[发明专利]基于HCCI发动机的混合动力汽车能量管理方法

权利要求书

1.一种基于均值充气压缩点燃HCCI发动机的混合动力汽车能量管理系统，其特征在于，包括HCCI发动机、斯特林发动机、发电机A、发电机B、电池和电动机，HCCI发动机的废气通过管道连接驱动斯特林发动机，用于驱动发动机B，HCCI发动机直接驱动发电机A，发电机A、B均为动力电池充电，当动力电池需要充电时，启动HCCI发动机，HCCI发动机驱动发电机A为动力电池充电，以进排气门开启和关闭正时、发动机转速、进气歧管压力、进气歧管温度、喷油量为输入，搭建神经网络并训练，预测输出HCCI发动机的点火正时，将点火正时期望值与预测值的差值输入比例-积分-微分控制器，通过控制喷油量、进排气门开启和关闭正时，调控HCCI发动机的点火正时；HCCI发动机保留部分废气再次参与燃烧，HCCI发动机运转后，斯特林发动机收集HCCI发动机尾气中的能量，并驱动发电机B以电能的形式储存在动力电池中为动力电池充电，当充电完成，关闭HCCI发动机，动力电池为混合动力汽车的动力电机提供能量驱动电动机，控制传动装置驱动汽车运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制HCCI发动机的点火进一步包括：建立包含输入层、隐含层、输出层的三层BP神经网络预测HCCI发动机的点火正时，以进排气门正时、进气歧管压力、进气歧管温度、发动机转速、喷油量为BP神经网络输入层，根据各层神经元的阈值、各层之间的连接权值，分别计算隐含层和输出层的输入输出信号，获得输出层的输出向量y，通过输出向量调控HCCI发动机的点火正时，以HCCI发动机点火正时为输出。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，输入层包含输入向量的8个神经节点，隐含层包含隐含层神经元激活函数隐含层神经元阈值θj的4个神经元节点，输出层包含由输出层神经元的激活函数ψ(·)构建输出向量y的1个神经元节点，逐层更新输出层神经元的阈值θ、输入层神经元到隐含层神经元之间的连接权值ωij、隐含层神经元到输出层神经元之间的连接权值ωj，根据公式Δω_ij＝ηδ_ju_i计算输入层到隐含层的连接权值修正量Δω_ij，根据公式Δω_j＝ηδo_j计算隐含层到输出层的连接权值修正量Δω_j，根据公式Δθ＝ηδ计算输出层阈值修正量，其中，η为学习速率，o_j为隐含层第j个神经节点的输出信号，u_i为第i个输入向量，δ和δ_j分别表示输出层和隐含层的误差信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，根据公式计算隐含层第j个神经元节点的输入信号net_j；根据公式计算隐含层第j个神经节点的输出信号o_j；根据公式：计算输出层神经元节点的输入信号net；根据公式计算输出层神经节点的输出信号y。

5.一种基于均值充气压缩点燃HCCI发动机的混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，HCCI发动机的废气通过管道连接驱动斯特林发动机，用于驱动发动机B，HCCI发动机直接驱动发电机A，发电机A、B均为动力电池充电，当动力电池需要充电时，启动HCCI发动机，HCCI发动机驱动发电机A为动力电池充电，以进排气门开启和关闭正时、发动机转速、进气歧管压力、进气歧管温度、喷油量为输入，搭建神经网络并多次训练，预测输出HCCI发动机的点火正时，将点火正时期望值与预测值的差值输入比例-积分-微分控制器，通过控制喷油量、进排气门开启和关闭正时，调控HCCI发动机的点火正时；HCCI发动机保留部分废气再次参与燃烧，HCCI发动机运转后，斯特林发动机收集HCCI发动机尾气中的能量，并驱动发电机B以电能的形式储存在动力电池中为动力电池充电，当充电完成，关闭HCCI发动机，动力电池为混合动力汽车的动力电机提供能量驱动电动机，控制传动装置驱动汽车运动。