本公开涉及可变电压转换器的基于模糊逻辑的滑模控制。一种用于车辆的DC‑DC转换器包括控制器，所述控制器被配置为：响应于所述DC‑DC转换器的输出电压的变化，调整控制所述DC‑DC转换器的输出电压的控制信号，以使基准电流和通过电感器的电流之间的第一误差与电压基准和所述输出电压之间的第二误差之间的比率达到预定值。
Fuzzy logic based sliding mode control for variable voltage converters
The present disclosure relates to fuzzy logic based sliding mode control for variable voltage converters. A DC DC converter for vehicle includes a controller, wherein the controller is configured to change the output voltage in response to the DC DC converter, control signal output voltage control of the DC DC converter, so that the reference current and the first error with reference voltage through inductor current and the output ratio of second between the error voltage reaches a predetermined value.
【技术实现步骤摘要】
可变电压转换器的基于模糊逻辑的滑模控制
本申请总体上涉及控制可变电压转换器。
技术介绍
电气化车辆包括混合动力电动车辆(HEV)和电池电动车辆(BEV)。电气化车辆包括牵引电池以储存用于推进和其它目的的能量。牵引电池被配置为在特定电压范围内操作。然而，改善的电机性能可通过在不同的电压范围内(通常以高于牵引电池的电压的电压)操作来实现。很多电气化车辆包括可变电压转换器以将牵引电池的电压转换为电机所期望的电压水平。
技术实现思路
在一些配置中，一种车辆包括DC-DC转换器，所述DC-DC转换器包括电感器并具有由控制信号控制的输出电压。所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为：响应于所述输出电压的变化，调整控制信号，以使基准电流和通过电感器的电流之间的第一差与电压基准和所述输出电压之间的第二差之间的比率达到预定值。其它配置可包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或更多个计算机存储装置上的计算机程序，它们均被配置为执行所述方法的动作。一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在所述车辆中，所述控制器还被配置为：基于从由第一差和第二差定义的当前操作点到由所述预定值定义的滑模面的垂直距离，来调整控制信号。在所述车辆中，所述预定值定义所述输出电压的误差的动态响应。在所述车辆中，所述控制器还被配置为：基于以所述垂直距离作为输入的增益调度，来调整控制信号。在所述车辆中，所述控制器还被配置为：基于以所述垂直距离作为输入的模糊控制规则，来调整控制信号。在所述车辆中，所述控制器还被配置为：使控制信号的调整趋向于零。在所述车辆中，所述基准电流是通过电感器的电流的滤波后的版本。描述的配置的实施方式可包括硬件、方法或处理或者计算机可访问介质上的计算机软件。在一些配置中，一种DC-DC转换器包括电感器。所述DC-DC转换器还包括至少一个开关器件。所述DC-DC转换器还包括控制器，所述控制器被配置为：响应于基准电流和通过电感器的电流之间的第一差与电压基准和所述输出电压之间的第二差之间的比率与预定值不同，调整所述至少一个开关器件的占空比，以使得所述比率达到所述预定值。其它配置可包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或更多个计算机存储装置上的计算机程序，它们均被配置为执行所述方法的动作。一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在所述DC-DC转换器中，所述控制器还被配置为：基于从由第一差和第二差定义的当前操作点到由所述预定值定义的滑模面的垂直距离，来调整所述占空比。在所述DC-DC转换器中，所述控制器还被配置为：基于以所述垂直距离作为输入的增益调度，来调整所述占空比。在所述DC-DC转换器中，所述控制器还被配置为：基于以所述垂直距离作为输入的模糊控制规则，来调整所述占空比。在所述DC-DC转换器中，所述基准电流是通过电感器的电流的低通滤波后的版本。描述的配置的实施方式可包括硬件、方法或处理或者计算机可访问介质上的计算机软件。在一些配置中，一种用于控制DC-DC转换器的方法包括：通过控制器改变用于DC-DC转换器的控制信号，以使基准电流和通过电感器的电流之间的第一差与电压基准和输出电压之间的第二差之间的比率达到预定值。所述方法还包括：通过DC-DC转换器，将输入电压转换为根据所述控制信号的输出电压。其它配置可包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或更多个计算机存储装置上的计算机程序，它们均被配置为执行所述方法的动作。一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在所述方法中，所述控制信号是DC-DC转换器的开关器件的占空比。