專利名稱：一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力公交車的控制方法，特別地涉及一種根據(jù)車輛運(yùn)行位置和相應(yīng)的路譜信息獲得最優(yōu)的整車控制參數(shù)，并按此參數(shù)控制車輛運(yùn)行的控制方法。
背景技術(shù)：
面對日益嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)和石油資源的進(jìn)一步匱乏，迫切需要發(fā)展節(jié)能高效的新能源動力汽車，混合動力汽車由于其節(jié)能降耗作用顯著成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。通常整車控制器中將儲能系統(tǒng)的SOC上下限定為20%和80%，而實(shí)際上SOC的運(yùn)行區(qū)間通常在30%-70%之間，這不利于充分利用儲能系統(tǒng)的能量，因而增加了油耗。目前混合動力公交車控制方法是整車控制器通過司機(jī)的操作完成閉環(huán)的。通常整車控制器在車輛運(yùn)行中，通過采集司機(jī)臺開關(guān)狀態(tài)、踏板開度、電池電壓信息及車速等參數(shù)來計(jì)算出當(dāng)前整車需求扭矩/功率的，再根據(jù)需求的扭矩/功率以節(jié)能減排為原則，對發(fā)動機(jī)和電動機(jī)進(jìn)行合理的能量分配。混合動力公交車的控制技術(shù)大都基于開關(guān)控制或基于狀態(tài)控制，再根據(jù)公交路況進(jìn)行全局優(yōu)化。現(xiàn)有技術(shù)較少的考慮路況對整車控制的影響。由于沒有路況的相關(guān)信息，控制方式只能在整車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性中折中考慮。這就造成在某些路段需要輸出較大的整車動力性時(shí)因沒有提前進(jìn)行功率儲備，輸出動力受到限制；某些路段預(yù)期可回收較多的制動能量而儲能系統(tǒng)趨于飽和；擁堵路段沒有足夠的電能進(jìn)行純電驅(qū)動以降低油耗和排放。經(jīng)初步檢索，發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相近的技術(shù)方案如下
方案一，申請?zhí)枮镴P36M048B的專利(專利權(quán)人為日本日產(chǎn)汽車公司)公開了一種混合動力車輛控制器，該混合動力車輛控制器包括用于搜索到達(dá)目的地的路線的搜索裝置； 用于檢測路線道路條件的檢測裝置；用于在預(yù)測到起動和停止的低點(diǎn)處將路線分割成多個區(qū)段的路線分割裝置；用于記錄駕駛員的驅(qū)動歷史的記錄裝置；用于參照道路條件和驅(qū)動歷史記錄裝置；以及用于根據(jù)車速模式和發(fā)動機(jī)燃料消耗特性來設(shè)定各個區(qū)段內(nèi)的發(fā)動機(jī)和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃以使到達(dá)目的地的燃料消耗量最小化的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃設(shè)定裝置。方案二，申請?zhí)枮?00780006036. 9的專利(專利權(quán)人為日本豐田自動車株式會社) 公開了一種混合動力車輛控制器，可控制發(fā)動機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)中至少一者產(chǎn)生的動力來為驅(qū)動輪提供動力，包括運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元，所述運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元根據(jù)所需車輛動力來控制所述發(fā)動機(jī)和所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；動力頻率分布預(yù)測單元，所述動力頻率分布預(yù)測單元預(yù)測在所述車輛沿線路行駛的情況下所述車輛的動力頻率分布；以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定單元，所述運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定單元根據(jù)所述動力頻率分布預(yù)測單元的動力頻率分布來設(shè)定發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件， 以將在所述車輛沿所述路線行駛的情況下的所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的動力與產(chǎn)生的電力之間的能量平衡控制在預(yù)定范圍內(nèi)，其中，所述運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元根據(jù)由所述運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定單元設(shè)定的所述發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件來控制所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。方案一的缺點(diǎn)在于，當(dāng)在同一個區(qū)段中同時(shí)存在所需車輛動力低的區(qū)域以及所需車輛動力高的區(qū)域時(shí)，難以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用于發(fā)動機(jī)和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃；另外，在一個區(qū)段做出的設(shè)定會影響到另外一個區(qū)段，因此需要很大的計(jì)算量來對于整個路線適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用于發(fā)動機(jī)和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃，或者不可能實(shí)現(xiàn)對于整個路線最適當(dāng)?shù)挠糜诎l(fā)動機(jī)和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃。