可變電壓轉換器的基于模糊邏輯的滑模控制制造技術

本公開涉及可變電壓轉換器的基于模糊邏輯的滑模控制。一種用于車輛的DC?DC轉換器包括控制器，所述控制器被配置為：響應于所述DC?DC轉換器的輸出電壓的變化，調整控制所述DC?DC轉換器的輸出電壓的控制信號，以使基準電流和通過電感器的電流之間的第一誤差與電壓基準和所述輸出電壓之間的第二誤差之間的比率達到預定值。

Fuzzy logic based sliding mode control for variable voltage converters

The present disclosure relates to fuzzy logic based sliding mode control for variable voltage converters. A DC DC converter for vehicle includes a controller, wherein the controller is configured to change the output voltage in response to the DC DC converter, control signal output voltage control of the DC DC converter, so that the reference current and the first error with reference voltage through inductor current and the output ratio of second between the error voltage reaches a predetermined value.

【技術實現步驟摘要】
可變電壓轉換器的基于模糊邏輯的滑模控制
本申請總體上涉及控制可變電壓轉換器。
技術介紹
電氣化車輛包括混合動力電動車輛(HEV)和電池電動車輛(BEV)。電氣化車輛包括牽引電池以儲存用于推進和其它目的的能量。牽引電池被配置為在特定電壓范圍內操作。然而，改善的電機性能可通過在不同的電壓范圍內(通常以高于牽引電池的電壓的電壓)操作來實現。很多電氣化車輛包括可變電壓轉換器以將牽引電池的電壓轉換為電機所期望的電壓水平。
技術實現思路
在一些配置中，一種車輛包括DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器包括電感器并具有由控制信號控制的輸出電壓。所述車輛還包括控制器，所述控制器被配置為：響應于所述輸出電壓的變化，調整控制信號，以使基準電流和通過電感器的電流之間的第一差與電壓基準和所述輸出電壓之間的第二差之間的比率達到預定值。其它配置可包括對應的計算機系統、設備和記錄在一個或更多個計算機存儲裝置上的計算機程序，它們均被配置為執行所述方法的動作。一些配置可包括以下特征中的一個或更多個。在所述車輛中，所述控制器還被配置為：基于從由第一差和第二差定義的當前操作點到由所述預定值定義的滑模面的垂直距離，來調整控制信號。在所述車輛中，所述預定值定義所述輸出電壓的誤差的動態響應。在所述車輛中，所述控制器還被配置為：基于以所述垂直距離作為輸入的增益調度，來調整控制信號。在所述車輛中，所述控制器還被配置為：基于以所述垂直距離作為輸入的模糊控制規則，來調整控制信號。在所述車輛中，所述控制器還被配置為：使控制信號的調整趨向于零。在所述車輛中，所述基準電流是通過電感器的電流的濾波后的版本。描述的配置的實施方式可包括硬件、方法或處理或者計算機可訪問介質上的計算機軟件。在一些配置中，一種DC-DC轉換器包括電感器。所述DC-DC轉換器還包括至少一個開關器件。所述DC-DC轉換器還包括控制器，所述控制器被配置為：響應于基準電流和通過電感器的電流之間的第一差與電壓基準和所述輸出電壓之間的第二差之間的比率與預定值不同，調整所述至少一個開關器件的占空比，以使得所述比率達到所述預定值。其它配置可包括對應的計算機系統、設備和記錄在一個或更多個計算機存儲裝置上的計算機程序，它們均被配置為執行所述方法的動作。一些配置可包括以下特征中的一個或更多個。在所述DC-DC轉換器中，所述控制器還被配置為：基于從由第一差和第二差定義的當前操作點到由所述預定值定義的滑模面的垂直距離，來調整所述占空比。在所述DC-DC轉換器中，所述控制器還被配置為：基于以所述垂直距離作為輸入的增益調度，來調整所述占空比。在所述DC-DC轉換器中，所述控制器還被配置為：基于以所述垂直距離作為輸入的模糊控制規則，來調整所述占空比。在所述DC-DC轉換器中，所述基準電流是通過電感器的電流的低通濾波后的版本。描述的配置的實施方式可包括硬件、方法或處理或者計算機可訪問介質上的計算機軟件。在一些配置中，一種用于控制DC-DC轉換器的方法包括：通過控制器改變用于DC-DC轉換器的控制信號，以使基準電流和通過電感器的電流之間的第一差與電壓基準和輸出電壓之間的第二差之間的比率達到預定值。所述方法還包括：通過DC-DC轉換器，將輸入電壓轉換為根據所述控制信號的輸出電壓。