[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

说明书

本发明提供一种基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，包括利用改进的粒子群算法PSO优化K均值聚类分析算法K‑means进行行驶工况的划分和面对突变工况时，进行混合动力汽车动态油耗的调节。在行驶工况划分方面，利用改进粒子群算法优化K均值算法的聚类中心，然后根据提取的典型工况的特征参数进行工况的划分；当发生突变工况时，进入节气门动态协调程序进行合理的转矩分配。融合智能算法和PID控制技术解决当前由于转矩分配不当和突然加速或减速时油门突变造成的油耗增加和乘坐舒适性差等问题，以实现对发动机和电机间的功率流进行合理的实时控制，在保证动力性的同时，提高燃油经济性，减少污染物的排放，改善了乘坐舒适性。

技术领域

本发明属于汽车能量管理技术领域，具体涉及一种基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法。

背景技术

随着环境污染和能源短缺的日益严重，各国纷纷采取措施节能减排，因此各大汽车厂商和科研机构加强了对新能源汽车的研发,其中，混合动力汽车具有较高的续航里程，较好的排放效果，受到了大家的青睐。混合动力主要由两种动力源组成，并且拥有多种运行模式，通过模式之间的协调切换和能量源的特性互补，有效的提高了燃油经济性和整车系统的性能。然而，由于混合动力汽车是一个多变量，不连续，时变的复杂系统，在模式切换中，会出现平顺性差，冲击度大等问题，既增加了动态油耗，又降低乘坐舒适性。

混合动力汽车的能量管理方法直接影响了整车的燃油经济性、动力性和操纵稳定性等，具有十分关键的作用。其中，行驶工况则直接影响整车控制器VCU对发动机与电机间的转矩分配，也对整车控制策略的制定有着极其重要的影响。如果能够利用车辆的历史和当前数据对行驶工况进行合理精确的分类，然后根据不同的行驶工况进行合理的转矩分配，则可以进一步提高能量管理策略的优化效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，本发明利用粒子群算法和K均值算法构建工况划分模型，对行驶工况进行分类，然后通过节气门动态协调程序对不同的工况进行合理的转矩分配，融合智能算法和先进PID控制技术，以解决当前由于转矩分配不当和车辆突然加速或减速时油门突变造成的油耗增加和乘坐舒适性差等问题，实现经行驶工况划分和动态油耗调节后，对发动机和电机间的功率流进行合理的实时控制，在保证动力性的同时，提高燃油经济性和乘坐舒适性，最大可能的减少污染物的排放。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：基于工况分类的动态协调混合动力汽车能量管理方法，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。

进一步的，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。