[发明专利]基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法

权利要求书

1.基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用基于改进的PSO优化K-means算法的聚类中心，进行工况识别，建立工况划分模型；

S2：提取PHEV整车行驶时的典型工况特征参数，通过所述工况划分模型判断当前所处的工况类型；

S3：整车控制器VCU根据工况划分模型得到行驶工况的类型，然后进行合理的转矩分配；

S4：当工况划分模型识别出当前的行驶工况为稳定工况时，采用等效燃油最小控制策略对发动机和电机间功率流进行合理的调节和控制；当工况划分模型识别出当前的行驶工况为突变工况时，进入节气门开度动态调节程序，通过限制发动机的节气门的开度变化率Δβ，避免发动机在突然加速或减速时燃油过度喷射；

所述的步骤S1中，在进行工况识别的过程中，首先根据以往的行驶数据计算出两个聚类中心点，利用改进的PSO优化K-means算法的聚类中心，然后提取典型工况的特征参数，分别为：最高车速v_max、最低车速v_min、平均车速v_avg、最大加速度a_max、最大减速度d_max、加速时间比p_a、车速标准方差km/h、加速度标准方差m/s²；

所述改进的PSO优化K-means算法的聚类中心指的是将改进PSO算法与K-means算法结合，利用改进PSO算法的全局搜索能力对K-means算法的初始聚类中心进行优化；

所述改进的PSO算法在粒子迭代过程中，对各个粒子以及粒子群的最优值进行实时监控，并适时地对陷入早熟收敛的粒子进行变异，增加粒子群的多样性，使其及时跳出局部最优解。

2.根据权利要求1所述的基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，其特征在于：在对发动机的节气门的开度变化率Δβ进行限制后，输出所述限制后的发动机输出转矩T_{e_act}以及当前电机输出转矩至PHEV整车，然后，PHEV整车通过PID控制对节气门的开度变化率Δβ进行修正。

3.根据权利要求1所述的基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，其特征在于：所述的步骤S2中，所述行驶时的典型工况特征参数包括：最高车速v_max、最低车速v_min、平均车速v_avg、最大加速度a_max、最大减速度d_max、加速时间比p_a、车速标准方差km/h、加速度标准方差m/s²。

4.根据权利要求1所述的基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，其特征在于：所述的步骤S3中，通过如下公式来进行转矩的合理分配：

其中，T_{e_tar’}为发动机的目标转矩；T_rew为整车所需求的转矩；为当前电机输出转矩；T_e为发动机的输出转矩；Δβ为发动机节气门开度变化率；Δα为发动机节气门开度变化率的限制值。

5.根据权利要求1所述的基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，其特征在于：在所述步骤S6中，通过使用节气门的开度变化率Δβ作为PID控制器的输出，实现发动机对目标转矩的跟随，可表示为：

其中：e为发动机转矩偏差控制量，e＝T_{e_tar’}－T_{e_act}，T_{e_tar’}为发动机的目标转矩，T_{e_act}为发动机的实际转矩；k_p、k_i、k_d分别为比例、积分、微分增益系数。