本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車的控制方法。
背景技術(shù):
混合動(dòng)力汽車(Hybrid Electrical Vehicle,簡(jiǎn)稱HEV)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來(lái)源——熱動(dòng)力源(由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生)與電動(dòng)力源(電池與電動(dòng)機(jī))的汽車。通過(guò)在混合動(dòng)力汽車上使用電機(jī),使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控,而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作,從而降低油耗與排放。
混合動(dòng)力汽車采用能夠滿足汽車巡航需要的較小發(fā)動(dòng)機(jī),依靠電動(dòng)機(jī)或其它輔助裝置提供加速與爬坡所需的附加動(dòng)力。其結(jié)果是提高了總體效率,同時(shí)并未犧牲性能?;旌蟿?dòng)力車設(shè)計(jì)成可回收制動(dòng)能量。在傳統(tǒng)汽車中,當(dāng)司機(jī)踩制動(dòng)時(shí),這種本可用來(lái)給汽車加速的能量作為熱量被白白扔掉了。而混合動(dòng)力車卻能大部分回收這些能量,并將其暫時(shí)貯存起來(lái)供加速時(shí)再用。當(dāng)司機(jī)想要有最大的加速度時(shí),汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作,提供可與強(qiáng)大的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)钠鸩叫阅堋T趯?duì)加速性要求不太高的場(chǎng)合,混合動(dòng)力車可以單靠電機(jī)行駛,或者單靠汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛,或者二者結(jié)合以取得最大的效率。比如在公路上巡航時(shí)使用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。而在低速行駛時(shí),可以單靠電機(jī)拖動(dòng),不用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輔助。即使在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)仍可保持操縱功能,提供比傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)更大的效率。
目前,混合動(dòng)力系統(tǒng)的分類:
A、根據(jù)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式,混合動(dòng)力系統(tǒng)主要分為以下三類:
一是串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生的電能通過(guò)控制單元傳到電池,再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,最后通過(guò)變速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。在這種聯(lián)結(jié)方式下,電池就象一個(gè)水庫(kù),只是調(diào)節(jié)的對(duì)象不是水量,而是電能。電池對(duì)在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié),從而保證車輛正常工作。這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多,轎車上很少使用。
二是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作,也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況,尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。
三是混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu),兩套機(jī)構(gòu)或通過(guò)齒輪系,或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比,混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜,成本高。
B、根據(jù)在混合動(dòng)力系統(tǒng)中,電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功率中占的比重,也就是常說(shuō)的混合度的不同,混合動(dòng)力系統(tǒng)還可以分為以下四類:
一是微混合動(dòng)力系統(tǒng)。這種混合動(dòng)力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)上的啟動(dòng)電機(jī)(一般為12V)上加裝了皮帶驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)(也就是常說(shuō)的Belt-alternator Starter Generator,簡(jiǎn)稱BSG系統(tǒng))。該電機(jī)為發(fā)電啟動(dòng)(Stop-Start)一體式電動(dòng)機(jī),用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止,從而取消了發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速,降低了油耗和排放。從嚴(yán)格意義上來(lái)講,這種微混合動(dòng)力系統(tǒng)的汽車不屬于真正的混合動(dòng)力汽車,因?yàn)樗碾姍C(jī)并沒(méi)有為汽車行駛提供持續(xù)的動(dòng)力。在微混合動(dòng)力系統(tǒng)里,電機(jī)的電壓通常有兩種:12v和42v。其中42v主要用于柴油混合動(dòng)力系統(tǒng)。
二是輕混合動(dòng)力系統(tǒng)。該混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了集成啟動(dòng)電機(jī)(也就是常說(shuō)的Integrated Starter Generator,簡(jiǎn)稱ISG系統(tǒng))。與微混合動(dòng)力系統(tǒng)相比,輕混合動(dòng)力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止,還能夠?qū)崿F(xiàn):(1)在減速和制動(dòng)工況下,對(duì)部分能量進(jìn)行吸收;(2)在行駛過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)等速運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動(dòng)需求和發(fā)電機(jī)的充電需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。輕混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合度一般在20%以下。
三是中混合動(dòng)力系統(tǒng)。該混合動(dòng)力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。與輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)不同,中混合動(dòng)力系統(tǒng)采用的是高壓電機(jī)。另外,中混合動(dòng)力系統(tǒng)還增加了一個(gè)功能:在汽車處于加速或者大負(fù)荷工況時(shí),電動(dòng)機(jī)能夠輔助驅(qū)動(dòng)車輪,從而補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)本身動(dòng)力輸出的不足,從而更好的提高整車的性能。這種系統(tǒng)的混合程度較高,可以達(dá)到30%左右,目前技術(shù)已經(jīng)成熟,應(yīng)用廣泛。
四是完全混合動(dòng)力系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了272-650v的高壓?jiǎn)?dòng)電機(jī),混合程度更高。與中混合動(dòng)力系統(tǒng)相比,完全混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合度可以達(dá)到甚至超過(guò)50%。技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動(dòng)力系統(tǒng)逐漸成為混合動(dòng)力技術(shù)的主要發(fā)展方向。