方案二的缺點(diǎn)在于，僅僅以動力功率分布單元的預(yù)測結(jié)果作為參考來設(shè)定車輛行駛過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，參考信息過于單一，當(dāng)路況信息發(fā)生改變而導(dǎo)致車輛行駛過程中功率不穩(wěn)定時(shí)，動力功率分布單元很難在第一時(shí)間反應(yīng)并作出調(diào)整，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)定發(fā)生紊亂。介于現(xiàn)有技術(shù)中存在的種種問題，因此很有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，借用GPS定位技術(shù)和GPRS通訊技術(shù)，結(jié)合公交運(yùn)營路線的路況信息實(shí)時(shí)的調(diào)整控制策略，細(xì)化整個公交工況的控制，實(shí)現(xiàn)混合動力車在整個公交工況下動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)精確控制。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下
一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，包括以下步驟 步驟一，采集公交車路線的路譜信息，包括公交車運(yùn)行的路線、各路段的平整度、坡度大小及里程等參數(shù)，并將路譜信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號存儲在地面控制平臺內(nèi)；
步驟二，在車輛運(yùn)行的過程中，獲取車輛所在位置的位置信息，并發(fā)送給地面控制平
臺；
步驟三，地面控制平臺根據(jù)接收到的車輛位置信息選擇最優(yōu)的相關(guān)控制信息發(fā)送給整車控制器，整車控制器按照此信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行。優(yōu)選地，步驟二中，所述車輛所在位置的位置信息的獲取方式，是通過GPS系統(tǒng)完成。優(yōu)選地，步驟二中，所述位置信息的發(fā)送方式，是通過整車控制器經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。優(yōu)選地，步驟三中，所述相關(guān)控制信息的發(fā)送方式，是通過地面控制平臺經(jīng)GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。優(yōu)選地，步驟三中，所述整車控制器將接收到的地面控制平臺發(fā)送的控制信息與所述整車控制器自身通過計(jì)算得到的控制信息相比較，最后輸出最優(yōu)控制信息至各控制部件。優(yōu)選地，所述整車控制器為自學(xué)習(xí)型整車控制器，通過自學(xué)習(xí)功能完成司機(jī)駕駛習(xí)慣與指導(dǎo)信息之間的修正。一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，若公交車只固定于一條線路運(yùn)行時(shí)，其進(jìn)一步的實(shí)施方式為采集該路線的路譜信息并轉(zhuǎn)換為控制信息，將此控制信息直接下載至整車控制器中，整車控制器按照此信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行，此時(shí)整車控制器通過GPS或里程計(jì)算來獲取車輛的位置信息。優(yōu)選地，所述車輛位置信息的獲取方式，車輛正常行駛的時(shí)候，使用GPS方式獲取車輛位置信息；基于里程計(jì)算的定位方式僅在故障模式下使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、地面控制平臺上存有各線路路譜信息相對應(yīng)的控制信息，即使公交車調(diào)換了路線運(yùn)行或者由于施工等原因造成路線更改，也可及時(shí)從地面控制平臺得到正確的路譜信息指導(dǎo)整車運(yùn)行，從而保證了公交車運(yùn)行于最優(yōu)工況；
2、通過查詢與路譜對應(yīng)的控制信息，可以實(shí)現(xiàn)對公交路況的實(shí)時(shí)精確控制，提高整車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性；
3、基于路譜信息的混合動力公交車控制新方法能夠獲得當(dāng)前工況和預(yù)知未來工況，從而能夠充分的發(fā)揮混合動力車的多能源優(yōu)勢，通過多能源間的配合降低電驅(qū)動系統(tǒng)和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)等部件的功率余量設(shè)計(jì)，從而降低生產(chǎn)制造成本。


圖1為本發(fā)明的流程圖2為本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施方式的流程圖； 圖3為本發(fā)明工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1和圖3所示所示，一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，包括以下步驟
步驟一，采集公交車路線的路譜信息，包括公交車運(yùn)行的路線、各路段的平整度、坡度大小及里程等參數(shù)，并將路譜信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號存儲在地面控制平臺內(nèi)；
步驟二，在車輛運(yùn)行的過程中，獲取車輛所在位置的位置信息，并發(fā)送給地面控制平
臺；
