基于模糊邏輯控制的插電混合動力汽車控制策略制定

弗吉尼亞理工大學的混合動力汽車車隊針對并聯(lián)插電式混合動力汽車開發(fā)了一種控制策略。這種并聯(lián)插電式混合動力系統(tǒng)已被安裝在一輛2016款雪佛蘭科邁羅上。整個混合動力系統(tǒng)包含280kW發(fā)動機、100kW電機、8擋變速器和12.6kW·h電池組。汽車行駛時，轉(zhuǎn)矩來自于發(fā)動機和電機，如何優(yōu)化這兩種轉(zhuǎn)矩的分配直接影響混合動力汽車的性能。通過采用控制策略實現(xiàn)這兩種轉(zhuǎn)矩的合理分配，可以達到降低油耗和排放的目的。介紹了弗吉尼亞理工大學混合動力汽車車隊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，將燃油經(jīng)濟性和汽車動力性作為控制目標。模糊邏輯控制策略的輸入變量為汽車所需轉(zhuǎn)矩與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的差值和電池荷電狀態(tài)，輸出變量為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)矩的比值系數(shù)。制定控制策略時，首先確定發(fā)動機優(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)動機轉(zhuǎn)速；之后根據(jù)發(fā)動機優(yōu)化轉(zhuǎn)矩確定所需的電機轉(zhuǎn)矩。確定電機轉(zhuǎn)矩時，考慮電池荷電狀態(tài)的影響，荷電狀態(tài)較低時需要發(fā)動機提供更多的轉(zhuǎn)矩，甚至完全由發(fā)動機驅(qū)動汽車行駛，從而實現(xiàn)在保證汽車動力性要求的前提下，盡可能保證發(fā)動機在最優(yōu)工況下運行。在Matlab中，對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