所述方法还可包括：通过控制器，对通过电感器的电流进行滤波以生成基准电流。所述方法还可包括：通过控制器，对所述控制信号的变化在多个执行间隔上进行累积。所述方法还可包括：通过控制器输出作为累积的变化和前馈项之和的控制信号。所述方法还可包括：通过控制器，基于从由第一差和第二差定义的当前操作点到由所述预定值定义的滑模面的垂直距离来改变控制信号。描述的配置的实施方式可包括硬件、方法或处理或者计算机可访问介质上的计算机软件。附图说明图1是示出了典型的动力传动系统和能量储存组件的混合动力车辆的示图。图2是可行的可变电压转换器配置的示图。图3是描绘了操作点和滑模面的曲线图。图4描绘了模糊隶属度函数和输出隶属度函数的示例组以及转换为等效图形函数。图5描绘了可在控制器中实现的用于控制可变电压转换器的控制逻辑的框图。具体实施方式在此描述了本公开的实施例。然而，应该理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采用各种可替代形式。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或缩小以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本专利技术的代表性基础。本领域普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的各个特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，可期望将与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型用于特定的应用或实施方式。图1描绘了通常被称作插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电气化车辆12。典型的插电式混合动力电动车辆12可包括机械地连接到混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16机械地连接到发动机18。混合动力传动装置16还机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地连接到车轮22。电机14可在发动机18开启或关闭时提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且能够通过回收在摩擦制动系统中通常作为热损失掉的能量来提供燃料经济性效益。通过允许发动机18以更高效的速度运转并允许混合动力电动车辆12在特定状况下以发动机18关闭的电动模式运转，电机14还可减少车辆排放。电气化车辆12可包括电池电动车辆(BEV)。在BEV的配置中，可不存在发动机18。牵引电池或电池组24储存可由电机14使用的能量。牵引电池组24通常提供高电压直流(DC)输出。牵引电池24可电连接到一个或更多个电力电子模块26。一个或更多个接触器42可在断开时使牵引电池24与其它组件隔离，并在闭合时使牵引电池24连接到其它组件。电力电子模块26还可电连接到电机14，并且可提供在牵引电池24和电机14之间双向传输能量的能力。例如，牵引电池24可提供DC电压，而电机14可以使用三相交流(AC)工作来运转。电力电子模块26可将DC电压转换为三相AC电流以操作电机14。在再生模式下，电力电子模块26可将来自用作发电机的电机14的三相AC电流转换为与牵引电池24兼容的DC电压。车辆12可包括连接在牵引电池24与电力电子模块26之间的可变电压转换器(VVC)52。VVC52可以是DC/DC升压转换器，所述DC/DC升压转换器被配置为增大或提升由牵引电池24提供的电压。通过增大电压，电流要求可降低，从而导致用于电力电子模块26和电机14的接线尺寸减小。而且，电机14可以以提高的效率和较低的损耗来运转。牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可为其它车辆电力系统提供能量。车辆12可包括DC/DC转换器模块28，DC/DC转换器模块28将牵引电池24的高电压DC输出转换为与低电压车本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车辆，包括：DC‑DC转换器，包括电感器并且具有由控制信号控制的输出电压；控制器，被配置为：响应于所述输出电压的变化，调整控制信号，以使基准电流和通过电感器的电流之间的第一差与电压基准和所述输出电压之间的第二差之间的比率达到预定值。
【技术特征摘要】
2015.10.15 US 14/884,1091.一种车辆，包括：DC-DC转换器，包括电感器并且具有由控制信号控制的输出电压；控制器，被配置为：响应于所述输出电压的变化，调整控制信号，以使基准电流和通过电感器的电流之间的第一差与电压基准和所述输出电压之间的第二差之间的比率达到预定值。2.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：基于从由第一差和第二差定义的当前操作点到由所述预定值定义的滑模面的垂直距离，来...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐炜，法扎尔·阿拉曼·塞伊德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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