以上各種不同的混合方式,都能在一定程度上降低成本和排放。各大汽車廠商在過(guò)去的十幾年,通過(guò)不斷的研發(fā)投入,試驗(yàn)總結(jié),商業(yè)應(yīng)用,形成了各自的混合動(dòng)力技術(shù)之路,而在市場(chǎng)上的表現(xiàn)也是各具特色。但是,目前現(xiàn)有的混合動(dòng)力系統(tǒng)和控制方法存在著動(dòng)力和能耗不能兼顧的特點(diǎn),尤其是這些混合動(dòng)力系統(tǒng)和控制方法都沒(méi)有將汽車的能效發(fā)揮到最優(yōu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法沒(méi)有將汽車的能效發(fā)揮到最優(yōu)的問(wèn)題。
一種插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車分層協(xié)調(diào)能效控制方法,是基于一種插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的;所述的一種插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī),離合器,TCU(Transmission Control Unit,即自動(dòng)變速箱控制單元),充電器,動(dòng)力電池,逆變器系統(tǒng),兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及兩個(gè)減速器;所述的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括:第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī);所述的兩個(gè)變速器包括:第一變速器和第二變速器;
第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)與第一變速器連驅(qū)動(dòng)前軸,第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)與第二變速器相連驅(qū)動(dòng)后軸;
發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與離合器輸入端機(jī)械連接,離合器輸出端與第一變速器輸入端機(jī)械連接,第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端與第一變速器輸入端機(jī)械連接,第一變速器輸出端與后軸機(jī)械連接;第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械耦合;
充電器輸出端與動(dòng)力電池輸入端電氣相連,動(dòng)力電池輸出端與逆變器系統(tǒng)輸入端電氣連接,逆變器系統(tǒng)輸出端分別與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端電氣連接,第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端與第二變速器輸入端機(jī)械連接,第二變速器輸出端與前軸機(jī)械連接;
TCU分別與第一變速器和第二變速器,TCU通過(guò)信號(hào)控制第一變速器和第二變速器。
本發(fā)明的一種插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車分層協(xié)調(diào)能效控制方法,包括以下步驟:
步驟一、根據(jù)插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況,實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)力電池SOC情況、車速及加速踏板信號(hào),利用實(shí)時(shí)車速及加速踏板開(kāi)度計(jì)算車輛總需求轉(zhuǎn)矩,根據(jù)動(dòng)力電池實(shí)時(shí)SOC(充電狀態(tài)或剩余容量)及車輛總需求轉(zhuǎn)矩,實(shí)時(shí)切換動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式;
所述的動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式包括:兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的第一HEV三動(dòng)力混合模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的第二HEV三動(dòng)力混合模式、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)并聯(lián)前驅(qū)模式;
當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式及并聯(lián)前驅(qū)模式不存在轉(zhuǎn)矩分配,因此不執(zhí)行步驟二,根據(jù)下一時(shí)刻的插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行情況重新檢測(cè);當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式切換為純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式、第一HEV三動(dòng)力混合模式、第二HEV三動(dòng)力混合模式執(zhí)行步驟二;
步驟二、結(jié)合動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式,實(shí)時(shí)檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)與第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt;
以汽車的速度作為橫坐標(biāo)i,以汽車的兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt作為縱坐標(biāo)j,設(shè)定最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W,W內(nèi)元素為轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)ki,j;
在最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W內(nèi),4個(gè)相鄰轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1構(gòu)成矩陣網(wǎng)格Qi,j;
在最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W中查找步驟二獲得的汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi,j;判斷矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1的數(shù)值是否為空,若ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1中任一節(jié)點(diǎn)數(shù)值為空,則執(zhí)行步驟四,否則,執(zhí)行步驟三;
步驟三、計(jì)算矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1的數(shù)值的平均值k,將k作為汽車兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù),按數(shù)值k將總轉(zhuǎn)矩分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī),控制第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車轉(zhuǎn)矩分配控制;然后返回執(zhí)行步驟一;
步驟四、采用搜索法搜索汽車第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k,按k將目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī),控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,并將數(shù)值k賦值給矩陣W內(nèi)的Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1,返回執(zhí)行步驟一。
優(yōu)選地,步驟一所述的實(shí)時(shí)切換動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式的過(guò)程包括以下步驟:
Step1、檢測(cè)i′時(shí)刻動(dòng)力電池的SOC(i′),判定SOC(i′)是否小于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)SOC門(mén)限值SOC_low,若是,則執(zhí)行Step2,否則執(zhí)行Step3;
Step2、控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作,判定i′時(shí)刻汽車的總需求轉(zhuǎn)矩Ttotal(i′)是否大于當(dāng)前車速下發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)消耗區(qū)的上限Tmax_ice(i′),若是,則實(shí)行Step2A,否則執(zhí)行Step2B;
