專利名稱：可外接充電型混合動(dòng)力汽車電量保持階段的能量管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(Hybrid Electric Vehicle,簡稱HEV) 的控制方法，特別涉及使用有級(jí)式自動(dòng)變速器的可外接充電型混合動(dòng)力電動(dòng)汽 車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,簡稱PHEV)電量保持(Charge Sustaining 簡稱CS)階段的能量管理方法。
背景技術(shù)：
能量管理策略是HEV研發(fā)過程中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一，核心問題是合理分 配發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力，滿足駕駛員對整車驅(qū)動(dòng)力的需求，同時(shí)又能優(yōu) 化各部件的工作效率。
PHEV在CS階段的控制策略可以借鑒HEV的控制方法。當(dāng)前，國內(nèi)外對使用有 級(jí)式自動(dòng)變速器的并聯(lián)型和混聯(lián)型HEV的控制策略進(jìn)行了大量的研究，具體包 括邏輯門限控制方法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法、基于速度的控制策略、模糊控制方法、 基于線性矩陣不等式的魯棒控制方法、轉(zhuǎn)矩管理策略和協(xié)調(diào)控制算法。
以上控制方法的缺點(diǎn)如下邏輯門限控制方法、基于速度的控制策略、模 糊控制方法、自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)、轉(zhuǎn)矩管理策略和協(xié)調(diào)控制算法，可以 根據(jù)駕駛員加速踏板的變化，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩或功率，對發(fā)動(dòng) 機(jī)和電機(jī)進(jìn)行控制、使實(shí)際轉(zhuǎn)矩與目標(biāo)值相一致，但這些控制方法未能使發(fā)動(dòng) 機(jī)沿著最佳效率曲線行駛，而且由于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，還必須采用動(dòng)態(tài) 協(xié)調(diào)控制方法對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制、控制算法比較復(fù)雜；動(dòng)態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)控制方 法和基于線性矩陣不等式的魯棒控制方法只能根據(jù)既定的駕駛循環(huán)對車輛性能 進(jìn)行優(yōu)化，該方法的缺點(diǎn)就是不能用于實(shí)時(shí)控制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種PHEV的能量管理方法，該方法根據(jù) 車速、加速踏板及蓄電池荷電狀態(tài)值(State of Charge,簡稱S0C)的變化，通 過合理調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的電子節(jié)氣門(Electric Control Throttle,簡稱ECT)開度、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變速器擋位，使發(fā)動(dòng)機(jī)沿著最佳經(jīng)濟(jì)性曲線運(yùn)行、電機(jī)工作于高效 率區(qū)。該方法在發(fā)揮有級(jí)式自動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、易于制造等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)， 可使發(fā)動(dòng)機(jī)沿著最佳效率曲線行駛，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)無級(jí)變速器(Continuously Variable Transmission,簡稱CVT)的控制效果，又避免了 CVT傳動(dòng)效率低、不 易加工制造的缺點(diǎn)。該方法的步驟是。
1) 根據(jù)目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線及變速器的速比，設(shè)計(jì)各擋位 的綜合控制曲線。
2) 以加速踏板開度、車速和蓄電池SOC為控制參數(shù)，設(shè)計(jì)變速器擋位、發(fā)動(dòng) 機(jī)ECT開度和電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方法。
所述的綜合控制曲線的設(shè)計(jì)程序如下所示
1) 設(shè)置6=1， i=l;
2) 根據(jù)目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線，插值得到該油門開度下發(fā)動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速ne;
3) 設(shè)置V4， j=l;
4) ratio (i， j) =0. 377*ne*r/V;
5) j=j+l; V=V+2;
6) 判斷V《V—否，返回第4)步；
7) 是，一+2;
8) 判斷P《100;否，返回第2)步；
9) 是，輸出ratio;
10) 基于MATLAB軟件，繪制車速、油門和速比的三維圖，surf(V, P， ratio); Ll)基于MATLAB軟件，繪制各擋位的控制曲線，contour (V, P , ratio[igl, ig2,
ig3， ig4, ig5]*ig0)。
其中，e表示油門開度，ru表示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，V,為最高車速，r表示車 輪半徑，ratio為不同油門和車速時(shí)對應(yīng)的速比矩陣，surf和contour為MATLAB 軟件中的繪圖命令，ig" ig2、 ig3、 ig4、 igs和ig。分別表示l擋、2擋、3擋、 4擋、5擋及主減速器的速比,本發(fā)明以五擋變速器進(jìn)行說明、六擋或其它擋位 的變速器控制曲線的設(shè)計(jì)過程與此相同。
所述的變速器擋位、發(fā)動(dòng)機(jī)ECT開度和電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方法是
111)V大于Vi嗎？
否，調(diào)用函數(shù)1;
2)是，V大于V2嗎？
否，調(diào)用函數(shù)2;
3)是，V大于V3嗎？
否，調(diào)用函數(shù)3;
4)是，V大于V4嗎？
否，調(diào)用函數(shù)4;
5)是，V大于Vs嗎？
否，調(diào)用函數(shù)5;
6)是,V大于V6嗎？
否，調(diào)用函數(shù)6;
7)是，V大于V7嗎？
否，調(diào)用函數(shù)7;
8)是'V大于Vs嗎？
否，調(diào)用函數(shù)8;
9)是，V大于04嗎？
否，調(diào)用子函數(shù)19;
10)是，調(diào)用函數(shù)9。
各函數(shù)的表述如下函數(shù)1:
1)soc大于c嗎？
是，進(jìn)入狀態(tài)1;
2)否，調(diào)用子函數(shù)l。
