CN102336193A - 一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，通过采集路线路谱信息，实时获取车辆的位置，根据车辆的运行位置和相应的路谱信息获得最优的整车控制信息，并按此控制信息指导司机控制车辆运行，以得到最优的动力性和燃油经济性，降低排放。本发明控制方法具有精确性高、可实现实时控制等优点，提高了能量的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力公交车的控制方法，特别地涉及一种根据车辆运行位置和相应的路谱信息获得最优的整车控制参数，并按此参数控制车辆运行的控制方法。
背景技术
面对日益严格的尾气排放标准和石油资源的进一步匮乏，迫切需要发展节能高效的新能源动力汽车，混合动力汽车由于其节能降耗作用显著成为当前研究热点。
通常整车控制器中将储能***的SOC上下限定为20%和80%，而实际上SOC的运行区间通常在30%-70%之间，这不利于充分利用储能***的能量，因而增加了油耗。
目前混合动力公交车控制方法是整车控制器通过司机的操作完成闭环的。通常整车控制器在车辆运行中，通过采集司机台开关状态、踏板开度、电池电压信息及车速等参数来计算出当前整车需求扭矩/功率的，再根据需求的扭矩/功率以节能减排为原则，对发动机和电动机进行合理的能量分配。混合动力公交车的控制技术大都基于开关控制或基于状态控制，再根据公交路况进行全局优化。
现有技术较少的考虑路况对整车控制的影响。由于没有路况的相关信息，控制方式只能在整车动力性和燃油经济性中折中考虑。这就造成在某些路段需要输出较大的整车动力性时因没有提前进行功率储备，输出动力受到限制；某些路段预期可回收较多的制动能量而储能***趋于饱和；拥堵路段没有足够的电能进行纯电驱动以降低油耗和排放。
经初步检索，发现与本发明相近的技术方案如下：
方案一，申请号为JP3654048B的专利（专利权人为日本日产汽车公司）公开了一种混合动力车辆控制器，该混合动力车辆控制器包括：用于搜索到达目的地的路线的搜索装置；用于检测路线道路条件的检测装置；用于在预测到起动和停止的低点处将路线分割成多个区段的路线分割装置；用于记录驾驶员的驱动历史的记录装置；用于参照道路条件和驱动历史记录装置；以及用于根据车速模式和发动机燃料消耗特性来设定各个区段内的发动机和电机运转计划以使到达目的地的燃料消耗量最小化的运转计划设定装置。
方案二，申请号为200780006036.9的专利（专利权人为日本丰田自动车株式会社）公开了一种混合动力车辆控制器，可控制发动机和旋转电机中至少一者产生的动力来为驱动轮提供动力，包括：运转控制单元，所述运转控制单元根据所需车辆动力来控制所述发动机和所述旋转电机的运转；动力频率分布预测单元，所述动力频率分布预测单元预测在所述车辆沿线路行驶的情况下所述车辆的动力频率分布；以及运转条件设定单元，所述运转条件设定单元根据所述动力频率分布预测单元的动力频率分布来设定发动机的运转条件，以将在所述车辆沿所述路线行驶的情况下的所述旋转电机产生的动力与产生的电力之间的能量平衡控制在预定范围内，其中，所述运转控制单元根据由所述运转条件设定单元设定的所述发动机运转条件来控制所述发动机的运转。
方案一的缺点在于，当在同一个区段中同时存在所需车辆动力低的区域以及所需车辆动力高的区域时，难以适当地设定用于发动机和电机的运转计划；另外，在一个区段做出的设定会影响到另外一个区段，因此需要很大的计算量来对于整个路线适当地设定用于发动机和电机的运转计划，或者不可能实现对于整个路线最适当的用于发动机和电机的运转计划。
方案二的缺点在于，仅仅以动力功率分布单元的预测结果作为参考来设定车辆行驶过程中的运转条件，参考信息过于单一，当路况信息发生改变而导致车辆行驶过程中功率不稳定时，动力功率分布单元很难在第一时间反应并作出调整，导致运转条件设定发生紊乱。
介于现有技术中存在的种种问题，因此很有必要对现有技术进行改进。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，借用GPS定位技术和GPRS通讯技术，结合公交运营路线的路况信息实时的调整控制策略，细化整个公交工况的控制，实现混合动力车在整个公交工况下动力性和燃油经济性的完美结合，实现定点精确控制。
本发明解决技术问题采用的技术方案如下：
一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，采集公交车路线的路谱信息，包括公交车运行的路线、各路段的平整度、坡度大小及里程等参数，并将路谱信息转化为相应的控制信号存储在地面控制平台内；
步骤二，在车辆运行的过程中，获取车辆所在位置的位置信息，并发送给地面控制平台；
步骤三，地面控制平台根据接收到的车辆位置信息选择最优的相关控制信息发送给整车控制器，整车控制器按照此信息指导司机控制车辆运行。
优选地，步骤二中，所述车辆所在位置的位置信息的获取方式，是通过GPS***完成。
优选地，步骤二中，所述位置信息的发送方式，是通过整车控制器经GPRS网络发送。
优选地，步骤三中，所述相关控制信息的发送方式，是通过地面控制平台经GPRS网络发送给整车控制器。
优选地，步骤三中，所述整车控制器将接收到的地面控制平台发送的控制信息与所述整车控制器自身通过计算得到的控制信息相比较，最后输出最优控制信息至各控制部件。
优选地，所述整车控制器为自学习型整车控制器，通过自学习功能完成司机驾驶习惯与指导信息之间的修正。