Step2A、進(jìn)入第一HEV三動(dòng)力混合模式,執(zhí)行Step2A1至Step2A3:
Step2A1、計(jì)算SOC(i′)時(shí)兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)允許輸出最大轉(zhuǎn)矩Temax(i′)及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最小轉(zhuǎn)矩Ticemin(i′)=Ttotal(i′)-Temax(i′);
Step2A2,根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、換擋策略及油門(mén)踏板信號(hào),確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍,
Step2A3、按照發(fā)動(dòng)機(jī)效率最優(yōu)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Ticeout1(i′),將其記為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩Tice(i′);
計(jì)算對(duì)應(yīng)情況下兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)=Ttotal(i′)-Tice(i′);當(dāng)Tt(i′)<Temax(i′)時(shí),將Tt(i′)分配至第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī);
Step2B,判定i′時(shí)刻總需求轉(zhuǎn)矩Ttotal(i′)是否大于當(dāng)前車速下發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)消耗區(qū)的下限Tmin_ice(i′),若是,則執(zhí)行Step2B1,否則實(shí)行Step2B2;
Step2B1,進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)單驅(qū)模式;
Step2B2,進(jìn)入并聯(lián)前驅(qū)模式,執(zhí)行Step2B2A和Step2B2B:
Step2B2A,根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、換擋策略及油門(mén)踏板信號(hào)確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍;
Step2B2B,按照發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)輸出轉(zhuǎn)矩Ticeout2(i′),將其記為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩Tice(i′),將Tice(i′)分配至前輪,將剩余轉(zhuǎn)矩Tice(i′)-Ttotal(i′)經(jīng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)給動(dòng)力電池充電;
Step3、判定i′時(shí)刻總需求轉(zhuǎn)矩Ttotal(i′)是否小于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩與第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩之和Tmax_m1(i′)+Tmax_m2(i′),若是,則執(zhí)行Step3A,否則實(shí)行Step3B;
Step3A、進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式,第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩為T(mén)t(i′)=Ttotal(i′),將總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)分配至第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī);
Step3B、進(jìn)入第二HEV三動(dòng)力混合模式,執(zhí)行Step3B1和Step3B2:
Step3B1、控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、換擋策略及油門(mén)踏板信號(hào)確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍;
Step3B2、按照發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)輸出轉(zhuǎn)矩Ticeout2(i′),將其記為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩Tice(i′);
計(jì)算對(duì)應(yīng)情況下兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)=Ttotal(i′)-Tice(i′),將Tt(i′)分配至第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
優(yōu)選地,步驟四所述的采用搜索法搜索汽車第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k并將目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)程包括以下步驟:
步驟四一、計(jì)算i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′);
步驟四二、設(shè)定轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)k,k為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)的比,k的搜索區(qū)間[a,b],搜索區(qū)間[a,b]的初始化搜索區(qū)間為[0,1];設(shè)定搜索比例x,x<1;搜索收斂精度為ε;
步驟四三、按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1=a+x·(b-a)計(jì)算第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)前軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k1)計(jì)算第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)后軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2=a+(1-x)·(b-a)計(jì)算第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)前軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k2)計(jì)算第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)后軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
步驟四四、利用步驟四三獲得的k=k1時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和k=k2時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,結(jié)合第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端總線電壓、總線電流及輸出轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率;
步驟四五、根據(jù)步驟四四獲得的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率,并根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2);
步驟四六、對(duì)步驟四五計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)進(jìn)行比較;
當(dāng)η1<η2時(shí),令a=k1,k1=k2,η1=η2,k2=a+(1-x)·(b-a);計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2),執(zhí)行步驟四七;
當(dāng)η1≥η2時(shí),令b=k2,k2=k1,η2=η1,k1=a+x·(b-a),計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1),執(zhí)行步驟四七;
步驟四七、對(duì)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k搜索區(qū)間[a,b]進(jìn)行收斂判定,若|a-b|<ε,則結(jié)束搜索,獲得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最優(yōu)分配系數(shù),第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)1=k·Tt(i′),第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)2=(1-k)·Tt(i′);否則,返回執(zhí)行步驟四六。