函數(shù)2:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，soc大于c嗎？
是，進(jìn)入狀態(tài)l;3)否，調(diào)用子函數(shù)3。
函數(shù)3:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a小于p2嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)8;
3)否，調(diào)用子函數(shù)9。
函數(shù)4:
1)a大于P,嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)9;
3)否，a小于^嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)10;
4)否，調(diào)用子函數(shù)11。
函數(shù)5:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)9;
3)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)ll;
4)否，a小于^嗎？
是'調(diào)用子函數(shù)12;
5)否，調(diào)用子函數(shù)13。
函數(shù)6:
1)a大于卜嗎？
是'調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a大于^嗎？
13是，調(diào)用子函數(shù)9;
3)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)11;
4)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)13;
5)否，a小于05嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)14;
6)否，調(diào)用子函數(shù)15。
函數(shù)7:
1)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)16;
2)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)11;
3)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)13;
4)否，調(diào)用子函數(shù)19。
函數(shù)8:
1)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)17;
2)否，a大于^嗎？
是,調(diào)用子函數(shù)13;
3)否，調(diào)用子函數(shù)19。
函數(shù)9:
1)soc大于c嗎？
是，進(jìn)入狀態(tài)10;
2)否，SOC大于A嗎？
是，保持前一狀態(tài)；
3)否，進(jìn)入狀態(tài)16。
各子函數(shù)的表述如下:子函數(shù)1:
1) S0C大于A嗎？是:
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)2。 子函數(shù)2:
1) S0C大于A嗎？是:
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)5。 子函數(shù)3:
1) S0C大于A嗎？是
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)3。
子函數(shù)4:
1) S0C大于A嗎？是:
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)7。
子函數(shù)5:
1) S0C大于A嗎？是
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)9。
子函數(shù)6:
1) S0C大于A嗎？是:
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)ll。 子函數(shù)7:
1) S0C大于C嗎？是
2) 否，調(diào)用子函數(shù)l
子函數(shù)8:
1) S0C大于C嗎？是
2) 否，調(diào)用子函數(shù)2
子函數(shù)9:
1) S0C大于C嗎？是
2) 否，調(diào)用子函數(shù)3 子函數(shù)10:
1) S0C大于C嗎？是
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
進(jìn)入狀態(tài)4;
進(jìn)入狀態(tài)1;
進(jìn)入狀態(tài)6;
進(jìn)入狀態(tài)1;2) 否，調(diào)用子函數(shù)4。 子函數(shù)11:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)8;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)2。
子函數(shù)12:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)l;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)5。
子函數(shù)13:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)10;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)4。
子函數(shù)14:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)1;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)6。
子函數(shù)15:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)12;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)5。
子函數(shù)16:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)6;
2) 否，S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);
3) 否，進(jìn)入狀態(tài)13。
子函數(shù)17:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)8;
2) 否，S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);
3) 否，進(jìn)入狀態(tài)15。 子函數(shù)18
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)14;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)6。 子函數(shù)19
1) S0C小于Ps嗎？是，調(diào)用子函數(shù)18;2) 否，調(diào)用子函數(shù)15。
其中，a表示加速踏板的開度，^、 02、 e3、卜和卜分別表示當(dāng)前車 速與各擋位的控制曲線確定的ECT開度的臨界點(diǎn)。V" V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 V7和 V8分別表示各擋位控制曲線的最小和最大車速、并按由小到大排序。A和C表示 蓄電池的S0C，其中A表示蓄電池SOC的控制目標(biāo)值，C點(diǎn)處的SOC比A點(diǎn)處大 20%左右、避免蓄電池在充放電狀態(tài)間的頻繁切換。
