[发明专利]一种控制混合动力汽车扭矩输出的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，尤其涉及一种控制混合动力汽车扭矩输出的装置及方法。 

背景技术

现在全球都面临着环境污染，石油资源枯竭的威胁，而内燃机汽车是造成这种危机的重要原因之一，内燃机汽车在消耗石油资源的同时，还排放出CO2、NOX和CO等有害物质。随着汽车工业的发展，内燃机汽车的保有量持续地增加，节约石油能源、保护大气环境和减排温室气体是传统汽车工业面临的挑战。应对该挑战，世界各大汽车公司和相关研究机构都在积极开展节能和新能源汽车的研究，其中重点的研究内容就是混合动力汽车。 

目前国内外的混合动力汽车控制策略的基本思想都是发动机工作点进行优化，即控制发动机工作在经济性较高的区域。，目前混合动力汽车的低油耗、低排放潜力发挥的不够好。本发明通过求解等效燃油消耗目标函数的最小值，获得未来控制周期内当前时刻要输出的发动机扭矩和电机扭矩，通过CAN总线分别发送给发动机和电机，实现了对混合动力汽车扭矩输出的控制。达到了使混合动力汽车的低油耗和低排放的目的。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的混合动力汽车的低油耗、低排放潜力发挥的不够好的不足，而提出了一种控制混合动力汽车扭矩输出的装置及方法。 

一种控制混合动力汽车扭矩输出的装置，该装置由CAN总线、预处理器、需求扭矩预测模块和等效油耗求解模块组成，其中， 

所述预处理器，用来接收并处理CAN总线发送的当前时刻加速踏板位置信息，输出未来控制周期内电子加速踏板位置序列； 

所述需求扭矩预测模块，用来对预处理器输出的未来控制周期内电子加速踏板位置序列以及对CAN总线提供的当前车速进行求解，输出需求扭矩序列； 

所述等效油耗求解模块，用来对需求扭矩预测模块输出的需求扭矩序列进行分析，通过求解等效燃油消耗目标函数的最小值，获得未来控制周期内当前时刻要输出的发动机扭矩和电机扭矩； 

所述CAN总线，当前时刻电子加速踏板位置由电子加速踏板位置传感器采集并传送给CAN总线；当前车速、发动机转速、电机转速分别由安装在车轮上的测量车速的传感器、发动机上的转速传感器和电机上的转速传感器采集并传送给CAN总线。 

所述预处理器、需求扭矩预测模块和等效油耗求解模块依次相连； 

所述CAN总线分别与预处理器、需求扭矩预测模块和等效油耗求解模块相连。 

一种控制混合动力汽车扭矩输出的方法，该方法包括以下步骤： 

步骤1：预处理器接收由CAN总线获得的当前时刻电子加速踏板位置，通过对预处理器内基于电子加速踏板位置所建立的马尔科夫链模型进行求解，得到未来控制周期内电子加速踏板位置序列，并将所预测的未来控制周期内电子 加速踏板位置序列输出给需求扭矩预测模块； 

所述预处理器内基于电子加速踏板位置建立的马尔科夫链模型如下： 

t_i,j=p[τ(k+1)=z_j|τ(k)=z_i]； 

根据马尔科夫链模型得到预测周期内电子加速踏板位置序列； 

τ(k+1),τ(k+2),......,τ(k+N)； 

其中：t_i,j为马尔科夫链中的概率矩阵元素；P[...]表明事件发生的概率；τ(k)代表k时刻电子加速踏板位置，z_i代表k时刻电子加速踏板所在位置；N为设定值；i代表行数，j代表列数； 

步骤2：需求扭矩预测模块接收预处理器输出的未来控制周期内电子加速踏板位置序列以及由CAN总线提供的的当前车速，需求扭矩预测模块根据当前车速和加速踏板位置与需求扭矩的关系图得到需求扭矩序列，需求扭矩预测模块将得到的需求扭矩序列送等效油耗求解模块处理； 

步骤3：等效油耗求解模块接收需求扭矩序列以及由CAN总线提供的当前时刻发动机转速、电机转速后，通过求解等效燃油消耗目标函数的最小值，得到未来控制周期内当前时刻要输出的发动机扭矩及未来控制周期内当前时刻要输出的电机扭矩； 

所述需求扭矩Treq(t)和未来控制周期内当前时刻要输出的发动机扭矩T_{e_tr}(t)以及未来控制周期内当前时刻要输出的电机扭矩T_{m_tr}(t)满足以下关系： 

Treq(t)=T_{e_tr}(t)+T_{m_tr}(t)       （1） 

其中，t代表时间；