Design of an Automatic Control Algorithm for Energy-Efficient ...

Abstract i
Abstract
A climatisation controller for a car with multiple objectives is developed, implemented and
tested in simulations. The design focuses on electric cars and their specific characteristics.
In this context the goal has been to fulfil common comfort and safety standards while
having a low energy consumption. The main idea of the control in order to achieve this is to
use a simplified model predictive control scheme to find the best compromise between those
objectives. A special evolutionary algorithm and a simplified system model are developed
for this purpose. Another feature of the control design is adaption of disturbance terms
in this model based on their estimation. As interface to the hardware a second controller
is introduced. The approach has been implemented for the electric car MUTE which is
currently developed at the TU München. This implementation was verified to work with
the available hardware and tested using a thermal car interior simulation model.
Kurzfassung
Ein Regelalgorithmus für eine Fahrzeugklimatisierung mit mehreren Zielvorgaben ist ent-
wickelt, umgesetzt und durch Simulation getestet worden. Das Hauptaugenmerk lag dabei
auf elektrisch angetriebenen Autos und ihren speziellen Eigenschaften. In diesem Kontext
war das Ziel, allgemeine Anforderungen an Komfort und Sicherheit zu erfüllen und da-
bei möglichst wenig Energie zu verbrauchen. Die Hauptidee, um dies mit einer Regelung
zu erreichen, ist der Einsatz einer vereinfachten Form der model predictive control, um
den besten Kompromiss zwischen den Regelungszielen zu finden. Dafür ist ein spezieller
evolutionärer Algorithmus und ein vereinfachtes Model des zu regelnden Systems entwi-
ckelt worden. Ein weiterer Bestandteil des Reglerdesigns ist die Anpassung der Modell-
abweichungen durch eine Abschätzung. Als Schnittstelle zur Hardware wird ein weiterer
Regler benutzt. Der Regelungsansatz ist für das Elektro-Auto MUTE, das zur Zeit an
der TU München entwickelt wird, umgesetzt worden. Das Programm arbeitet in einem
Teststand bereits mit der Hardware zusammen und ist mit einer Simulation des Fahrzeug-
Innenraums getestet worden.