各狀態(tài)表示如下 狀態(tài)l:純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。 狀態(tài)2:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、l擋行駛。
狀態(tài)3:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e"T =a)，1擋行駛。
狀態(tài)4:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e"T(a_D，1擋行駛。
狀態(tài)5:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e 2，T([-a)，2擋行駛。
狀態(tài)6:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P2，T(a-D，2擋行駛。
狀態(tài)7:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e3，T(0 3.-a)，3擋行駛。
狀態(tài)8:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 3，T>T(a-3擋行駛。
狀態(tài)9:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e 4，T4擋行駛。
狀態(tài)10:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e 4，Ta:=T(a-D，4擋行駛。
狀態(tài)11:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e5，TB==T(e5-a)，5擋行駛。
狀態(tài)12:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 5，Ta==T(a-P5)，5擋行駛。
狀態(tài)13:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、2擋行駛。 狀態(tài)14:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、5擋行駛。 狀態(tài)15:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、3擋行駛。 狀態(tài)16:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、4擋行駛。
其中，T,表示電機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩，T;表示電機(jī)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩，計(jì)算過程如下
1) 首先根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n。、加速踏板開度a 、 ECT開度e ，利用 目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩模型，分別插值計(jì)算出a和n。、 P和n,下發(fā)動(dòng)機(jī)
的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩Tx和Ts;
2) TX1=TX-入dne/dt， TS1=TS-入dne/dt;
3) T (")= TX1- Ts,， T (P-a)= TS1- TX1。
17Tx,和Ts,表示發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)的修正轉(zhuǎn)矩，dnydt表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化率，入 表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)修正系數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)越功效在于可根據(jù)加速踏板的變化，實(shí)時(shí)地對發(fā)動(dòng)機(jī)ECT開 度、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變速器擋位進(jìn)行控制，可使發(fā)動(dòng)機(jī)沿著最佳效率曲線行駛；在 發(fā)揮電控機(jī)械式自動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)無 級(jí)變速器的控制效果，又避免了無級(jí)變速器制造工藝復(fù)雜、制造成本高、傳動(dòng) 帶的強(qiáng)度低及壽命短等缺點(diǎn)。


圖l、圖2和圖3為該控制方法適用的PHEV結(jié)構(gòu)，變速器為有級(jí)式自動(dòng)變速器， 包括電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automatic mechanical transmission,簡稱AMT) 和雙離合器式自動(dòng)變速器(Dual clutch transmission,簡稱DCT)，圖l中的ISG 表示起動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)一體化的電機(jī)；
圖4為PHEV發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線；
圖5為各擋位控制曲線的設(shè)計(jì)框圖6為車速、油門與速比的三維圖形；
圖7為各擋位的綜合控制曲線；
圖8a、 8b、 8c和8d為發(fā)動(dòng)機(jī)ECT開度、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變速器擋位的控制框
圖9為蓄電池S0C的控制目標(biāo)曲線； 圖10為PHEV發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩模型。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)某一 P服V車輛的控制過程，說明該控制方法的實(shí)施方式。 請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖4為該P(yáng)HEV發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線；變速器的主減速比為4. 19， l擋至5擋的速比分別為3. 73、 1.96、 1.32、 0. 95和0.76;電機(jī)的額定功率為 25kW、最大功率為45kW，其輸出轉(zhuǎn)矩可滿足驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求。按照圖5的設(shè)計(jì) 框圖，基于MATLAB軟件，設(shè)計(jì)出各擋位的綜合控制曲線，具體步驟為-1) 設(shè)置3=1， i = l;
