混合動(dòng)力汽車控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合動(dòng)力汽車控制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于兼具燃油汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，混合動(dòng)力汽車被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的 新能源汽車類型之一。混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)，特別是能量管理系統(tǒng)是混合動(dòng)力汽車的關(guān) 鍵技術(shù)之一，對(duì)整車的性能起著決定性的作用。控制策略是能量管理系統(tǒng)的核心，但是由于 混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及未來行駛工況的不確定性，使得設(shè)計(jì)高效、能實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的 控制策略并不容易。
[0003] 許多現(xiàn)有的能量管理策略都是基于例如溫室法、功率跟隨法和并聯(lián)混合動(dòng)力汽車 電動(dòng)助力策略等規(guī)則，這些管理策略通?；诖罅吭囼?yàn)的結(jié)果和人們的經(jīng)驗(yàn)。類似的還有 基于模糊邏輯的控制策略，但是它們無法優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行，也不能靈活地適應(yīng)不同的行駛 工況。另一種控制策略是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化控制策略，它是在傳統(tǒng)模糊控制策略的設(shè)計(jì)過 程中，引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模糊控制器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，例如隸屬度函數(shù)的形狀，通過優(yōu)化可以 減輕模糊控制器設(shè)計(jì)階段的難度和盲目性，但這種方法仍然屬于離線優(yōu)化，優(yōu)化之后仍然 采用固定的參數(shù)，無法適應(yīng)外部環(huán)境的變化。還有一種基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC)的混合動(dòng) 力汽車控制策略，這種控制策略可預(yù)測(cè)未來的動(dòng)態(tài)模型，在線滾動(dòng)優(yōu)化計(jì)算并實(shí)施的控制 作用和模型誤差的反饋校正，但是當(dāng)選取預(yù)測(cè)域或控制域的長度較長時(shí)，這種MPC算法需 要在每個(gè)決策步都求解一個(gè)最優(yōu)控制問題，計(jì)算量非常巨大，影響算法的實(shí)時(shí)性；當(dāng)選取預(yù) 測(cè)域和控制域的長度較短時(shí)，又會(huì)嚴(yán)重影響控制策略的優(yōu)化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車控制不能靈活地適應(yīng)不同的 行駛工況，優(yōu)化效果差的技術(shù)問題。
[0005] 為此目的，本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力汽車控制方法，包括：根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的車 況、獎(jiǎng)賞信號(hào)和控制動(dòng)作得到最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)，其中所述獎(jiǎng)賞信號(hào)與實(shí)際瞬時(shí)油耗值和預(yù) 設(shè)油耗目標(biāo)值有關(guān)；根據(jù)所述最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)和所述控制動(dòng)作得到參數(shù)調(diào)整因子，其中所 述參數(shù)調(diào)整因子是所述最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)對(duì)于所述控制動(dòng)作的偏導(dǎo)數(shù)；根據(jù)所述參數(shù)調(diào)整因 子調(diào)整模糊控制參數(shù)；根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的車況和調(diào)整后的模糊控制參數(shù)更新所述控制動(dòng) 作；根據(jù)所述更新后的控制動(dòng)作得到轉(zhuǎn)矩比例；根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩比例輸出電機(jī)轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩。
[0006] 優(yōu)選地，當(dāng)所述混合動(dòng)力汽車剛啟動(dòng)時(shí)，所述控制動(dòng)作根據(jù)初始化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán) 重值和模糊控制參數(shù)值得到。
[0007] 優(yōu)選地，所述根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的車況、獎(jiǎng)賞信號(hào)和控制動(dòng)作得到最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)，包 括：根據(jù)前一時(shí)刻的最優(yōu)控制動(dòng)作函數(shù)、當(dāng)前時(shí)刻的車況以及獎(jiǎng)賞信號(hào)更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重 值；根據(jù)更新后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重值獲取當(dāng)前時(shí)刻的最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)。
