基于最佳燃油經(jīng)濟性和最低排放量的串聯(lián)混合動力汽車最佳能量管理

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基于最佳燃油經(jīng)濟性和最低排放量的串聯(lián)混合動力汽車最佳能量管理

本文以最佳燃油經(jīng)濟性和最低排放量為優(yōu)化目標(biāo)，基于隨機動態(tài)規(guī)劃（SDP）及神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃（NDP）兩個原則，為串聯(lián)液壓混合動力重型車設(shè)計一種能量管理控制器。

基于SDP原則的控制器是以燃油經(jīng)濟性為單一優(yōu)化目標(biāo)，確定一組發(fā)動機工作點。根據(jù)車輛需求功率選擇合適的發(fā)動機工作點，輸出發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速和扭矩。

基于NDP和強化學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)框架設(shè)計一個自學(xué)習(xí)能量管理控制器，能夠根據(jù)傳動系運行狀況確定最佳控制策略?？刂破鬏敵霭l(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速和扭矩。NDP關(guān)鍵優(yōu)勢是能夠有效避免所謂的維度災(zāi)難，且相對DP（動態(tài)規(guī)劃）或SDP實現(xiàn)較大的狀態(tài)行為空間。對基于SDP、NDP的控制器和恒溫控制策略控制器進行仿真，比較燃油經(jīng)濟性。恒溫控制策略控制器的新能源汽車相比傳統(tǒng)汽車有很好的燃油經(jīng)濟性。然而基于SDP和NDP控制器的新能源汽車在上述優(yōu)勢基礎(chǔ)上，還具有其它顯著的經(jīng)濟性優(yōu)勢。當(dāng)單獨以燃油經(jīng)濟性為優(yōu)化目標(biāo)時，兩種控制器效果近似。

在所研制的控制器架構(gòu)上加入發(fā)動機瞬態(tài)排放的模糊控制器，以實現(xiàn)最優(yōu)燃油經(jīng)濟性的同時，獲得最低的瞬態(tài)NO和顆粒排放。

所提出的基于SDP和NDP的控制器下載至dSPACE實時系統(tǒng)，連接真實的柴油機和虛擬的車輛傳動系統(tǒng)，進行硬件在環(huán)仿真。結(jié)果表明，基于NDP控制器不僅具有基于SDP控制器的燃油經(jīng)濟性優(yōu)勢，而且能夠有效降低發(fā)動機的NO排放。

刊名：Journal of Automobile Engineering（英）

刊期：2014年第228卷

作者：Rajit Johri

編譯：謝秀磊