2) 根據(jù)目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線，插值得到該油門開度下發(fā)動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速nB;
3) 設(shè)置V4， j=l;
4) ratio(i, j)=0. 377*ne*r/V;
5) j=j+l; V=V+2;
6) 判斷V《V"否，返回第4)步；
7) 是，P二P+2;
8) 判斷e《100;否，返回第2)步；
9) 是，輸出ratio;
10) 繪制車速、油門和速比的三維圖，surf(V， e， ratio),輸出圖形如圖6 所示；
11) 繪制各擋位的綜合控制曲線，contour(V, e， ratio[igl， ig2, ig3, ig4， ig5]*ig。)，輸出圖形如圖7所示，圖中的1擋、2擋、3擋、4擋和5擋 分別表示各擋位的綜合控制曲線。
其中，P表示油門，ne表示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，V,為最高車速、取值160， r 表示車輪半徑，ratio為不同油門和車速時(shí)對應(yīng)的速比矩陣，surf和contour 為MATLAB軟件中的繪圖命令，igl、 ig2、 ig3、 ig4、 igs和ig。分別表示1擋、2 擋、3擋、4擋、5擋及主減速器的速比。
圖8a、 8b、 8c和8d為發(fā)動(dòng)機(jī)ECT開度、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變速器擋位的控制框 圖，具體實(shí)施步驟如下
1) V大于Vi嗎？ 否，調(diào)用函數(shù)l;
2) 是，V大于V2嗎？ 否，調(diào)用函數(shù)2;
3) 是，V大于V3嗎？ 否，調(diào)用函數(shù)3;
4) 是，V大于V,嗎？ 否，調(diào)用函數(shù)4;5)是，V大于Vs嗎？
否，調(diào)用函數(shù)5;
6)是，V大于Ve嗎
否，調(diào)用函數(shù)6;
7)是，V大于V7嗎？
否，調(diào)用函數(shù)7;
8)是，V大于Vs嗎？
否，調(diào)用函數(shù)8;
9)是，V大于卜嗎？
否'調(diào)用子函數(shù)19;
10)是，調(diào)用函數(shù)9。
各函數(shù)的表述如下函數(shù)1:
1)soc大于c嗎？
是，進(jìn)入狀態(tài)1;
2)否，調(diào)用子函數(shù)1。
函數(shù)2:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，SOC大于C嗎？
是，進(jìn)入狀態(tài)1;
3)否，調(diào)用子函數(shù)3。
函數(shù)3:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a小于32嗎
是，調(diào)用子函數(shù)8;
3)否，調(diào)用子函數(shù)9。
函數(shù)4:1)a大于P,嗎？
是'調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a大于日2嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)9;
3)否，a小于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)10;
4)否，調(diào)用子函數(shù)11。
函數(shù)5:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)9;
3)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)11;
4)否，a小于p 4嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)12;
5)否，調(diào)用子函數(shù)13。
函數(shù)6:
1)a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)7;
2)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)9;
3)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)11;
4)否，a大于卜嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)13;
5)否，a小于Ps嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)14;
6)否，調(diào)用子函數(shù)15。1) 否，a大于卜嗎？
是,調(diào)用子函數(shù)16;
2) 否，a大于e:,嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)11;
3) 否，a大于^嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)13;
4) 否，調(diào)用子函數(shù)19。
函數(shù)8:
1) 否，a大于33嗎？
是，調(diào)用子函數(shù)17;
2) 否，a大于L嗎？
是,調(diào)用子函數(shù)13;
3) 否，調(diào)用子函數(shù)19。
函數(shù)9:
1) soc大于c嗎？
是，進(jìn)入狀態(tài)10;
2) 否，S0C大于A嗎？ 是，保持前一狀態(tài)；
3) 否，進(jìn)入狀態(tài)16。 各子函數(shù)的表述如下
子函數(shù)1:
1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)2。 子函數(shù)2:
1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)5。 子函數(shù)3:
1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)3。 子函數(shù)4:
1) S0C大于A嗎？是,
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)7。
子函數(shù)5:
1) S0C大于A嗎？是,
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)9。
子函數(shù)6:
1) S0C大于A嗎？是:
2) 否，進(jìn)入狀態(tài)ll。
子函數(shù)7:
1) S0C大于C嗎？是,
2) 否，調(diào)用子函數(shù)L 子函數(shù)8:
1) S0C大于C嗎？是:
2) 否，調(diào)用子函數(shù)2,
子函數(shù)9:
1) S0C大于C嗎？是:
2) 否，調(diào)用子函數(shù)3,
子函數(shù)10:
1) S0C大于C嗎？是
2) 否，調(diào)用子函數(shù)4
子函數(shù)11:
1) soc大于c嗎？是
2) 否，調(diào)用子函數(shù)2
子函數(shù)12:
1) S0C大于C嗎？是
2) 否，調(diào)用子函數(shù)5 子函數(shù)13:
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
保持前一狀態(tài);
進(jìn)入狀態(tài)4;
進(jìn)入狀態(tài)l;
進(jìn)入狀態(tài)6;
進(jìn)入狀態(tài)1;
進(jìn)入狀態(tài)8;