步驟三，地面控制平臺根據(jù)接收到的車輛位置信息選擇最優(yōu)的相關(guān)控制信息發(fā)送給整車控制器，整車控制器按照此信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行。優(yōu)選地，步驟二中，所述車輛所在位置的位置信息的獲取方式，是通過GPS系統(tǒng)完成。優(yōu)選地，步驟二中，所述位置信息的發(fā)送方式，是通過整車控制器經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。優(yōu)選地，步驟三中，所述相關(guān)控制信息的發(fā)送方式，是通過地面控制平臺經(jīng)GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。優(yōu)選地，步驟三中，所述整車控制器將接收到的地面控制平臺發(fā)送的控制信息與所述整車控制器自身通過計(jì)算得到的控制信息相比較，最后輸出最優(yōu)控制信息至各控制部件。優(yōu)選地，所述整車控制器為自學(xué)習(xí)型整車控制器，通過自學(xué)習(xí)功能完成司機(jī)駕駛習(xí)慣與指導(dǎo)信息之間的修正。如圖2所示，一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，若公交車只固定于一條線路運(yùn)行時(shí)，其進(jìn)一步的實(shí)施方式為采集該路線的路譜信息并轉(zhuǎn)換為控制信息，將此控制信息直接下載至整車控制器中，整車控制器按照此信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行，此時(shí)整車控制器通過GPS或里程計(jì)算來獲取車輛的位置信息。優(yōu)選地，所述車輛位置信息的獲取方式，車輛正常行駛的時(shí)候，使用GPS方式獲取車輛位置信息；基于里程計(jì)算的定位方式僅在故障模式下使用。從圖3可看出，基于路譜信息的公交車控制方法是這樣實(shí)現(xiàn)的首先采集公交車路線的路譜信息并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)控制信號存儲在地面控制平臺內(nèi)；公交車運(yùn)行時(shí)，通過 GPS獲取車輛所在位置的位置信息，然后經(jīng)GPRS與地面控制平臺通訊，獲得最優(yōu)的整車控制信息并按此信息控制車輛運(yùn)行。這樣做的好處是即使公交車調(diào)換了路線運(yùn)行或者由于施工等原因造成路線更改， 也可及時(shí)從地面控制平臺得到正確的路譜信息指導(dǎo)整車運(yùn)行，從而保證了公交車運(yùn)行于最優(yōu)工況。若公交車只固定于一條線路運(yùn)行(即不存在調(diào)換路線運(yùn)行及更改路線情況)時(shí)，也可在采集路譜信息的基礎(chǔ)上，將此信息直接下載至整車控制器中，使整車控制器按照此信息控制車輛運(yùn)行。此時(shí)整車控制器查取信息的方式通過GPS或里程計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。基于路譜的公交車控制方法只需從路譜信息中查取標(biāo)定的最優(yōu)控制信息指導(dǎo)司機(jī)完成駕駛，并將司機(jī)的駕駛信息與查取的指導(dǎo)信息做比較，通過自學(xué)習(xí)功能完成司機(jī)駕駛習(xí)慣與指導(dǎo)信息間的修正，從而使司機(jī)的駕駛信息能夠最大化地與指導(dǎo)信息一致。由于控制整車的依據(jù)是路譜信息及由此產(chǎn)生的駕駛信息，因此對路譜及相關(guān)駕駛信息的獲取和標(biāo)定要準(zhǔn)確詳實(shí)。對路譜的要求主要是各路段的平整度、坡度大小等參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一，采集公交車路線的路譜信息，包括公交車運(yùn)行的路線、各路段的平整度、坡度大小及里程等參數(shù)，并將路譜信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號存儲在地面控制平臺內(nèi)；步驟二，在車輛運(yùn)行的過程中，獲取車輛所在位置的位置信息，并發(fā)送給地面控制平臺；步驟三，地面控制平臺根據(jù)接收到的車輛位置信息選擇最優(yōu)的相關(guān)控制信息發(fā)送給整車控制器，整車控制器按照此信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，步驟二中，所述車輛所在位置的位置信息的獲取方式，是通過GPS系統(tǒng)完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，步驟二中，所述位置信息的發(fā)送方式，是通過整車控制器經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，步驟三中，所述相關(guān)控制信息的發(fā)送方式，是通過地面控制平臺經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，步驟三中，所述整車控制器將接收到的地面控制平臺發(fā)送的控制信息與所述整車控制器自身通過計(jì)算得到的控制信息相比較，最后輸出最優(yōu)控制信息至各控制部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，所述整車控制器為自學(xué)習(xí)型整車控制器，通過自學(xué)習(xí)功能完成司機(jī)駕駛習(xí)慣與指導(dǎo)信息之間的修正。
7.一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，當(dāng)若公交車只固定于一條線路運(yùn)行時(shí)，其進(jìn)一步的實(shí)施方式為采集該路線的路譜信息并轉(zhuǎn)換為控制信息，將此控制信息直接下載至整車控制器中，整車控制器按照此信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行，此時(shí)整車控制器通過GPS或里程計(jì)算來獲取車輛的位置信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，其特征在于，所述車輛位置信息的獲取方式，若車輛正常行駛的時(shí)候，使用GPS方式獲取車輛位置信息；基于里程計(jì)算的定位方式僅在故障模式下使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于路譜信息的混合動力公交車的控制方法，通過采集路線路譜信息，實(shí)時(shí)獲取車輛的位置，根據(jù)車輛的運(yùn)行位置和相應(yīng)的路譜信息獲得最優(yōu)的整車控制信息，并按此控制信息指導(dǎo)司機(jī)控制車輛運(yùn)行，以得到最優(yōu)的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放。本發(fā)明控制方法具有精確性高、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制等優(yōu)點(diǎn)，提高了能量的利用率。
文檔編號B60W40/06GK102336193SQ201110247049
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者李雪峰, 裴海靈, 謝勇波 申請人:湖南南車時(shí)代電動汽車股份有限公司