優(yōu)選地,步驟四五所述的根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)的過(guò)程包括以下步驟:
通過(guò)公式(1)計(jì)算獲得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n1(i′)為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過(guò)公式(2)計(jì)算獲得第二驅(qū)實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n2(i′)為第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過(guò)公式(3)計(jì)算獲得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總效率,
當(dāng)k=k1時(shí),按照公式(5)計(jì)算η(k1),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1);
當(dāng)k=k2時(shí),按照公式(5)計(jì)算η(k2),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)。
針對(duì)以上方案,
純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式在分配轉(zhuǎn)矩后存在純電動(dòng)前驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式、純電動(dòng)后驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式和純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式;
第一HEV三動(dòng)力混合模式和第二HEV三動(dòng)力混合模式在分配轉(zhuǎn)矩后存在HEV混合前驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式、HEV混合后驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式和HEV三動(dòng)力混合四驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式。
本發(fā)明所述方法基于的插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng),具有發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī),按照本發(fā)明的控制方法進(jìn)行時(shí)時(shí)切換,不但完全能夠滿足汽車各種路況和車況的需要,而且能夠?qū)崿F(xiàn)混合動(dòng)力汽車能效最優(yōu)控制;而且本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)效率和動(dòng)力系統(tǒng)效率協(xié)同優(yōu)化。
同時(shí)本發(fā)明所述方法通過(guò)分層協(xié)調(diào)控制不但能夠保證動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能效最優(yōu),而且能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配,以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化。保證了汽車在能效最優(yōu)的條件下具有良好的轉(zhuǎn)矩分配。相比現(xiàn)有控制方法,基于本發(fā)明的系統(tǒng)的能效最優(yōu)控制方法可以節(jié)約11%以上的能效。
附圖說(shuō)明
圖1為一種插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng)示意圖;圖中,a為左前輪,b為右前輪,c為左后輪,d為右后輪;1為發(fā)動(dòng)機(jī),2為離合器,3為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī),4為第一變速器,5為T(mén)CU,6為充電器,7為動(dòng)力電池,8為逆變器系統(tǒng),9為第二驅(qū)動(dòng)電機(jī),10為第二變速器;其中連接關(guān)系示意如下:
圖2為本發(fā)明的流程圖;
圖3為實(shí)時(shí)切換動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式并輸出轉(zhuǎn)矩的流程圖;
圖4為采用搜索法搜索轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k并將目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的流程圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式,
一種插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng),包括發(fā)動(dòng)機(jī)1,離合器2,TCU 5,充電器6,動(dòng)力電池7,逆變器系統(tǒng)8,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及兩個(gè)減速器;兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括:第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9;兩個(gè)變速器包括:第一變速器4和第二變速器10;
第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3與第一變速器4連驅(qū)動(dòng)前軸,第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9與第二變速器10相連驅(qū)動(dòng)后軸;
發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出端與離合器2輸入端機(jī)械連接,離合器2輸出端與第一變速器4輸入端機(jī)械連接,第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3輸出端與第一變速器4輸入端機(jī)械連接,第一變速器4輸出端與后軸機(jī)械連接;第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3與發(fā)動(dòng)機(jī)1能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械耦合;
充電器6輸出端與動(dòng)力電池7輸入端電氣相連,動(dòng)力電池7輸出端與逆變器系統(tǒng)8輸入端電氣連接,逆變器系統(tǒng)8輸出端分別與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3輸入端和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9輸入端電氣連接,第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9輸出端與第二變速器10輸入端機(jī)械連接,第二變速器10輸出端與前軸機(jī)械連接;
TCU5分別與第一變速器4和第二變速器10,TCU5通過(guò)信號(hào)控制第一變速器4和第二變速器10。
基于所述的一種插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng),本發(fā)明的一種插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車分層協(xié)調(diào)能效控制方法,包括以下步驟:
步驟一、根據(jù)插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況,實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)力電池7SOC情況、車速及加速踏板信號(hào),利用實(shí)時(shí)車速及加速踏板開(kāi)度計(jì)算車輛總需求轉(zhuǎn)矩,根據(jù)動(dòng)力電池7實(shí)時(shí)SOC(充電狀態(tài)或剩余容量)及車輛總需求轉(zhuǎn)矩,實(shí)時(shí)切換動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式;
所述的動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式包括:兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的第一HEV三動(dòng)力混合模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的第二HEV三動(dòng)力混合模式、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)并聯(lián)前驅(qū)模式;