進(jìn)入狀態(tài)1;1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)10;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)4。 子函數(shù)14:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)l;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)6。
子函數(shù)15:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)12;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)5。
子函數(shù)16:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)6;
2) 否，S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài)；
3) 否，進(jìn)入狀態(tài)13。
子函數(shù)17:
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)8;
2) 否，S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài)；
3) 否，進(jìn)入狀態(tài)15。 子函數(shù)18
1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)14;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)6。 子函數(shù)19
1) S0C小于|35嗎？是，調(diào)用子函數(shù)18;
2) 否，調(diào)用子函數(shù)15。
其中，a表示加速踏板的開度，P2、 e..,、趴和P5分別表示當(dāng)前車 速與圖7中各擋位的綜合控制曲線確定的ECT開度的臨界點(diǎn)。K、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 K和Vs分別表示圖7中a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h各點(diǎn)處的車速。圖9 中的A和C表示蓄電池的SOC，其中A表示蓄電池SOC的目標(biāo)值，C點(diǎn)處的SOC 比A點(diǎn)處大20%左右、避免蓄電池在充放電狀態(tài)間的頻繁切換。
各狀態(tài)表示如下
狀態(tài)l:純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
24狀態(tài)2:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、l擋行駛。
狀態(tài)3:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為h，T =a)，1擋行駛。
狀態(tài)4:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為Pi，Ta =T(a-1擋行駛。
狀態(tài)5:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 2，TB=T(e2-a),2擋行駛。
狀態(tài)6:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e2，T(a-P2),2擋行駛。
狀態(tài)7:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P3，T>T(P3-a)，3擋行駛。
狀態(tài)8:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為0 3，Ta=T(a-P3)，3擋行駛。
狀態(tài)9:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e4，T =T-a),4擋行駛。
狀態(tài)10發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 4，T ==T(a，4擋行駛。
狀態(tài)11:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 5，Tg==T(es-a)，5擋行駛。
狀態(tài)12:發(fā)動(dòng)機(jī)ect的開度為e 5,ta==t(a，5擋行駛。
狀態(tài)13:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、2擋行駛。
狀態(tài)14:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、5擋行駛。
狀態(tài)15發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、3擋行駛。
狀態(tài)16:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、4擋行駛。
其中，L表示電機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩，T,表示電機(jī)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩，計(jì)算過程如下
1) 首先根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n。、加速踏板開度a 、 ECT開度P ，利用 圖IO所示的目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩模型，分別插值計(jì)算出a和ne、 P和 n,.下發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩L和Ts;
2) TX1=TX—入drwMt, TS1=TS—入dne/dt;
3) T (")= TXI_ TS1， T (P_a)= TSI- TX1。 Tx,和Ts,表示發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)的修正轉(zhuǎn)矩，dn。/dt表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化率，入
表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)修正系數(shù)、取0.03。
權(quán)利要求
1、一種可外接充電型混合動(dòng)力汽車電量保持階段的能量管理方法，其特征在于該方法的步驟是1)根據(jù)目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線及變速器的速比，設(shè)計(jì)各擋位的綜合控制曲線。2)以加速踏板開度、車速和蓄電池的荷電狀態(tài)值(State of Charge，簡稱SOC)為控制參數(shù)，設(shè)計(jì)變速器擋位、發(fā)動(dòng)機(jī)的電子節(jié)氣門(Electric ControlThrottle，簡稱ECT)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方法。
