[发明专利]用于车辆的混合驱动系统的瞬态控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及引擎控制领域，且更具体地涉及用于车辆的混合驱动系统的瞬态控制，以便减少排放物。

混合车辆是包括用于驱动该车辆的至少一个电机和至少一个热机的车辆。

背景技术

考虑来自内燃机的瞬态（由从一个稳态操作点变化至另一个稳态操作点产生）排放物是非常重要的目标。事实上，来自当前引擎的排放物对操作偏离非常敏感。此外，未来的型号批准行驶循环将施加更多的瞬态阶段。在装配有柴油机的混合车辆的情况下，问题是双重的：一方面，必须在NOx排放物（氮氧化物，由热机排放的污染物）和用于稳态操作点的燃料消耗之间达成折衷，另一方面，必须管理在观察到NOx排放物峰值期间间引擎的瞬态操作阶段。

在图1a至图1d中给出图示瞬态排放问题的示例。该示例示出装配有废气再循环系统（EGR）的混合驱动系统NEDC型行驶循环（新欧洲行驶循环，它是旨在以可再现方式模仿欧洲公路上遇到的情况的机动车辆行驶循环，主要用于测量车辆消耗和排放物）的市区外部分的第一加速。在齿轮比改变阶段期间，喷射切断必然导致排气浓度降低。当加速而回复喷射时，进气口处的燃烧废气可用性因此受限。在这种情况下，进气口处燃烧废气分数会聚到设定值不是瞬间的。其响应时间取决于燃烧废气在EGR回路中的传输时间。在瞬变阶段中，进气口处（因此汽缸中）的气体组成不会会聚到其设定值，且NOx排放物超过静态排放物。与稳定情况下的预期水平相比这些排放物峰值的幅度高，并且根据行驶循环的类型这些峰值表示累积排放物的不可忽略的部分。

在欧洲行驶循环（NEDC）上，瞬变部分不能超过总NOx排放的15%。另一方面，对于FTP型（联邦测试方法，在美国用于测量排放物的行驶循环）的美国行驶循环，瞬变部分表示高于总排放物的40%，如在表1中所看到的。该表示出对于两种行驶循环（NEDC和FTP）所测量的NOx排放物和准静态NOx排放物之间的比较以及每次循环总排放物的瞬变部分。

表1

考虑瞬变部分因此是关于引擎控制的重要问题。在该背景下，热机混合化表示具有很高可能性的选项。该想法利用电机或交流发电机起动器补偿热机扭矩设定值来限制瞬变情况下的热机压力。

已经开发出能量监控器来控制这一混合驱动系统。有基于最优控制的若干方法。在以下文件中介绍了这种类型的能量监控器：

-A.Sciarretta，M.Back&L.Gu~ella的“并行混合电车的最优控制（Optimalcontrol of parallel hybrid electric vehicles）”，控制系统技术IEEE学报（IEEETransactions on Control Systems Technology），第12卷，第3篇，2004年5月。

-A.Chasse，A.Sciarretta&J.Chauvin的“具有共同状态适应规则的并行混合的联机最优控制（Online optimal control of a parallel hybrid with costateadaptation rule）”，先进汽车控制的IFAC讨论会会议录（Proceedings of theIFAC Symposium on Advances in Automotive Control），德国慕尼黑，2012年7月12-14日。

-O.Grondin，L.Thibault，Ph.Moulin，A.Chasse&A.Sciarretta的“柴油混合电车的能量管理（Energy Management Strategy for Diesel Hybrid ElectricVehicle）”，第七届IEEE车辆功率和推进讨论会会议录（Proceedings of the 7thIEEE Vehicle Power and Propulsion Conference）美国芝加哥，2011年9月6-9日。

然而，尽管这些能量监控器可能管理混合驱动系统的静态，然而它们不适于瞬态的管理。

热机被视为纯准静态系统。如果我们考虑引擎扭矩，该假设是可接受的，但如果我们考虑排放物则这是错误的。因此，在瞬变操作阶段期间产生的排放物部分相对于总排放物是不可忽略的。因此，必须考虑由静态监控器选择的两个稳定点之间的转变。