[发明专利]增程器瞬时优化控制方法

权利要求书

1.增程器瞬时优化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、增程式汽车采集电动机的荷电状态SOC；执行步骤2；

2)、根据荷电状态SOC执行瞬时优化策略，得到发动机最优转矩需求根据发动机最优转矩需求控制发电机的运行；执行步骤3；

步骤2中的瞬时优化策略包括以下步骤：

针对混合动力汽车能量分配的最优控制问题通常描述如下；

为电动机最优转矩需求，P_{ice_eq}(k)为发动机当量等效功率，H(k)为汉密尔顿函数，λ(k)为拉格朗日算子，SOC为电池荷电状态；△t表示两个步长时间间隔；

寻找最优参数使得当量油耗J的取值最小；

J表示当量油耗，K表示整个仿真工况的步长数，表示最小当量油耗；分别为发动机和电动机最优需求转矩，是优化的中间变量；

发动机瞬时油耗当量P_{ice_eq}(k)＝T_ice(k)N_ice(k)f_fuel(k)计算，其中T_ice(k)为发动机转矩N_ice(k)为发动机转速；发动机转矩，转速通过相应传感器转换获得；f_fuel(k)为通过发动机万有特性图线性插值得到的油耗折算系数；

混合动力汽车在行驶过程中需要满足动力需求，且工况始末应尽可能满足电量平衡，故有：

T_d(k)为每步长动力系统转矩需求，为电动机最优转矩需求，发动机最优转矩需求；

SOC(k)表示仿真工况的步长数k时的电池荷电状态；SOC(₁)仿真工况的步长数₁时的电池荷电状态；

此外，考虑同轴并联混合动力系统的实际运行特性，优化过程中的基本参量需要满足约束条件：

其中：表示发动机最优需求转矩，T_{ice_d}(k)表示发动机需求转矩；是满足优化条件的T_{ice_d}(k)最优值；N_{ice_d}(k)、N_{m_d}(k)表示发动机和发电机转速；T_{ice_max}表示发动机需求转矩的上限；T_{m_d}(k)表示电动机需求转矩；T_{m_max}表示电动机需求转矩的上限；

N_{ice_min}，N_{ice_max}，N_{m_max}分别代表发动机转速上下限和电动机转速上限；SOC_L，SOC_H分别表示电池荷电状态的下限和上限；

瞬时优化控制策略的关键在于确定电动机最优转矩需求λ(k)；而综合损耗功率的计算方法为：

P_{ess_eq}电池当量等效功率，V_oc为开路电压，Q为电池容量；

令s(k)＝-λ(k)/(V_oc(k)Q)

H代表发动机当量损耗功率和电池当量损耗功率加权后的综合损耗功率，S为电油折算系数；S值越大，电池当量损耗功率所带来的H增加越大，所求得使H最小的能量分配中电池的能量损耗将会越小，也即越小；反之越大；

考虑到满足约束条件要求，电油折算系数S需要根据SOC适时调整，采用下式PI调节S的方式；

其中，S₀可以由中的电动机、电池和发动机的平均效率估算得到，它代表了电、油消耗折算；η_m为电动机效率，η_ess为电池效率，η_ice发动机效率；ΔSOC为实时和初始荷电状态soc的偏差，K_p和K_i项代表了电量平衡对S的影响；K_p为比例增益，K_i为积分增益；S₀为电与油的折算系数初始值；

Hon(k)和Hoff(k)分别表示发动机切入和退出时计算得到的综合损耗功率，在瞬时优化策略计算时求得：

3)、计算发动机切入时的综合损耗功率Hon(k)和发动机退出时的综合损耗功率Hoff(k)；执行步骤4；

4)、根据发动机切入时的综合损耗功率Hon(k)和发动机退出时的综合损耗功率Hoff(k)，执行发送机切入，或者发送机退出；

步骤4具体包括以下步骤：

4.1)、比较发动机切入时的综合损耗功率Hon(k)和发动机退出时的综合损耗功率Hoff(k)的大小；如果Hon(k)＜Hoff(k)，执行步骤4.2；否则执行步骤4.4；

4.2)、判断发动机之前的状态，之前为退出，则执行步骤4.3；之前为切入，则执行步骤4.6；

4.3)、判断之前退出时间的长短，如果较短，则执行步骤4.7；如果较长，则执行步骤4.6；

4.4)、判断发动机之前切入或退出，之前切入，则执行步骤4.5；之前退出，则执行步骤4.7；

4.5)、判断之前切入时间的长短，如果较短，则执行步骤4.7；如果较长，则执行步骤4.7；

4.6)、发动机切入；

4.7)、发动机退出。