2、 按權(quán)利要求1所述的一種可外接充電型混合動(dòng)力汽車電量保持階段的能 量管理方法，其特征在于所述的綜合控制曲線的設(shè)計(jì)程序如下所示1) 設(shè)置0=1， i=l;2) 根據(jù)目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線，插值得到該油門開度下發(fā)動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速n6;3) 設(shè)置V-l， j = l;4) ratio(i， j)=0. 377*ne*r/V;5) j=j+l; V=V+2;6) 判斷V《V,;否，返回第4)步；7) 是，e=e+2;8) 判斷P《100;否，返回第2)步；9) 是，輸出ratio;10) 基于MATLAB軟件，繪制車速、油門和速比的三維圖，surf(V， ratio);11) 基于MATLAB軟件，繪制各擋位的控制曲線，contour (V， P , ratio[igl, ig2, ig3, ig4， ig5]*ig0)。其中，e表示油門開度，仏表示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，V,為最高車速，r表示車 輪半徑，ratio為不同油門和車速時(shí)對應(yīng)的速比矩陣，surf和contour為MATLAB 軟件中的繪圖命令，ig,、 ig2、 ig3、 ig" igs和ig。分別表示l擋、2擋、3擋、 4擋、5擋及主減速器的速比，本發(fā)明以五擋變速器進(jìn)行說明、六擋或其它擋位 的變速器控制曲線的設(shè)計(jì)過程與此相同。
3、按權(quán)利要求1所述的一種可外接充電型混合動(dòng)力汽車電量保持階段的能 量方法，其特征在于所述的變速器擋位、發(fā)動(dòng)機(jī)ECT開度和電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方法是1)V大于Vt嗎？否，調(diào)用函數(shù)1;2)是，V大于V2嗎？否，調(diào)用函數(shù)2;3)是，V大于V3嗎？否，調(diào)用函數(shù)3;4)是，V大于V4嗎 否，調(diào)用函數(shù)4;5)是，V大于Vs嗎？否，調(diào)用函數(shù)5;6)是，v大于^嗎 否，調(diào)用函數(shù)6;7)是，V大于V7嗎？否，調(diào)用函數(shù)7;8)是，V大于Vs嗎？否，調(diào)用函數(shù)8;9)是，V大于l嗎？否，調(diào)用子函數(shù)19:10)是，調(diào)用函數(shù)9。各函數(shù)的表述如下-函數(shù)1:1)soc大于c嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)l;2)否，調(diào)用子函數(shù)1。函數(shù)2:1) a大于卜嗎？是，調(diào)用子函數(shù)7;2) 否，S0C大于C嗎？ 是，進(jìn)入狀態(tài)l;3) 否，調(diào)用子函數(shù)3。 函數(shù)3:1) a大于^嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)7;2) 否，a小于P2嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)8;3) 否，調(diào)用子函數(shù)9。 函數(shù)4:1) a大于P,嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)7;2) 否，a大于l嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)9;3) 否，a小于03嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)10;4) 否，調(diào)用子函數(shù)ll。 函數(shù)5:1) a大于e,嗎？是，調(diào)用子函數(shù)7;2) 否，a大于02嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)9;3) 否，a大于^嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)ll;4) 否，a小于L嗎？ 是，調(diào)用子函數(shù)12;5) 否，調(diào)用子函數(shù)13。 函數(shù)6:1)a大于e,嗎？是，調(diào)用子函數(shù)7;2)否，a大于32嗎？是，調(diào)用子函數(shù)9;3)否，a大于卜嗎？是，調(diào)用子函數(shù)11;4)否，a大于卜嗎？是，調(diào)用子函數(shù)13;5)否，a小于Ps嗎 是，調(diào)用子函數(shù)14;6)否，調(diào)用子函數(shù)15。函數(shù)7:1)否，a大于卜嗎？是，調(diào)用子函數(shù)16;2)否，a大于卜嗎？是，調(diào)用子函數(shù)11;3)否，a大于h嗎？是，調(diào)用子函數(shù)13;4)否，調(diào)用子函數(shù)19。函數(shù)8:1)否，a大于l嗎？是，調(diào)用子函數(shù)17;2)否，a大于^嗎？是，調(diào)用子函數(shù)13;3)否，調(diào)用子函數(shù)19。函數(shù)9:1)soc大于c嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)10;2)否，S0C大于A嗎？5是，保持前一狀態(tài)； 3) 否，進(jìn)入狀態(tài)16。各子函數(shù)的表述如下-子函數(shù)1:1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)2。子函數(shù)2:1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)5。子函數(shù)3:1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)3。子函數(shù)4:1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)7。子函數(shù)5:1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)9。子函數(shù)6:1) S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);2) 否，進(jìn)入狀態(tài)ll。子函數(shù)7:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)4;2) 否，調(diào)用子函數(shù)l。子函數(shù)8:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)1;2) 否，調(diào)用子函數(shù)2。子函數(shù)9:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)6;2) 否，調(diào)用子函數(shù)3。 子函數(shù)10:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)1;2) 否，調(diào)用子函數(shù)4。 子函數(shù)11:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)8;2) 否，調(diào)用子函數(shù)2。子函數(shù)12:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)1;2) 否，調(diào)用子函數(shù)5。 