[发明专利]基于发动机万有特性的汽车经济性巡航控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于发动机万有特性的神经网络模糊控制车速的控制策略。它能够根据汽车行驶阻力的变化，不断地寻找此行驶阻力工况下的经济车速，并控制汽车始终按经济车速巡航行驶。

背景技术

“十一五”期间国家提出了节能减排战略，“十二五”我国继续贯彻执行节能减排，接着提出了具体的“节能和新能源汽车”战略，这说明国家对汽车的燃油经济性和排放性能不断提出新的要求。

现有巡航技术主要是以保持两车的安全车距为控制目标的自适应巡航控制，主要针对提高驾驶舒适性和行驶安全性，而尚无以燃油经济性为控制目标的巡航控制系统。本发明提出了基于发动机万有特性的经济性巡航控制方法，这种巡航控制方法能最大限度地降低汽车的燃油消耗量，较好地实现节能减排的目的。

发明内容

本发明所述的一种基于发动机万有特性的汽车经济性巡航控制系统的控制方法，旨在为汽车的经济性巡航模式提供一种可靠的控制方法。使汽车在该模式下巡航时始终以经济车速行驶，最大限度地降低汽车的燃油消耗量，较好地实现节能减排的目的。

本发明的上述目的可通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

办发明所述的一种基于发动机万有特性的汽车经济性巡航控制系统的控制方法，包括以下具体步骤：

1)设计一种基于发动机万有特性的汽车经济性巡航控制的闭环控制系统，该系统由安全车距判断模块1、行驶阻力计算单元2、发动机万有特性曲面辨识模型3、发动机燃油消耗率寻优模型4、执行控制模块5、发动机6、汽车ECU7和传感器测量信号8组成；

2)根据各个传感器测量信号8，由行驶阻力计算单元2计算发动机6输出的瞬时扭矩；由安全车距判断模块1判断车辆行驶状态是否满足行驶安全性，若满足行驶安全性则执行步骤3)和4)，否则执行步骤5)；

3)通过发动机万有特性曲面辨识模型3和发动机的燃油消耗率寻优模型4确定出发动机的转速和扭矩的变化量；

4)由执行控制模块5调节节气门的开度，使汽车以发动机6的目标经济转速对应的经济车速巡航行驶，并返回步骤2)；

5)由执行控制模块5控制汽车的制动系统或调节节气门的开度，使汽车减速至车距大于安全车距，保证汽车行驶的安全性，并返回步骤2)。

所述闭环控制系统在保证汽车行驶安全性的基础上，根据汽车行驶时所受道路阻力的变化，通过发动机的万有特性曲面辨识模型3、燃油消耗率寻优模型4及执行控制模块5，控制发动机始终在其万有特性的经济区域内运转的闭环控制系统，即通过实时控制节气门开度来调节车速以适应汽车行驶阻力的变化，使汽车始终以经济车速巡航行驶。

本发明通过基于Levenberg-Marquart算法的两层前向神经网络，建立了发动机万有特性曲面辨识模型3，并能够基于训练的万有特性曲面辨识模型，对任意输入量(转速和扭矩)，输出发动机的燃油消耗率。

本发明通过基于梯度法的优化算法，建立了发动机的燃油消耗率寻优模型4，该模型以发动机的n、T和b三者之间的函数映射关系b＝f(n，T)为目标函数，其中：设n为发动机转速(r/min)，T为发动机扭矩(N·m)，b为发动机燃油消耗率(g/kw·h)，运用梯度优化算法，计算出满足不同行驶道路阻力工况下的最低发动机燃油消耗率。

本发明的技术效果：

1、现有巡航技术主要是以保持两车的安全车距为控制目标的定速巡航控制，其主要针对提高驾驶舒适性和行驶安全性，本发明在保证汽车汽车驾驶舒适性和行驶安全性的基础上，提出以燃油经济性为控制目标的巡航控制方法，旨在降低汽车的百公里燃油消耗量。

2、本发明控制发动机始终在其万有特性的经济区域内运转，提高发动机的燃油经济性，从而有效的降低汽车百公里燃油消耗量。

3、本发明建立的发动机万有特性曲面辨识模型，具有自学习速度快及识别精度高的优点，适应因发动机磨损对其万有特性的影响。

4、基于汽车的多传感器信息融合技术、电子技术、微电子控制技术，使得本发明的控制方法易于实现其功能，即在不同行驶道路阻力工况下，始终控制汽车以经济车速巡航行驶，从而最大限度地降低汽车的燃油消耗量，较好的实现节能减排的目的。

附图说明

图1为汽车经济性巡航控制方法的结构框图。

图2为汽车经济性巡航控制方法的控制流程图。