[發明專利]基于HCCI發動機的混合動力汽車能量管理方法

有效

• 申請號: 201710601345.6
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107472038B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 鄭太雄;侯曉康;楊新琴;楊斌;何招;褚良宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B60L50/15
• 分類號: B60L50/15
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;高敏

1.一種基于均值充氣壓縮點燃HCCI發動機的混合動力汽車能量管理系統，其特征在于，包括HCCI發動機、斯特林發動機、發電機A、發電機B、電池和電動機，HCCI發動機的廢氣通過管道連接驅動斯特林發動機，用于驅動發動機B，HCCI發動機直接驅動發電機A，發電機A、B均為動力電池充電，當動力電池需要充電時，啟動HCCI發動機，HCCI發動機驅動發電機A為動力電池充電，以進排氣門開啟和關閉正時、發動機轉速、進氣歧管壓力、進氣歧管溫度、噴油量為輸入，搭建神經網絡并訓練，預測輸出HCCI發動機的點火正時，將點火正時期望值與預測值的差值輸入比例-積分-微分控制器，通過控制噴油量、進排氣門開啟和關閉正時，調控HCCI發動機的點火正時；HCCI發動機保留部分廢氣再次參與燃燒，HCCI發動機運轉后，斯特林發動機收集HCCI發動機尾氣中的能量，并驅動發電機B以電能的形式儲存在動力電池中為動力電池充電，當充電完成，關閉HCCI發動機，動力電池為混合動力汽車的動力電機提供能量驅動電動機，控制傳動裝置驅動汽車運動。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，控制HCCI發動機的點火進一步包括：建立包含輸入層、隱含層、輸出層的三層BP神經網絡預測HCCI發動機的點火正時，以進排氣門正時、進氣歧管壓力、進氣歧管溫度、發動機轉速、噴油量為BP神經網絡輸入層，根據各層神經元的閾值、各層之間的連接權值，分別計算隱含層和輸出層的輸入輸出信號，獲得輸出層的輸出向量y，通過輸出向量調控HCCI發動機的點火正時，以HCCI發動機點火正時為輸出。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，輸入層包含輸入向量的8個神經節點，隱含層包含隱含層神經元激活函數隱含層神經元閾值θj的4個神經元節點，輸出層包含由輸出層神經元的激活函數ψ(·)構建輸出向量y的1個神經元節點，逐層更新輸出層神經元的閾值θ、輸入層神經元到隱含層神經元之間的連接權值ωij、隱含層神經元到輸出層神經元之間的連接權值ωj，根據公式Δω_ij＝ηδ_ju_i計算輸入層到隱含層的連接權值修正量Δω_ij，根據公式Δω_j＝ηδo_j計算隱含層到輸出層的連接權值修正量Δω_j，根據公式Δθ＝ηδ計算輸出層閾值修正量，其中，η為學習速率，o_j為隱含層第j個神經節點的輸出信號，u_i為第i個輸入向量，δ和δ_j分別表示輸出層和隱含層的誤差信號。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，根據公式計算隱含層第j個神經元節點的輸入信號net_j；根據公式計算隱含層第j個神經節點的輸出信號o_j；根據公式：計算輸出層神經元節點的輸入信號net；根據公式計算輸出層神經節點的輸出信號y。

5.一種基于均值充氣壓縮點燃HCCI發動機的混合動力汽車能量管理方法，其特征在于，HCCI發動機的廢氣通過管道連接驅動斯特林發動機，用于驅動發動機B，HCCI發動機直接驅動發電機A，發電機A、B均為動力電池充電，當動力電池需要充電時，啟動HCCI發動機，HCCI發動機驅動發電機A為動力電池充電，以進排氣門開啟和關閉正時、發動機轉速、進氣歧管壓力、進氣歧管溫度、噴油量為輸入，搭建神經網絡并多次訓練，預測輸出HCCI發動機的點火正時，將點火正時期望值與預測值的差值輸入比例-積分-微分控制器，通過控制噴油量、進排氣門開啟和關閉正時，調控HCCI發動機的點火正時；HCCI發動機保留部分廢氣再次參與燃燒，HCCI發動機運轉后，斯特林發動機收集HCCI發動機尾氣中的能量，并驅動發電機B以電能的形式儲存在動力電池中為動力電池充電，當充電完成，關閉HCCI發動機，動力電池為混合動力汽車的動力電機提供能量驅動電動機，控制傳動裝置驅動汽車運動。