專利名稱：一種基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車控制方法，特別涉及到一種基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車控制方法。
背景技術(shù)：
節(jié)能、環(huán)保與安全是21世紀(jì)世界汽車工業(yè)發(fā)展的三大主題?；旌蟿恿ζ嚤徽J(rèn)為是本世紀(jì)解決汽車面臨能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的有效途徑之一?；旌蟿恿ζ囉捎诩闪藗鹘y(tǒng)汽車和純電動汽車的特點，即具有兩種車載能量源，使其具有比傳統(tǒng)汽車更低的排放和更高的燃油經(jīng)濟(jì)性以及比純電動汽車更長的續(xù)駛里程的特點。而控制方法是決定混合動力汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性的關(guān)鍵，它對于提高整車性能、降低成本具有重要意義。目前設(shè)計的混合動力汽車控制方法都是基于一種固定的工況(通常采用國外典型的工況或者是已知的工況)，而這種固定的工況與實際工況存在較大的差異，這種差異會導(dǎo)致設(shè)計的控制方法并不能使混合動力車輛在實際工況下達(dá)到最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。在車輛的行駛工況研究方面，Shiqi 0u, Yafu Siou等人發(fā)表的《Development OfHybrid City Bus，s Driving Cycle》中，采用主成分分析和聚類分析技術(shù)通過matlab 編程獲得了大連市公交車行駛工況。本發(fā)明中基于這種方法，利用標(biāo)準(zhǔn)行駛工況數(shù)據(jù)獲得了五類行駛工況。中國專利ZL 200810239168. 2公開了《一種混合動力電動汽車行駛狀態(tài)的智能識別方法》，提出了行駛工況的識別方法。雖然全局最優(yōu)控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的最優(yōu)化，但它需要事先知道整個行駛工況，才能獲得混合動力車在該行駛工況下的全局最優(yōu)性能，這在實際車輛的實時控制中難以實現(xiàn)。為了解決上述問題，需要設(shè)計出一種新的混合動力汽車控制方法，從而在保證動力性的條件下，獲得更高的燃油經(jīng)濟(jì)性和較低的排放性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種對工況具有自適應(yīng)能力，并能最大限度地提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低發(fā)動機(jī)的廢氣排放，獲得整車運行的最佳性能的基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車控制方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車控制方法，包括離線和在線兩大部分；離線部分包含名義等價因子獲得模塊，在線部分包含信號采集模塊、工況識別模塊、自適應(yīng)調(diào)整模塊和優(yōu)化控制模塊；其具體步驟如下A、離線獲取名義等價因子通過對車輛的行駛工況進(jìn)行分析，采用主成分分析和聚類分析技術(shù)獲得五種不同類型的行駛工況，分別是市中心區(qū)工況、市內(nèi)較通暢區(qū)工況、近郊區(qū)工況、遠(yuǎn)郊區(qū)工況和高速公路區(qū)工況；每種行駛工況都對應(yīng)一個理想的名義等價因子，其值在2 3. 5之間；在每種行駛工況下，選取不同的等價因子α應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行仿真計算，然后對得到的總的
6等效燃油消耗進(jìn)行比較，從而得到該行駛工況下的名義等價因子；具體獲取方法如下在每個時刻t，總的等效燃油消耗是電動機(jī)的等效油耗b m和發(fā)動機(jī)實際燃油消耗b e之和，如式(1)所示
權(quán)利要求
1. 一種基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車控制方法，包括離線和在線兩大部分； 離線部分包含名義等價因子獲得模塊，在線部分包含信號采集模塊、工況識別模塊、自適應(yīng)調(diào)整模塊和優(yōu)化控制模塊；其特征在于包括以下步驟A、離線獲取名義等價因子通過對車輛的行駛工況進(jìn)行分析，采用主成分分析和聚類分析技術(shù)獲得五種不同類型的行駛工況，分別是市中心區(qū)工況、市內(nèi)較通暢區(qū)工況、近郊區(qū)工況、遠(yuǎn)郊區(qū)工況和高速公路區(qū)工況；每種行駛工況都對應(yīng)一個理想的名義等價因子，其值在2 3. 5之間；在每種行駛工況下，選取不同的等價因子α應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行仿真計算，然后對得到的總的等效燃油消耗進(jìn)行比較，從而得到該行駛工況下的名義等價因子；具體獲取方法如下在每個時刻t，總的等效燃油消耗& %是電動機(jī)的等效油耗M 和發(fā)動機(jī)實際燃油消耗 m 6之和，如式⑴所示^ eq =m +e(1)式中，M @為總的等效燃油消耗質(zhì)量流，單位為kg/s ；m m為電動機(jī)等效油耗質(zhì)量流， 單位為kg/s;wi e為發(fā)動機(jī)實際消耗的燃油質(zhì)量流，單位為kg/s;wi e通過查詢標(biāo)定的發(fā)動機(jī)MAP圖得到；電動機(jī)實際消耗的是電能，這里必須將電動機(jī)的電能消耗轉(zhuǎn)換為等效的發(fā)動機(jī)油耗， 電動機(jī)的等效油耗& m如式(2)所示
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車控制方法，包括以下步驟離線獲取名義等價因子；信號采集；工況識別；自適應(yīng)調(diào)整；優(yōu)化控制。本發(fā)明在滿足動力性的情況下，采用一種基于最小等效燃油消耗的混合動力汽車自適應(yīng)控制方法，可以根據(jù)實際的工況進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，同時保證了蓄電池的電量平衡，進(jìn)而確保了蓄電池的性能和壽命。獲得名義等價因子是在離線狀態(tài)下仿真計算得到的，減少了整車實時控制的計算量。另外，本發(fā)明可以不用像全局最優(yōu)控制方法那樣需要事先知道未來汽車行駛工況(未來汽車行駛工況實際是不可預(yù)知的)，可實現(xiàn)性強(qiáng)；它能夠提供實時最優(yōu)的能量管理決定，進(jìn)一步提高了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了排放。
文檔編號B60W40/02GK102416950SQ20111033755
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者呂仁志, 周雅夫, 李琳輝, 沈曉勇, 田寶玉, 賈樸, 連靜, 韓虎 申請人:大連理工大學(xué)