子函數(shù)13:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)10;2) 否，調(diào)用子函數(shù)4。子函數(shù)14:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)1;2) 否，調(diào)用子函數(shù)6。子函數(shù)15:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)12;2) 否，調(diào)用子函數(shù)5。子函數(shù)16:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)6;2) 否，S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);3) 否，進(jìn)入狀態(tài)13。 子函數(shù)17:1) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)8;2) 否，S0C大于A嗎？是，保持前一狀態(tài);3) 否，進(jìn)入狀態(tài)15。 子函數(shù)181) S0C大于C嗎？是，進(jìn)入狀態(tài)14;2) 否，調(diào)用子函數(shù)6。 子函數(shù)191) S0C小于卜嗎？是，調(diào)用子函數(shù)18;2) 否，調(diào)用子函數(shù)15。其中，a表示加速踏板的開度，e,、 e2、 e3、 ^和es分別表示當(dāng)前車速與各擋位的控制曲線確定的ECT開度的臨界點(diǎn)。K、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 K和 V8分別表示各擋位控制曲線的最小和最大車速、并按由小到大排序。A和C表示 蓄電池的S0C，其中A表示蓄電池SOC的控制目標(biāo)值，C點(diǎn)處的SOC比A點(diǎn)處大 20%左右、避免蓄電池在充放電狀態(tài)間的頻繁切換。各狀態(tài)表示如下 狀態(tài)l:純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。狀態(tài)2:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、l擋行駛。狀態(tài)3:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e"a)，l擋行駛。狀態(tài)4:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e"T>T(a-1擋行駛。狀態(tài)5:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為e 2，T([- a )，2擋行駛。狀態(tài)6:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 2，T>T(a-2擋行駛。狀態(tài)7:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P..,，Tg=T(P,-a)，3擋行駛。狀態(tài)8:發(fā)動(dòng)機(jī)ect的開度為e"t>t(a-D，3擋行駛。狀態(tài)9:發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為34，T-a )，4擋行駛。狀態(tài)10::發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 4，Ta:=T(a-e》，4擋行駛。狀態(tài)11::發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為P 5,T ==T(e5-a)，5擋行駛。狀態(tài)12::發(fā)動(dòng)機(jī)ECT的開度為0 5，Ta:=T(a-0 5)，5擋行駛。狀態(tài)13:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、2擋行駛。 狀態(tài)14:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、5擋行駛。 狀態(tài)15:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、3擋行駛。 狀態(tài)16:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、4擋行駛。其中，L表示電機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩，Tg表示電機(jī)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩，計(jì)算過程如下 1) 首先根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速仏、加速踏板開度a 、 ECT開度P ，利用 目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩模型，分別插值計(jì)算出a和ne、 e和ne下發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩Tx和Ts;2) TX1=TX-A dne/dt， TS1=TS—入dne/dt;3) T (a-p)= TV Ts,， T (P-a)= Ts-T"。 lH和L表示發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)的修正轉(zhuǎn)矩，d仏/dt表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化率，入表示發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)修正系數(shù)。
全文摘要
一種可外接充電型混合動(dòng)力汽車電量保持階段能量管理方法的步驟是根據(jù)目標(biāo)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線及變速器的速比，設(shè)計(jì)各擋位的綜合控制曲線；以加速踏板開度、車速和蓄電池荷電狀態(tài)值為控制參數(shù)，設(shè)計(jì)變速器擋位、發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門開度和電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方法。該方法可根據(jù)加速踏板的變化，實(shí)時(shí)地對發(fā)動(dòng)機(jī)的電子節(jié)氣門、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變速器擋位進(jìn)行控制，可使發(fā)動(dòng)機(jī)沿著最佳效率曲線行駛；在發(fā)揮電控機(jī)械式自動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)無級(jí)變速器的控制效果，又避免了無級(jí)變速器制造工藝復(fù)雜、制造成本高、傳動(dòng)帶的強(qiáng)度低及壽命短等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60W10/105GK101585359SQ20081009762
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者楊偉斌 申請人:楊偉斌