其它配置可包括對應的計算機系統、設備和記錄在一個或更多個計算機存儲裝置上的計算機程序，它們均被配置為執行所述方法的動作。一些配置可包括以下特征中的一個或更多個。在所述方法中，所述控制信號是DC-DC轉換器的開關器件的占空比。所述方法還可包括：通過控制器，對通過電感器的電流進行濾波以生成基準電流。所述方法還可包括：通過控制器，對所述控制信號的變化在多個執行間隔上進行累積。所述方法還可包括：通過控制器輸出作為累積的變化和前饋項之和的控制信號。所述方法還可包括：通過控制器，基于從由第一差和第二差定義的當前操作點到由所述預定值定義的滑模面的垂直距離來改變控制信號。描述的配置的實施方式可包括硬件、方法或處理或者計算機可訪問介質上的計算機軟件。附圖說明圖1是示出了典型的動力傳動系統和能量儲存組件的混合動力車輛的示圖。圖2是可行的可變電壓轉換器配置的示圖。圖3是描繪了操作點和滑模面的曲線圖。圖4描繪了模糊隸屬度函數和輸出隸屬度函數的示例組以及轉換為等效圖形函數。圖5描繪了可在控制器中實現的用于控制可變電壓轉換器的控制邏輯的框圖。具體實施方式在此描述了本公開的實施例。然而，應該理解的是，所公開的實施例僅僅是示例，并且其它實施例可采用各種可替代形式。附圖無需按比例繪制；一些特征可被夸大或縮小以示出特定組件的細節。因此，在此公開的具體結構和功能細節不應被解釋為具有限制性，而僅僅作為用于教導本領域技術人員以多種方式利用本專利技術的代表性基礎。本領域普通技術人員將理解的是，參照任一附圖示出和描述的各個特征可與在一個或更多個其它附圖中示出的特征組合，以產生未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合提供用于典型應用的代表性實施例。然而，可期望將與本公開的教導一致的特征的各種組合和變型用于特定的應用或實施方式。圖1描繪了通常被稱作插電式混合動力電動車輛(PHEV)的電氣化車輛12。典型的插電式混合動力電動車輛12可包括機械地連接到混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電機14能夠作為馬達或發電機運轉。此外，混合動力傳動裝置16機械地連接到發動機18。混合動力傳動裝置16還機械地連接到驅動軸20，驅動軸20機械地連接到車輪22。電機14可在發動機18開啟或關閉時提供推進和減速能力。電機14還用作發電機，并且能夠通過回收在摩擦制動系統中通常作為熱損失掉的能量來提供燃料經濟性效益。通過允許發動機18以更高效的速度運轉并允許混合動力電動車輛12在特定狀況下以發動機18關閉的電動模式運轉，電機14還可減少車輛排放。電氣化車輛12可包括電池電動車輛(BEV)。在BEV的配置中，可不存在發動機18。牽引電池或電池組24儲存可由電機14使用的能量。牽引電池組24通常提供高電壓直流(DC)輸出。牽引電池24可電連接到一個或更多個電力電子模塊26。一個或更多個接觸器42可在斷開時使牽引電池24與其它組件隔離，并在閉合時使牽引電池24連接到其它組件。電力電子模塊26還可電連接到電機14，并且可提供在牽引電池24和電機14之間雙向傳輸能量的能力。例如，牽引電池24可提供DC電壓，而電機14可以使用三相交流(AC)工作來運轉。電力電子模塊26可將DC電壓轉換為三相AC電流以操作電機14。在再生模式下，電力電子模塊26可將來自用作發電機的電機14的三相AC電流轉換為與牽引電池24兼容的DC電壓。車輛12可包括連接在牽引電池24與電力電子模塊26之間的可變電壓轉換器(VVC)52。VVC52可以是DC/DC升壓轉換器，所述DC/DC升壓轉換器被配置為增大或提升由牽引電池24提供的電壓。通過增大電壓，電流要求可降低，從而導致用于電力電子模塊26和電機14的接線尺寸減小。而且，電機14可以以提高的效率和較低的損耗來運轉。牽引電池24除了提供用于推進的能量之外，還可為其它車輛電力系統提供能量。車輛12可包括DC/DC轉換器模塊28，DC/DC轉換器模塊28將牽引電池24的高電壓DC輸出轉換為與低電壓車本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車輛，包括：DC?DC轉換器，包括電感器并且具有由控制信號控制的輸出電壓；控制器，被配置為：響應于所述輸出電壓的變化，調整控制信號，以使基準電流和通過電感器的電流之間的第一差與電壓基準和所述輸出電壓之間的第二差之間的比率達到預定值。

【技術特征摘要】
2015.10.15 US 14/884,1091.一種車輛，包括：DC-DC轉換器，包括電感器并且具有由控制信號控制的輸出電壓；控制器，被配置為：響應于所述輸出電壓的變化，調整控制信號，以使基準電流和通過電感器的電流之間的第一差與電壓基準和所述輸出電壓之間的第二差之間的比率達到預定值。2.如權利要求1所述的車輛，其中，控制器還被配置為：基于從由第一差和第二差定義的當前操作點到由所述預定值定義的滑模面的垂直距離，來...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐煒，法扎爾·阿拉曼·塞伊德，
申請(專利權)人：福特全球技術公司，
類型：發明
國別省市：美國,US