一种基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法

本发明属于混合动力汽车，涉及能量管理策略，具体涉及一种基于目标机理模型的多模仿真数据集制备方法。

背景技术：

1、在当今世界环境污染、能源危机和全球变暖的背景下，节能减排，绿色环保成为了发展的第一要义，而混合动力汽车的发展在其中也做出了贡献。混合动力汽车配备了多种动力源，为电动机和内燃机的高效动力输出提供了设计自由，混合动力汽车的控制策略是在综合考虑电源荷电状态(state of charge，soc)、车辆转矩需求、发动机油耗和排放等因素的基础上，控制发动机和电动机的协调运行，以实现需求功率在两个动力源之间的高效分配，控制策略在协调不同动力源的能量分配方面发挥着重要作用，对充分发挥混合动力系统的结构优势具有重要意义。

2、基于等效油耗(equivalent consumption minimization strategy，ecms)的能量管理策略是一种基于优化的能量管理策略，将混合动力汽车行驶过程中消耗的电能通过等效因子等效成油耗，达到能量消耗最小的目标，在设计目标函数时，较多地考虑了车辆的燃油经济性和soc的稳定性。而没有综合地考虑汽车排放性。

3、通常情况下，在有一定坡度的道路上，由于功率需求的变化，汽车行驶时性能较差。然而，很少有研究关注道路坡度对混合动力汽车控制性能的影响。获得当前道路坡度信息可以使用地理信息系统(geographic information system，gis)，但是安装相关设备存在成本过高的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，解决现有技术中的控制方法有待进一步优化的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、一种基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，该方法包括以下步骤：

4、步骤s1，获取混合动力汽车的车速以及soc。

5、步骤s2，基于步骤s1得到的车速，通过拓展卡尔曼滤波器对状态量进行估计，基于时间更新和测量更新，得到道路坡度估计值。

6、步骤s3，通过对步骤s2得到道路坡度估计值的判断选择更新等效因子的不同规则。

7、步骤s4，利用步骤s3实时反馈的等效因子，以等效燃油消耗最小和以氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳三种主要排放物排放最少为优化目标，采用优化算法求解目标函数得到最优控制量。

8、步骤s5，基于步骤s4中得到的最优控制量，相应控制混合动力汽车的行驶状态。

9、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

10、(ⅰ)本发明通过卡尔曼滤波器获得当前道路坡度信息，在基于坡度信息的反馈实时优化等效因子，结合自适应等效油耗最小策略，进而实现混合动力汽车的最优控制。

11、(ⅱ)本发明中利用了卡尔曼滤波器估计当前道路坡度，避免了使用昂贵的设备，如gis或its。这不仅降低了成本，有利于推广，而且在实时计算方面也更加高效。

12、(ⅲ)本发明将道路坡度对等效因子的影响考虑进来，将行驶状态分上坡和下坡分别讨论等效因子的特点和规则，得到了更适用于道路坡度的等效燃油最小值方法。

13、(ⅳ)本发明将等效燃油消耗最小和排放最小两个优化目标结合起来，与传统的等效燃油最小值方法不同，实现了多目标优化，减少了排放物的排放。

技术特征：

1.一种基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，其特征在于，步骤s2的具体过程为：

3.如权利要求2所述的基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，其特征在于，步骤s203中包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，其特征在于，步骤s4中，所述的目标函数为哈密尔顿函数，所述的哈密尔顿函数为：

技术总结
本发明提供了一种基于坡度信息的混合动力汽车瞬时反馈控制方法，包括：步骤S1，获取混合动力汽车的车速以及SOC；步骤S2，基于步骤S1得到的车速，通过拓展卡尔曼滤波器对状态量进行估计，基于时间更新和测量更新，得到道路坡度估计值；步骤S3，通过对步骤S2得到道路坡度估计值的判断选择更新等效因子的不同规则；步骤S4，利用步骤S3实时反馈的等效因子，以等效燃油消耗最小和以氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳三种主要排放物排放最少为优化目标，采用优化算法求解目标函数得到最优控制量；步骤S5，基于步骤S4中得到的最优控制量，相应控制混合动力汽车的行驶状态。本发明实现了混合动力汽车的最优控制。

技术研发人员：赵轩,王姝,柴华,厉成鑫,余强,韩琪
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15