[发明专利]一种基于模型预测控制算法的混合动力汽车模式切换协调控制方法

摘要

本发明公开了一种基于模型预测控制算法的混合动力汽车模式切换协调控制方法，涉及汽车控制理论领域。该方法应用快速系统的模型预测控制策略，在建立混合动力汽车模式切换过程线性、非线性模型的基础上，采集车辆模式切换过程中的系统运行状态信号，通过模型预测控制确定本控制周期内的系统各部件控制命令，协调控制模式切换过程中发动机、电动机、离合器实时输出转矩冲突，保证模式间的平稳切换，以改善模式切换过程中车辆的动力性及乘客乘坐舒适性。该控制系统由于综合考虑了未来车辆的需求信息和预测时域内的优化目标函数性能，可取得较好的控制效果。

主权项

一种基于模型预测控制算法的混合动力汽车模式切换协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对混合动力汽车系统的工作过程进行分析，确定系统的驱动模式；步骤二：根据混合动力车辆的驱动特性，建立面向离合器且利于模型预测控制器设计的预测模型；步骤三：模型预测控制器的设计，包含模型预测控制的模式切换转矩协调控制策略制定；步骤四：面向控制的离散化模型推导：通过定义适当状态量和控制量，被控模型可化为如下形式：其中x为状态量，A为系统状态系数矩阵，B为系统控制系数矩阵，Δu为控制增量，为输出量，C为输出状态系数矩阵，k为正整数；步骤五：确定系统的预测时域和控制时域，计算输出预测时域内的系统状态量；步骤六：设定优化目标，将模式切换协调控制问题转化成二次规划问题并进行求解，得到控制时域内的控制序列；步骤七：将上一步所求得的控制序列中的第一个元素作为实际的控制输入增量,并将这一控制输入增量作用于系统，系统执行这一控制量直到下一时刻，在新的时刻，系统根据状态信息重新预测下一段时域的输出，通过优化过程得到一个新的控制增量序列。