專利名稱：一種基于最小等效燃油消耗的混合動(dòng)力汽車控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)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(dòng)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?dòng)力汽車被認(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(wèn)題的有效途徑之一?；旌蟿?dòng)力汽車由于集成了傳統(tǒng)汽車和純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)，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(dòng)汽車更長(zhǎng)的續(xù)駛里程的特點(diǎn)。而控制方法是決定混合動(dòng)力汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性的關(guān)鍵，它對(duì)于提高整車性能、降低成本具有重要意義。目前設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力汽車控制方法都是基于一種固定的工況(通常采用國(guó)外典型的工況或者是已知的工況)，而這種固定的工況與實(shí)際工況存在較大的差異，這種差異會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的控制方法并不能使混合動(dòng)力車輛在實(shí)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(guò)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(guó)專利ZL 200810239168. 2公開(kāi)了《一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車行駛狀態(tài)的智能識(shí)別方法》，提出了行駛工況的識(shí)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(gè)行駛工況，才能獲得混合動(dòng)力車在該行駛工況下的全局最優(yōu)性能，這在實(shí)際車輛的實(shí)時(shí)控制中難以實(shí)現(xiàn)。為了解決上述問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)出一種新的混合動(dòng)力汽車控制方法，從而在保證動(dòng)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(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種對(duì)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(dòng)機(jī)的廢氣排放，獲得整車運(yùn)行的最佳性能的基于最小等效燃油消耗的混合動(dòng)力汽車控制方法。為了實(shí)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(dòng)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(jià)因子獲得模塊，在線部分包含信號(hào)采集模塊、工況識(shí)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(jià)因子通過(guò)對(duì)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(duì)應(yīng)一個(gè)理想的名義等價(jià)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(jià)因子α應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行仿真計(jì)算，然后對(duì)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(jià)因子；具體獲取方法如下在每個(gè)時(shí)刻t，總的等效燃油消耗是電動(dòng)機(jī)的等效油耗b m和發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(dòng)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(jià)因子獲得模塊，在線部分包含信號(hào)采集模塊、工況識(shí)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(jià)因子通過(guò)對(duì)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(duì)應(yīng)一個(gè)理想的名義等價(jià)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(jià)因子α應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行仿真計(jì)算，然后對(duì)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(jià)因子；具體獲取方法如下在每個(gè)時(shí)刻t，總的等效燃油消耗& %是電動(dòng)機(jī)的等效油耗M 和發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(dòng)機(jī)等效油耗質(zhì)量流， 單位為kg/s;wi e為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的燃油質(zhì)量流，單位為kg/s;wi e通過(guò)查詢標(biāo)定的發(fā)動(dòng)機(jī)MAP圖得到；電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的是電能，這里必須將電動(dòng)機(jī)的電能消耗轉(zhuǎn)換為等效的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗， 電動(dòng)機(jī)的等效油耗& m如式(2)所示
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于最小等效燃油消耗的混合動(dòng)力汽車控制方法，包括以下步驟離線獲取名義等價(jià)因子；信號(hào)采集；工況識(shí)別；自適應(yīng)調(diào)整；優(yōu)化控制。本發(fā)明在滿足動(dòng)力性的情況下，采用一種基于最小等效燃油消耗的混合動(dòng)力汽車自適應(yīng)控制方法，可以根據(jù)實(shí)際的工況進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，同時(shí)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(jià)因子是在離線狀態(tài)下仿真計(jì)算得到的，減少了整車實(shí)時(shí)控制的計(jì)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(lái)汽車行駛工況(未來(lái)汽車行駛工況實(shí)際是不可預(yù)知的)，可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)；它能夠提供實(shí)時(shí)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(hào)B60W40/02GK102416950SQ20111033755
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:大連理工大學(xué)