CN112046463A - 一种混合动力汽车动力总成控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力总成控制方法，本发明混合动力汽车动力总成控制方法分为3种控制策略，分别是基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略；基于规则的稳态优化的控制策略中共有3个独立的控制参数，分别是电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数；电量状态控制参数采用SOC值进行标志，当蓄电池SOC值高于其设定下限soc_low时。本发明根据车辆行驶的路况进行选择，能让车辆的动力输出实时根据路况进行调整，能将车内的动力能源效率最大化。减少能量的损失，极大的增加了经济效益和减少了对环境的污染。

Description

一种混合动力汽车动力总成控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力总成控制方法。
背景技术
广义上说，混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
随着世界各国环境保护的措施越来越严格，混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点，并已经开始商业化，混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池，将来应该还能使用氢燃料电池。
一般的混合动力的总成动力控制方法均只有一种，无法通过实时的行驶的道路进行动力的控制模式的切换，由此造成能量的无端损失和消耗，极大的浪费和制约了车辆的行驶里程，并且由于能量的消耗造成环境的污染也比较大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种混合动力汽车动力总成控制方法，以解决背景技术中的问题。
本发明的一种混合动力汽车动力总成控制方法，具体包括以下步骤:
S1:混合动力汽车动力总成控制方法分为3种控制策略，分别是基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略；
S1.1:基于规则的稳态优化的控制策略中共有3个独立的控制参数，分别是电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数；
S1.2:电量状态控制参数采用SOC值进行标志，当蓄电池SOC值高于其设定下限soc_low时，如果需求转矩小于发动机停机转矩或者汽车车速低于纯电动车速时，控制策略命令发动机停机由电动机来单独驱动汽车行驶；
S1.3:当蓄电池SOC值低于其设定下限soc_low时，发动机期望输出转矩为需求转矩与充电转矩之和，如果该值仍小于发动机最小转矩，则发动机运行工况将被控制策略直接调整到最小转矩；
S1.4:当需求转矩介于发动机优化区域的上下限时，电动机关闭，由发动机单独驱动汽车行驶，而当需求转矩超过发动机最大转矩时，电动机起动以提供辅助转矩，此时发动机工况点位于最大转矩；
S2:基于实时控制的动态优化控制策略首先根据当前转矩需求下电机的可输出转矩来定义各候选工作点，在驱动模式下，输出转矩为正，取值极限为车辆行驶的需求转矩值、当前车速下电机的最大额定正转矩值或蓄电池最大放电功率所对应的电机转矩值中的最小值；
S2.1发电模式下，输出转矩为负，取值极限为需求转矩与发动机当前转速下可输出最大正向转矩之差、当前车速下电机的最大额定负转矩值、蓄电池最大充电功率所对应的电机转矩值中的各值最大值；
S3:基于模糊控制的智能控制策略，在模糊化过程中，数值量的输入参数被转化为模糊语言值，与之对应的隶属函数主要根据发动机、蓄电池和电动机的效率图来设计，以确定各自高效运行的模糊集，然后推理机制在知识库的指导下，按照推理规则对输入的语言值进行推理，最后推理结果再通过反模糊化过程被清晰为可执行的控制变量值。
进一步，在步骤S1中，所述总成控制方法的基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略通过汽车总成内置的MCU根据汽车行驶情况进行选择使用。
进一步，汽车总成内置的MCU选择汽车的控制策略还根据汽车的行驶仰角、输出扭矩平均值和行驶速度综合判断。
进一步，在步骤S1.1-S1.4中，其中所采集的电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数，其中速度控制参数通过车身上的传感器进行数据采集，所述电量状态控制参数通过电池电量控制模块进行采集，所述转矩控制参数通过扭矩输出监测模块进行数据采集。
本发明的一种混合动力汽车动力总成控制方法的有益效果：本发明通过基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略，对三种常用的汽车动力总成的控制方法进行根据车辆行驶的路况进行选择，能让车辆的动力输出实时根据路况进行调整，能将车内的动力能源效率最大化。减少能量的损失，极大的增加了经济效益和减少了对环境的污染。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，显然，所描述的实施例仅仅只是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本实施例中,本发明的一种混合动力汽车动力总成控制方法如图1，包括以下步骤:
S1:混合动力汽车动力总成控制方法分为3种控制策略，分别是基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略；
