一种考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法，包括：选择状态变量和控制变量，将车辆行驶工况划分为N个运行阶段，离散动力系统状态空间网格；以燃油消耗最小为目标函数，建立动态规划逆向求解方程；从第N

【技术实现步骤摘要】
一种考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法


[0001]本专利技术属于混合动力汽车全局优化能量管理
，特别涉及一种考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法。

技术介绍

[0002]混合动力汽车具有发动机和电机两种动力源，能够根据不同行驶工况下的功率需求运行在不同的工作模式，同时具备燃油车和纯电动汽车的优点。通过能量管理策略合理调整发动机和电机的工作点，可以提高动力系统部件的工作效率，从而显著改善整车的燃油经济性，因此能量管理策略是混合动力汽车的核心技术。
[0003]动态规划是一种常用的全局优化方法，通过将复杂问题转化为多阶段子问题进行求解。因此基于动态规划的能量管理策略已得到广泛使用，用于求解混合动力汽车的最优控制序列。然而，现有的基于动态规划的能量管理策略存在一些问题：1、在求解动态规划问题时，需要定义目标函数，现有的方法通常将燃油消耗作为目标函数。同时为了保证整车平顺性，需要避免变速器频繁换挡，现有的方法通常为变速器换挡操作定义惩罚函数，作为目标函数的一部分，从而减少变速器的换挡操作，然而该方法仅通过最小化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法，其特征在于，包括如下步骤：以电池SOC、变速器挡位gear和发动机起停状态eng为动力系统状态变量，以电池SOC的变化量ΔSOC、变速器换挡决策shift和发动机起停决策start为动力系统控制变量；将车辆行驶工况分为N个运行阶段，离散动力系统状态空间网格；并且分别建立电池SOC、变速器挡位gear和发动机起停状态eng的状态转移方程；删除各运行阶段不可行变速器挡位所在的状态空间网格点；以燃油消耗最小为目标函数，建立动态规划逆向求解方程；从第N
‑
1阶段开始，确定各状态空间网格点的所有可能决策及所述可能决策对应的下一阶段的状态空间网格点，并且从所述可能决策中筛选出第一可行决策；其中，所述第一可行决策对应的下一阶段的状态空间网格点同时满足变速器换挡间隔时间约束和发动机起停间隔时间约束；根据所述目标函数从所述第一可行决策中筛选出当前状态空间网格点转移至下一阶段的状态空间网格点的最优决策；对所述当前状态空间网格点的时序数组进行更新，并计算当前阶段下一个状态空间网格点，直到当前阶段所有状态空间网格点计算完成后，重复上述步骤进行前一阶段的计算，直到初始阶段，得到各运行阶段的所有状态空间网格点转移至下一阶段的状态空间网格点的最优策略；在车辆行驶的初始阶段，获取电池SOC、变速器挡位gear和发动机起停状态eng，确定当前车辆动力系统对应的状态空间网格点，根据动态规划逆向求解的结果，从该状态空间网格点出发，正向搜索最优决策序列，直到终止阶段，根据所述最优决策序列对车辆的工作状态进行控制。2.根据权利要求1所述的考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法，其特征在于，还包括：在极端行驶工况下，不存在所述第一可行决策时；在所述可能决策中筛选出第二可行决策，并且根据所述第二可行决策得到所述最优策略；其中，所述第二可行决策对应的下一阶段的状态空间网格点满足发动机起停间隔时间约束，并且变速器换挡时序最小。3.根据权利要求2所述的考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法，其特征在于，所述电池SOC的状态转移方程为：SOC(k+1)＝SOC(k)+ΔSOC(k)；其中，SOC(k+1)为第k+1运行阶段的电池SOC，SOC(k)为第k运行阶段的电池SOC，ΔSOC(k)为第k运行阶段的电池SOC变化量，是SOC求解精度的整数倍。4.根据权利要求3所述的考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法，其特征在于，所述变速器挡位gear的状态转移方程为：
其中，gear(k+1)为第k+1运行阶段的变速器挡位，gear(k)为第k运行阶段的变速器挡位；shift(k)为第k运行阶段的变速器换挡决策，包括降挡、保持和升挡，分别用
‑
n、0和n表示，n为升挡或降挡的改变的挡位数，n＝1,2,3,4,5。5.根据权利要求3或4所述的考虑发动机起停和换挡间隔的HEV全局能量管理方法，其特征在于，所述发动机状态eng的状态转移方程：eng(k+1)＝start(k)；其中，发动机起停状态eng包括关闭和开启，分别用0和1表示；eng(k+1)为第k...

【专利技术属性】
技术研发人员：许楠，丁龙飞，杨志华，赵云峰，陈佳新，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：