基于模糊邏輯控制的插電混合動(dòng)力汽車控制策略制定

基于模糊邏輯控制的插電混合動(dòng)力汽車控制策略制定

弗吉尼亞理工大學(xué)的混合動(dòng)力汽車車隊(duì)針對(duì)并聯(lián)插電式混合動(dòng)力汽車開(kāi)發(fā)了一種控制策略。這種并聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)已被安裝在一輛2016款雪佛蘭科邁羅上。整個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)包含280kW發(fā)動(dòng)機(jī)、100kW電機(jī)、8擋變速器和12.6kW·h電池組。汽車行駛時(shí)，轉(zhuǎn)矩來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，如何優(yōu)化這兩種轉(zhuǎn)矩的分配直接影響混合動(dòng)力汽車的性能。通過(guò)采用控制策略實(shí)現(xiàn)這兩種轉(zhuǎn)矩的合理分配，可以達(dá)到降低油耗和排放的目的。介紹了弗吉尼亞理工大學(xué)混合動(dòng)力汽車車隊(duì)基于模糊邏輯控制制定的一種控制策略。

在制定基于模糊邏輯的控制策略時(shí)，將燃油經(jīng)濟(jì)性和汽車動(dòng)力性作為控制目標(biāo)。模糊邏輯控制策略的輸入變量為汽車所需轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的差值和電池荷電狀態(tài)，輸出變量為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)矩的比值系數(shù)。制定控制策略時(shí)，首先確定發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化轉(zhuǎn)矩曲線，該曲線給出不同轉(zhuǎn)矩下燃油消耗最小的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；之后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化轉(zhuǎn)矩確定所需的電機(jī)轉(zhuǎn)矩。確定電機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，考慮電池荷電狀態(tài)的影響，荷電狀態(tài)較低時(shí)需要發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的轉(zhuǎn)矩，甚至完全由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，從而實(shí)現(xiàn)在保證汽車動(dòng)力性要求的前提下，盡可能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最優(yōu)工況下運(yùn)行。在Matlab中，對(duì)模糊邏輯控制策略和傳統(tǒng)的基于確定性規(guī)則的控制策略進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果顯示：確定性規(guī)則控制策略的汽車百公里加速時(shí)間為4.9s、燃油消耗為560Wh/km；而模糊邏輯控制策略的汽車百公里加速時(shí)間為4.8s、燃油消耗為555Wh/km。由此能夠看出，模糊邏輯控制策略不能顯著改善汽車動(dòng)力性和能源消耗，但能夠增加控制自由度，且不需要建立精確的動(dòng)力系統(tǒng)模型，而具有較大的穩(wěn)定性。

Eduardo D.Marquezl et al. SAE 2016-01-2222.

編譯：王淼