[发明专利]基于路况波动量的PHEV功率分配在线补偿系统及方法

权利要求书

1.一种基于路况波动量的PHEV功率分配在线补偿系统，其特征包括：车辆状态感知器、路况识别单元、功率补偿器和能量控制器；

所述车辆状态感知器实时采集车辆速度、加速度、荷电状态SOC和驱动模式并封装为车辆行驶状态CAN帧后传递给所述路况识别单元、所述能量控制器和功率补偿器；

所述路况识别单元根据所述车辆行驶状态CAN帧获得当前所属标准路况后进行封装，得到当前所属标准路况CAN帧，并传递给所述功率补偿器和所述能量控制器；

所述能量控制器根据所述当前所属标准路况CAN帧获得路况特征参数及当前所属标准路况，并利用所述路况特征参数建立路况波动量函数，再对所述路况波动量函数进行计算，获得路况波动量；再根据车辆行驶状态CAN帧获得驱动模式，并利用所述驱动模式与路况波动量建立能量损耗偏差函数，再对所述能量损耗偏差函数进行计算，获得到能量损耗偏差后封装为能量损耗偏差CAN帧，并传递给功率补偿器；

所述功率补偿器根据当前所属标准路况CAN帧获得当前所属标准路况，并利用所述当前所属标准路况对需求功率进行计算，获得发动机功率和EM电机功率；再根据能量损耗偏差CAN帧获得能量损耗偏差，然后利用所述能量损耗偏差对总需求功率补偿量进行计算，获得总需求功率补偿量；

所述功率补偿器根据车辆行驶状态CAN帧获得荷电状态SOC和驱动模式，利用所述荷电状态SOC、驱动模式和总需求功率获得发动机补偿功率和EM电机补偿功率，并将发动机功率和发动机补偿功率进行叠加运算，得到发动机最终的输出功率后封装为发动机功率CAN帧并传递给发动机控制；同时将EM电机功率和EM电机补偿功率进行叠加运算，得到EM电机最终的输出功率后封装为EM电机功率CAN帧并传递给EM电机控制器，从而实现混合动力汽车需求功率最优分配。

2.根据权利要求1所述的PHEV功率分配在线补偿系统，其特征是：

所述车辆行驶状态CAN帧的定义为：帧ID＝a，数据场为4个字节，第一个字节为车速，第二个字节为加速度，第三个字节为荷电状态SOC，第四个字节为驱动模式；

所述当前所属标准路况CAN帧的定义为：帧ID＝b，数据场为2个字节，第一个字节为路况特征参数，第二个字节为当前所属标准路况；

所述能量损耗偏差CAN帧的定义为：帧ID＝c，数据场为1个字节，第一个字节为能量损耗偏差；

所述发动机功率CAN帧的定义为：帧ID＝d，数据场为1个字节，第一个字节为发动机最终功率；

所述EM电机功率CAN帧的定义为：帧ID＝e，数据场为1个字节，第一个字节为EM电机最终功率；

其中，帧ID值的优先级关系为a<b<c<d≤e。

3.一种基于路况波动量的PHEV功率分配在线补偿方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、采集当前车辆行驶速度v和加速度a，建立实际路况特征参数向量U＝[X₁,X₂,...,X_i,...,X_m]^T，其中，表示X_i为第i个路况的特征参数行向量，且X_i＝(x_i,1,x_i,2,...,x_i,k,...,x_i,N)，x_i,k为第i个路况X_i的第k个特征参数；N为特征参数的个数；i∈[1,m]是所识别的标准路况的分块数；

根据所述当前车辆行驶速度v和加速度a的波动量，识别当前所述的标准路况，从而建立标准路况特征参数向量W＝[C₁,C₂,...,C_i,...,C_m]^T，C_i为给定的第i个标准路况特征参数行向量，且C_i＝(c_i,1,c_i,2,...,c_i,k,...,c_i,N)，c_i,k为第i个标准路况特征参数行向量C_i中第k个特征参数值；

将所述实际路况特征参数向量U和标准路况特征参数向量W进行标准归一化处理，得到归一化后的实际路况特征参数向量U′和标准路况特征参数向量W′；

步骤2、根据当前所属标准路况，利用式(1)计算第i个采集周期T_i的实际路况波动量ΔE_d(T_i)：

式(1)中，z_i是归一化后的实际路况特征参数向量U′和标准路况特征参数向量W′中第i个值之间的路况特征偏离量；并有：

式(2)中，x′_i,k和c′_i,k分别是归一化后的实际路况特征参数向量X′_i和标准路况特征参数向量C′_i的第k个值；n_r∈[0,N]是x′_i,k≥c′_i,k的次数；n_s∈[0,N]是x′_i,k＜c′_i,k的次数；

步骤3、利用式(3)计算第i个采集周期T_i的能量损耗偏差Δh_d(T_i)：

式(3)中，C_s是第s种驱动模式M_s的综合能耗指标量，T为采集周期的时间长度；

步骤4、利用式(5)计算第i个采集周期T_i的总需求功率补偿量ΔP(T_i)：

式(5)中，q为当前标准路况特征系数；0＜q＜1；P_eng(T_i)为第i个周期的发动机功率，P_mot(T_i)为第i个周期的EM电机功率；

步骤5、利用式(6)和(7)计算第i个采集周期T_i的发动机功率补偿ΔP_eng(T_i)和EM电机功率补偿ΔP_mot(T_i)：

式(6)和(7)中，是功率补偿比重系数；ΔP(T_i)是第i个采集周期T_i的总需求功率补偿量；

步骤6、利用式(8)计算发动机与EM电机最终的输出功率P_eng^*(T_i)和P_mot^*(T_i)：