當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式切換為發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式及并聯(lián)前驅(qū)模式不存在轉(zhuǎn)矩分配,因此不執(zhí)行步驟二,根據(jù)下一時(shí)刻的插電式雙電機(jī)四驅(qū)混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行情況重新檢測(cè);當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式切換為純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式、第一HEV三動(dòng)力混合模式、第二HEV三動(dòng)力混合模式執(zhí)行步驟二;
步驟二、結(jié)合動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式,實(shí)時(shí)檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)與第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt;
以汽車的速度作為橫坐標(biāo)i,以汽車的兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt作為縱坐標(biāo)j,設(shè)定最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W,W內(nèi)元素為轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)ki,j;
在最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W內(nèi),4個(gè)相鄰轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1構(gòu)成矩陣網(wǎng)格Qi,j;
在最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W中查找步驟二獲得的汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi,j;判斷矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1的數(shù)值是否為空,若ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1中任一節(jié)點(diǎn)數(shù)值為空,則執(zhí)行步驟四,否則,執(zhí)行步驟三;
步驟三、計(jì)算矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1的數(shù)值的平均值k,將k作為汽車兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù),按數(shù)值k將總轉(zhuǎn)矩分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9,控制第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9輸出轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車轉(zhuǎn)矩分配控制;然后返回執(zhí)行步驟一;
步驟四、采用搜索法搜索汽車第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k,按k將目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)9,控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,并將數(shù)值k賦值給矩陣W內(nèi)的Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1,返回執(zhí)行步驟一。
具體實(shí)施方式二:結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式,
本實(shí)施方式步驟一所述的實(shí)時(shí)切換動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式的過(guò)程包括以下步驟:
Step1、檢測(cè)i′時(shí)刻動(dòng)力電池7的SOC(i′),判定SOC(i′)是否小于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)SOC門(mén)限值SOC_low,若是,則執(zhí)行Step2,否則執(zhí)行Step3;
Step2、控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作,判定i′時(shí)刻汽車的總需求轉(zhuǎn)矩Ttotal(i′)是否大于當(dāng)前車速下發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)消耗區(qū)的上限Tmax_ice(i′),若是,則實(shí)行Step2A,否則執(zhí)行Step2B;
Step2A、進(jìn)入第一HEV三動(dòng)力混合模式,執(zhí)行Step2A1至Step2A3:
Step2A1、計(jì)算SOC(i′)時(shí)兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)允許輸出最大轉(zhuǎn)矩Temax(i′)及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最小轉(zhuǎn)矩Ticemin(i′)=Ttotal(i′)-Temax(i′);
Step2A2,根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、換擋策略及油門(mén)踏板信號(hào),確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍,
Step2A3、按照發(fā)動(dòng)機(jī)效率最優(yōu)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Ticeout1(i′),將其記為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩Tice(i′);
計(jì)算對(duì)應(yīng)情況下兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)=Ttotal(i′)-Tice(i′);當(dāng)Tt(i′)<Temax(i′)時(shí),將Tt(i′)分配至第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī);
Step2B,判定i′時(shí)刻總需求轉(zhuǎn)矩Ttotal(i′)是否大于當(dāng)前車速下發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)消耗區(qū)的下限Tmin_ice(i′),若是,則執(zhí)行Step2B1,否則實(shí)行Step2B2;
Step2B1,進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)單驅(qū)模式;
Step2B2,進(jìn)入并聯(lián)前驅(qū)模式,執(zhí)行Step2B2A和Step2B2B:
Step2B2A,根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、換擋策略及油門(mén)踏板信號(hào)確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍;
Step2B2B,按照發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)輸出轉(zhuǎn)矩Ticeout2(i′),將其記為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩Tice(i′),將Tice(i′)分配至前輪,將剩余轉(zhuǎn)矩Tice(i′)-Ttotal(i′)經(jīng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)給動(dòng)力電池充電;
Step3、判定i′時(shí)刻總需求轉(zhuǎn)矩Ttotal(i′)是否小于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩與第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩之和Tmax_m1(i′)+Tmax_m2(i′),若是,則執(zhí)行Step3A,否則實(shí)行Step3B;