S1.1:基于规则的稳态优化的控制策略中共有3个独立的控制参数，分别是电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数；
S1.2:电量状态控制参数采用SOC值进行标志，当蓄电池SOC值高于其设定下限soc_low时，如果需求转矩小于发动机停机转矩或者汽车车速低于纯电动车速时，控制策略命令发动机停机由电动机来单独驱动汽车行驶；
S1.3:当蓄电池SOC值低于其设定下限soc_low时，发动机期望输出转矩为需求转矩与充电转矩之和，如果该值仍小于发动机最小转矩，则发动机运行工况将被控制策略直接调整到最小转矩；
S1.4:当需求转矩介于发动机优化区域的上下限时，电动机关闭，由发动机单独驱动汽车行驶，而当需求转矩超过发动机最大转矩时，电动机起动以提供辅助转矩，此时发动机工况点位于最大转矩；
S2:基于实时控制的动态优化控制策略首先根据当前转矩需求下电机的可输出转矩来定义各候选工作点，在驱动模式下，输出转矩为正，取值极限为车辆行驶的需求转矩值、当前车速下电机的最大额定正转矩值或蓄电池最大放电功率所对应的电机转矩值中的最小值；
S2.1发电模式下，输出转矩为负，取值极限为需求转矩与发动机当前转速下可输出最大正向转矩之差、当前车速下电机的最大额定负转矩值、蓄电池最大充电功率所对应的电机转矩值中的各值最大值；
S3:基于模糊控制的智能控制策略，在模糊化过程中，数值量的输入参数被转化为模糊语言值，与之对应的隶属函数主要根据发动机、蓄电池和电动机的效率图来设计，以确定各自高效运行的模糊集，然后推理机制在知识库的指导下，按照推理规则对输入的语言值进行推理，最后推理结果再通过反模糊化过程被清晰为可执行的控制变量值。
本实施例中，在步骤S1中，所述总成控制方法的基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略通过汽车总成内置的MCU根据汽车行驶情况进行选择使用。
本实施例中，汽车总成内置的MCU选择汽车的控制策略还根据汽车的行驶仰角、输出扭矩平均值和行驶速度综合判断。
本实施例中，在步骤S1.1-S1.4中，其中所采集的电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数，其中速度控制参数通过车身上的传感器进行数据采集，所述电量状态控制参数通过电池电量控制模块进行采集，所述转矩控制参数通过扭矩输出监测模块进行数据采集。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种混合动力汽车动力总成控制方法，具体包括以下步骤:
S1:混合动力汽车动力总成控制方法分为3种控制策略，分别是基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略；
S1.1:基于规则的稳态优化的控制策略中共有3个独立的控制参数，分别是电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数；
S1.2:电量状态控制参数采用SOC值进行标志，当蓄电池SOC值高于其设定下限soc_low时，如果需求转矩小于发动机停机转矩或者汽车车速低于纯电动车速时，控制策略命令发动机停机由电动机来单独驱动汽车行驶；
S1.3:当蓄电池SOC值低于其设定下限soc_low时，发动机期望输出转矩为需求转矩与充电转矩之和，如果该值仍小于发动机最小转矩，则发动机运行工况将被控制策略直接调整到最小转矩；
S1.4:当需求转矩介于发动机优化区域的上下限时，电动机关闭，由发动机单独驱动汽车行驶，而当需求转矩超过发动机最大转矩时，电动机起动以提供辅助转矩，此时发动机工况点位于最大转矩；
S2:基于实时控制的动态优化控制策略首先根据当前转矩需求下电机的可输出转矩来定义各候选工作点，在驱动模式下，输出转矩为正，取值极限为车辆行驶的需求转矩值、当前车速下电机的最大额定正转矩值或蓄电池最大放电功率所对应的电机转矩值中的最小值；
S2.1发电模式下，输出转矩为负，取值极限为需求转矩与发动机当前转速下可输出最大正向转矩之差、当前车速下电机的最大额定负转矩值、蓄电池最大充电功率所对应的电机转矩值中的各值最大值；
S3:基于模糊控制的智能控制策略，在模糊化过程中，数值量的输入参数被转化为模糊语言值，与之对应的隶属函数主要根据发动机、蓄电池和电动机的效率图来设计，以确定各自高效运行的模糊集，然后推理机制在知识库的指导下，按照推理规则对输入的语言值进行推理，最后推理结果再通过反模糊化过程被清晰为可执行的控制变量值。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力总成控制方法，其特征在于，在步骤S1中，所述总成控制方法的基于规则的稳态优化的控制策略、基于实时控制的动态优化控制策略以及基于模糊控制的智能控制策略通过汽车总成内置的MCU根据汽车行驶情况进行选择使用。
3.根据权利要求2所述的一种混合动力汽车动力总成控制方法，其特征在于，汽车总成内置的MCU选择汽车的控制策略还根据汽车的行驶仰角、输出扭矩平均值和行驶速度综合判断。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力总成控制方法，其特征在于，在步骤S1.1-S1.4中，其中所采集的电量状态控制参数、速度控制参数和转矩控制参数，其中速度控制参数通过车身上的传感器进行数据采集，所述电量状态控制参数通过电池电量控制模块进行采集，所述转矩控制参数通过扭矩输出监测模块进行数据采集。
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