells, werden anschließend die Ansätze zur Zustandsprädiktion und der dynamischen Programmierung erläutert. Anhand von Simulationsergebnissen wird das Potential dieses Ansatzes bewertet und abschließend die zukünftigen Entwicklungsschwerpunkte vorgestellt.
Overhead presentation: Diverse approaches to reduce fuel consumption with a simultaneous increase in performance of mobile machines are available on the market or are currently under discussion. Most developments are currently focusing on the optimal operation of the machine based on the efficiencies of individual components in the drive train. This energy efficient operation can refer both to conventional drive trains as well as on alternative powertrain layouts for example with hybrid structures. In addition to adapting the hardware in the drive train the operating strategy which controls the interaction of the hardware components, is an essential factor for the optimization objectives to be achieved. State of the art rule-based- and online-optimal-methods, which respond only to the actual condition and therefore do not make optimal use of the energy recuperation potentials and are vulnerable with regards to disturbances (operator, environment, etc.). In this paper, the concept and the development of methodology for alternative operating strategy is presented, which does not have the weaknesses of the aforementioned approaches due to its lookahead function. Starting from the presentation of the simulation environment and the machine model used, the methods for the state prediction and the deterministic dynamic programming will be described. On the basis of simulation results, the potential of this approach is evaluated and finally the future development priorities will be discussed.
Modellbasierte Entwicklung von Betriebsstrategien für mobile Arbeitsmaschinen
2014
13 Seiten, Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
Modellbasierte Optimierung und Simulation von Betriebsstrategien für Hybridfahrzeuge
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