Step3A、進(jìn)入純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式,第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩為T(mén)t(i′)=Ttotal(i′),將總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)分配至第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī);
Step3B、進(jìn)入第二HEV三動(dòng)力混合模式,執(zhí)行Step3B1和Step3B2:
Step3B1、控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、換擋策略及油門(mén)踏板信號(hào)確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍;
Step3B2、按照發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)輸出轉(zhuǎn)矩Ticeout2(i′),將其記為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩Tice(i′);
計(jì)算對(duì)應(yīng)情況下兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)=Ttotal(i′)-Tice(i′),將Tt(i′)分配至第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式三:結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式,
本實(shí)施方式步驟四所述的采用搜索法搜索汽車第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt和汽車的實(shí)時(shí)速度所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k并將目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt分配給第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)程包括以下步驟:
步驟四一、計(jì)算i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′);
步驟四二、設(shè)定轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)k,k為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)的比,k的搜索區(qū)間[a,b],搜索區(qū)間[a,b]的初始化搜索區(qū)間為[0,1];設(shè)定搜索比例x,x<1;搜索收斂精度為ε;
步驟四三、按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1=a+x·(b-a)計(jì)算第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)前軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k1)計(jì)算第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)后軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2=a+(1-x)·(b-a)計(jì)算第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)前軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k2)計(jì)算第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)后軸實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
步驟四四、利用步驟四三獲得的k=k1時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和k=k2時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,結(jié)合第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端總線電壓、總線電流及輸出轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率;
步驟四五、根據(jù)步驟四四獲得的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率,并根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2);
步驟四六、對(duì)步驟四五計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)進(jìn)行比較;
當(dāng)η1<η2時(shí),令a=k1,k1=k2,η1=η2,k2=a+(1-x)·(b-a);計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2),執(zhí)行步驟四七;
當(dāng)η1≥η2時(shí),令b=k2,k2=k1,η2=η1,k1=a+x·(b-a),計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1),執(zhí)行步驟四七;
步驟四七、對(duì)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k搜索區(qū)間[a,b]進(jìn)行收斂判定,若|a-b|<ε,則結(jié)束搜索,獲得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩最優(yōu)分配系數(shù),第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)1=k·Tt(i′),第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)2=(1-k)·Tt(i′);否則,返回執(zhí)行步驟四六。
其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一或二相同。
具體實(shí)施方式四:
本實(shí)施方式步驟四五所述的根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)的過(guò)程包括以下步驟:
通過(guò)公式(1)計(jì)算獲得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I1(i′)為i′時(shí)刻第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n1(i′)為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過(guò)公式(2)計(jì)算獲得第二驅(qū)實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I2(i′)為i′時(shí)刻第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n2(i′)為第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過(guò)公式(3)計(jì)算獲得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總效率,
當(dāng)k=k1時(shí),按照公式(5)計(jì)算η(k1),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1);
當(dāng)k=k2時(shí),按照公式(5)計(jì)算η(k2),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)。
其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式三相同。
具體實(shí)施方式五:
本實(shí)施方式所述的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式在分配轉(zhuǎn)矩后存在純電動(dòng)前驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式、純電動(dòng)后驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式和純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式;
所述的第一HEV三動(dòng)力混合模式和第二HEV三動(dòng)力混合模式在分配轉(zhuǎn)矩后存在HEV混合前驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式、HEV混合后驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式和HEV三動(dòng)力混合四驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式。
其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至四之一相同。