[发明专利]一种混合动力车辆的动力分配控制方法

说明书

本发明公开了一种混合动力车辆的动力分配控制方法，该方法包括：根据速度特征采用KNN方法进行聚类，识别对应速度模式；根据速度模式识别结果，采用对应的SVR预测模型对预测时域内汽车速度进行预测；根据双模混联式混动汽车的换挡车速，判断预测时域内的各时刻所换到的档位；根据预测时域内该档位下的混动汽车传动模式求解各控制变量控制边界和整车VCU输入信号；采用有限时域内动态规划方法，利用采样时刻VCU输入信号和预测时域的预测信息，确定预测时域任意时刻第t到第(t+1)s的优化能量管理策略，从而确定各动力部件的控制变量。

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆动力分配控制方法，尤其是一种基于有限时域内工况预测的混合动力汽车动力分配控制方法。

背景技术

随着城市对环保的重视，新能源汽车正逐步走向市场。市面上新能源汽车主要分为混合动力汽车和纯电动汽车。纯电动汽车由于电池寿命和续航问题一直无法得到大量推广，混合动力汽车作为一个传统汽车和纯电动汽车的综合产品为消费者所接受。发动机作为主要能量源，蓄电池作为另一种能量源与电机联动调节发动机工作点，达到发动机工作在最佳燃油消耗区域，同时电池可以回收一部分制动能量达到整车节能减排的目的。为了达到整车的最优节能状态，降低燃油消耗，整车控制策略起到举足轻重意义。

在降低整车能耗方面，Chen等人发表了基于等效燃油消耗的混合动力汽车，把电池能耗加入换算比重，在离线仿真基础上提出了整车燃油消耗策略。在工况预测识别方面，Payri等人通过马尔科夫链预测驾驶员行为以此设计整车控制策略。Sun等人基于神经网络模型离线预测汽车行驶速度得到汽车预测控制序列。ZChen利用DPSO方法对全局速度离线预测，并利用DPSO寻找每一时刻的全局最小燃油消耗。以上基于工况预测的控制策略是在已知全局速度基础上进行离线预测和计算，离线预测汽车速度，并据此设计汽车控制策略，适合速度较为稳定，道路状态不拥堵的城市巡逻服务车，根据其路线和行驶启停频率可以设计节能省油控制策略。然而实际情况要复杂许多，随着汽车保有量的逐渐增加，道路拥堵状况逐渐增多。即使对具有专用车道的城市巡逻车也难以避开拥堵的交通。对于巡逻车由于具有固定巡逻轨迹，其能量管理可以从历史信息提取然后进行全局规划。但是如果遇到拥堵或者其他车辆临时换道的情况，这种完全基于全局规划的能量管理策略无法满足节能省油的需求。因此基于离线预测的控制策略就无法取得最佳效果。本发明就是为了解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于有限时域内工况预测的混合动力汽车动力分配控制方法，从而解决离线优化燃油消耗控制策略的局限性，该控制方法采用有限时域动态规划作为控制策略，针对预测时域每一时刻进行动态规划，可以充分挖掘预测信息，从而达到良好的优化效果。

以预测结果与实际结果的平均均方根误差和相关度评定SVR预测方法的准确率。预测结果表明，SVR方法对有限时域内速度预测准确而高效。根据速度预测信息得到有限时域内油门开度预测、行驶模式预测、发动机功率等预测值；将各预测值输入汽车整车控制器，利用有限时域内动态规划得到采样时刻的各控制变量分配值。结果表明：基于预测信息的控制策略在优化整车燃油消耗和优化电池用量方面具有显著成效。

本发明的目的可以通过以下途径来实现:

一种混合动力车辆的动力分配控制方法，该方法包括：

根据速度特征采用KNN方法进行聚类，识别对应速度模式；

根据速度模式识别结果，采用对应的SVR预测模型对预测时域内汽车速度进行预测；

根据双模混联式混动汽车的换挡车速，判断预测时域内的各时刻所换到的档位；

根据预测时域内该档位下的混动汽车传动模式求解各控制变量控制边界和整车VCU输入信号；

采用有限时域内动态规划方法，利用采样时刻VCU输入信号和预测时域的预测信息，确定预测时域P内任意时刻第t到第(t+1)s的优化能量管理策略，从而确定各动力部件的控制变量。