[0008] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述更新后的控制動(dòng)作得到轉(zhuǎn)矩比例，包括：根據(jù)所述更新后的 控制動(dòng)作得到隨機(jī)動(dòng)作，所述隨機(jī)動(dòng)作是均值為〇的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布在輸入為所述更新后的 控制動(dòng)作的輸出值；將所述更新后的控制動(dòng)作和所述隨機(jī)動(dòng)作相加得到所述轉(zhuǎn)矩比例。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)，包括：參數(shù)調(diào)整單元，用于根據(jù)當(dāng)前 時(shí)刻的車況、獎(jiǎng)賞信號(hào)和控制動(dòng)作得到最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)，其中所述獎(jiǎng)賞信號(hào)與實(shí)際瞬時(shí)油 耗值和預(yù)設(shè)油耗目標(biāo)值有關(guān)；偏導(dǎo)單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)和所述控制動(dòng)作得 到參數(shù)調(diào)整因子，其中所述參數(shù)調(diào)整因子是所述最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)對(duì)于所述控制動(dòng)作的偏導(dǎo) 數(shù)；模糊控制調(diào)整單元，用于根據(jù)所述參數(shù)調(diào)整因子調(diào)整模糊控制參數(shù)；模糊控制單元，用 于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的車況和調(diào)整后的模糊控制參數(shù)更新所述控制動(dòng)作；動(dòng)作搜索單元， 用于根據(jù)所述更新后的控制動(dòng)作得到轉(zhuǎn)矩比例；轉(zhuǎn)矩輸出單元，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩比例輸 出電機(jī)轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。
[0010] 優(yōu)選地，當(dāng)所述混合動(dòng)力汽車剛啟動(dòng)時(shí)，所述控制動(dòng)作根據(jù)初始化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán) 重值和模糊控制參數(shù)值得到。
[0011] 優(yōu)選地，所述參數(shù)調(diào)整單元包括：權(quán)重值更新模塊，用于根據(jù)前一時(shí)刻的最優(yōu)控制 動(dòng)作函數(shù)、當(dāng)前時(shí)刻的車況以及獎(jiǎng)賞信號(hào)更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重值；最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)獲取模塊， 用于根據(jù)更新后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重值獲取當(dāng)前時(shí)刻的最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)。
[0012] 優(yōu)選地，所述動(dòng)作搜索單元包括：隨機(jī)動(dòng)作獲取模塊，用于根據(jù)所述更新后的控制 動(dòng)作得到隨機(jī)動(dòng)作，所述隨機(jī)動(dòng)作是均值為0的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布在輸入為所述更新后的控制 動(dòng)作的輸出值；轉(zhuǎn)矩比例獲取模塊，用于將所述更新后的控制動(dòng)作和所述隨機(jī)動(dòng)作相加得 到所述轉(zhuǎn)矩比例。
[0013] 通過采用本發(fā)明所公開的混合動(dòng)力汽車控制方法和系統(tǒng)，隨著車況的不斷變化， 不斷更新控制動(dòng)作，從而可以得到最優(yōu)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩比例，使得瞬時(shí)油耗值 趨于小于目標(biāo)值，從而達(dá)到節(jié)省燃油的效果。
【附圖說明】
[0014] 通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0015] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車控制方法的流程圖；
[0016] 圖2示出了 BP(后向傳播）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的示意圖；
[0017] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)的示意圖；
[0018] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020] 實(shí)施例1 :
[0021] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車控制方法的流程圖，如圖1所示，該 控制方法包括如下步驟：
[0022] Sll :根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的車況、獎(jiǎng)賞信號(hào)和控制動(dòng)作得到最優(yōu)動(dòng)作值函數(shù)，其中獎(jiǎng)賞 信號(hào)與實(shí)際瞬時(shí)油耗值f；和預(yù)設(shè)油耗目標(biāo)值f t有關(guān)，具體地當(dāng)瞬時(shí)油耗值大于目標(biāo)值 ft，獎(jiǎng)賞信號(hào)r為負(fù)值，當(dāng)瞬時(shí)油耗值f；小于目標(biāo)值f t時(shí)，獎(jiǎng)賞信號(hào)r為正值；
[0023]