[发明专利]混联式混合动力汽车发动机最佳运行线在线学习方法

说明书

一种混联式混合动力汽车发动机最佳运行线在线学习方法，属于混合动力汽车能效优化技术领域。本发明的目的是以混合动力系统中可测的发动机转速作为校正量，以燃油消耗最小为目标，利用梯度下降算法对发动机持续平顺输出时的发动机转速进行更新寻优，实时搜索当前功率需求下的发动机最优工作点，从而提高整车的燃油经济性的混联式混合动力汽车发动机最佳运行线在线学习方法。本发明步骤是：信息采集模块、发动机燃油消耗梯度估计模块、发动机燃油消耗梯度的OOL在线学习过程、混联式混合动力汽车电机扭矩控制模块。本发明有效提高了汽车最佳运行工作曲线在线学习效率。使得发动机在环境迁移、老化等因素影响下依然可以实时的为能量管理系统提供较为精确的OOL，从而保证整车最优的燃油经济性。

技术领域

本发明属于混合动力汽车能效优化技术领域。

背景技术

发动机最佳运行线(Optimal Operating Line,OOL)是发动机每一相同输出功率下对应最小燃油消耗率的工作点所连结而成的曲线。在混合动力汽车中，车辆根据驾驶员的驱动能量需求，通过能量优化管理来分配发动机和驱动电机的功率，使发动机始终运行在经济工作点的附近，从而达到降低整车燃油消耗的目的。所以，精确获得发动机OOL是实现高效能量管理策略的前提条件。考虑外界环境变化和汽车老化等因素的影响，发动机OOL的精确标定成为实际工程中难题。

专利CN 105201663 A公开了一种实现发动机最佳经济转速的控制方法，经车辆控制器通过CAN总线获取车辆运行工况信息，继而判断车辆是否处于前进挡位，然后车辆控制器根据采集的数据计算当前实际运行挡位，并根据计算得出的挡位数划分高低挡位的发动机经济转速控制策略。但该方法无法在混联式混合动力汽车中得以应用。

专利CN 108674411 A提供了一种混合动力汽车能量管理系统，包括汽车建模模块、策略确定模块和能量管理模块，所述汽车建模模块用于建立混合动力汽车动力系统模型，所述策略确定模块用于根据汽车动力系统模型确定能量管理策略，所述能量管理模块根据能量管理策略对混合动力汽车进行能量管理。但该方法只考虑了名义工况，并未考虑对发动机在环境因素变化和老化后的最佳运行线进行自适应在线修正。

专利CN 105888909 A提供了车载运行发动机动态油耗的测量方法。技术方案如下：发动机喷油器单次喷油量标定系统包括：喷油器固定架，待标定喷油器，燃油收集器，与喷油器相连的喷油控制电路，燃料供给装置，氮气罐，活性炭，惰性气体。该发明主要通过发动机喷油器单次喷油量标定方法，最大程度地模拟了喷油器的实际工作参数，特别是喷油压力参数和喷嘴的背压参数，设备简易，操作性强。但该方法面向传统单动力源汽车，在混合动力汽车应用方面具有很大的局限性。

在实际工程中，每一个型号发动机的OOL都是在名义条件下通过大量原始台架实验标定绘制而成。在外界环境(温度、气压)和发动机老化等因素的影响下，发动机实际的OOL会在原始曲线附近发生一定程度的漂移，很难在相同能量管理策略下保证汽车燃油经济性最优。一方面，通过离线二次标定的手段矫正漂移后的OOL，工作量巨大，难以实现；另一方面，由于混联式混合动力汽车动力系统机-电耦合严重、系统动力学复杂，给OOL在线矫正方法的设计带来了很大难度。

发明内容

本发明的目的是以混合动力系统中可测的发动机转速作为校正量，以燃油消耗最小为目标，利用梯度下降算法对发动机持续平顺输出时的发动机转速进行更新寻优，实时搜索当前功率需求下的发动机最优工作点，从而提高整车的燃油经济性的混联式混合动力汽车发动机最佳运行线在线学习方法。

本发明步骤是：

a、信息采集模块：

发动机瞬时油耗模型是基于查map表方式建立，由下式得出：