[发明专利]分模式最优化混联式混合动力汽车能量管理方法

权利要求书

1.一种分模式最优化混联式混合动力汽车能量管理方法，所述的混合动力汽车中设有行星齿轮耦合装置以及与行星齿轮耦合装置连接的发动机、第一电机和第二电机，发动机连接有发动机控制器，两电机有各自的控制器，其特征在于，所述的控制方法具体包括以下步骤：

1)状态机根据车速、电池充电状态值和车辆需求功率对汽车的工作模式进行切换，以确定当前汽车所处的工作模式；

2)模式选择控制器获取状态机确定的工作模式，选取与当前工作模式相对应的控制算法及所需传感器信号；

3)由选定的控制算法得到各驱动源转矩信号和制动转矩信号，并将驱动源转矩信号传送给发动机控制器和电机控制器，制动转矩信号传送给制动控制器。

2.根据权利要求1所述的一种分模式最优化混联式混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，所述的状态机对汽车的工作模式进行切换具体为：

101)状态机判断是否满足当前车速小于下限值、电池SOC值大于下限值且车辆需求功率小于电池额定功率，若满足，则将工作模式切换为低速模式，并执行步骤103)，否则执行步骤102)；

102)判断当前车速是否小于上限值，若是，则将工作模式切换为常规模式，并执行步骤103)，若否，则将工作模式切换为高速模式；

103)判断车辆需求功率是否小于等于零，若是，则进入再生制动模式，并执行步骤104)，若否，则执行步骤101)；

104)判断车辆需求功率是否大于零，若是，则执行步骤101)，若否，则保持再生制动模式。

3.根据权利要求2所述的一种分模式最优化混联式混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，当汽车的工作模式为低速模式时，所述的控制算法为PID。控制器采用PID控制算法根据电机需求转速与电机实际转速的差值输出低速模式下电机需求转矩；

当汽车的工作模式为常规模式、高速模式或再生制动模式时，所述的控制算法为模型预测控制算法，模式选择控制器获取当前工作模式，由当前工作模式下的状态方程和目标函数采用模型预测控制算法获得最优控制量。

4.根据权利要求3所述的一种分模式最优化混联式混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，当汽车的工作模式为常规模式时，所述的模型预测控制算法的具体控制过程为：

201)确定常规模式下的状态方程及目标函数，常规模式下的状态方程为

x·=Ax+Buu+Bvvy=Cx]]>

其中状态量x＝(w_eng，w_MG2，SOC)^T，w_eng为发动机转速，w_MG2为第二电机转速，SOC为电池充电状态值；控制量u＝(T_eng，T_MG2，T_eng）^T，T_eng为发动机转矩，T_MG2为第二电机转矩，T_MG1第一电机转矩；v为扰动量；y为输出量，A、B_u、B_v和C为关系矩阵，u为输入量；

常规模式下的目标函数是

J＝a_yf_y(y，u，Δu)+a_flf_fl(u，Δu)+a_esf_es(u，Δu)+a_SOCf_SOC(u，Δu)

其中f_y(y，u，Δu)为驱动性能函数，f_fl(u，Δu)为燃油性函数，f_es(u，Δu)为排放性函数，f_SOC(u，Δu)为电池充电状态函数，a_y、a_fl、a_es和a_SOC为各函数的权值；

202)根据当前时刻的各状态量和控制量，结合驾驶需求功率，在满足各状态量及控制量的约束条件下，使目标函数最小，求得下一时刻的最优控制量值。