一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，若公交车只固定于一条线路运行时，其进一步的实施方式为：采集该路线的路谱信息并转换为控制信息，将此控制信息直接下载至整车控制器中，整车控制器按照此信息指导司机控制车辆运行，此时整车控制器通过GPS或里程计算来获取车辆的位置信息。
优选地，所述车辆位置信息的获取方式，车辆正常行驶的时候，使用GPS方式获取车辆位置信息；基于里程计算的定位方式仅在故障模式下使用。
本发明的优点在于：
1、地面控制平台上存有各线路路谱信息相对应的控制信息，即使公交车调换了路线运行或者由于施工等原因造成路线更改，也可及时从地面控制平台得到正确的路谱信息指导整车运行，从而保证了公交车运行于最优工况；
2、通过查询与路谱对应的控制信息，可以实现对公交路况的实时精确控制，提高整车动力性、燃油经济性；
3、基于路谱信息的混合动力公交车控制新方法能够获得当前工况和预知未来工况，从而能够充分的发挥混合动力车的多能源优势，通过多能源间的配合降低电驱动***和内燃机***等部件的功率余量设计，从而降低生产制造成本。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明进一步实施方式的流程图；
图3为本发明工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来进一步阐述本发明。
如图1和图3所示所示，一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，采集公交车路线的路谱信息，包括公交车运行的路线、各路段的平整度、坡度大小及里程等参数，并将路谱信息转化为相应的控制信号存储在地面控制平台内；
步骤二，在车辆运行的过程中，获取车辆所在位置的位置信息，并发送给地面控制平台；
步骤三，地面控制平台根据接收到的车辆位置信息选择最优的相关控制信息发送给整车控制器，整车控制器按照此信息指导司机控制车辆运行。
优选地，步骤二中，所述车辆所在位置的位置信息的获取方式，是通过GPS***完成。
优选地，步骤二中，所述位置信息的发送方式，是通过整车控制器经GPRS网络发送。
优选地，步骤三中，所述相关控制信息的发送方式，是通过地面控制平台经GPRS网络发送给整车控制器。
优选地，步骤三中，所述整车控制器将接收到的地面控制平台发送的控制信息与所述整车控制器自身通过计算得到的控制信息相比较，最后输出最优控制信息至各控制部件。
优选地，所述整车控制器为自学习型整车控制器，通过自学习功能完成司机驾驶习惯与指导信息之间的修正。
如图2所示，一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，若公交车只固定于一条线路运行时，其进一步的实施方式为：采集该路线的路谱信息并转换为控制信息，将此控制信息直接下载至整车控制器中，整车控制器按照此信息指导司机控制车辆运行，此时整车控制器通过GPS或里程计算来获取车辆的位置信息。
优选地，所述车辆位置信息的获取方式，车辆正常行驶的时候，使用GPS方式获取车辆位置信息；基于里程计算的定位方式仅在故障模式下使用。
从图3可看出，基于路谱信息的公交车控制方法是这样实现的：首先采集公交车路线的路谱信息并将其转化为相应控制信号存储在地面控制平台内；公交车运行时，通过GPS获取车辆所在位置的位置信息，然后经GPRS与地面控制平台通讯，获得最优的整车控制信息并按此信息控制车辆运行。
这样做的好处是即使公交车调换了路线运行或者由于施工等原因造成路线更改，也可及时从地面控制平台得到正确的路谱信息指导整车运行，从而保证了公交车运行于最优工况。
若公交车只固定于一条线路运行（即不存在调换路线运行及更改路线情况）时，也可在采集路谱信息的基础上，将此信息直接下载至整车控制器中，使整车控制器按照此信息控制车辆运行。此时整车控制器查取信息的方式通过GPS或里程计算来实现。
基于路谱的公交车控制方法只需从路谱信息中查取标定的最优控制信息指导司机完成驾驶，并将司机的驾驶信息与查取的指导信息做比较，通过自学习功能完成司机驾驶习惯与指导信息间的修正，从而使司机的驾驶信息能够最大化地与指导信息一致。
由于控制整车的依据是路谱信息及由此产生的驾驶信息，因此对路谱及相关驾驶信息的获取和标定要准确详实。对路谱的要求主要是各路段的平整度、坡度大小等参数。
Claims (8)
1.一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，采集公交车路线的路谱信息，包括公交车运行的路线、各路段的平整度、坡度大小及里程等参数，并将路谱信息转化为相应的控制信号存储在地面控制平台内；
步骤二，在车辆运行的过程中，获取车辆所在位置的位置信息，并发送给地面控制平台；
步骤三，地面控制平台根据接收到的车辆位置信息选择最优的相关控制信息发送给整车控制器，整车控制器按照此信息指导司机控制车辆运行。
2.根据权利要求1所述一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，步骤二中，所述车辆所在位置的位置信息的获取方式，是通过GPS***完成。
3.根据权利要求1或2所述一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，步骤二中，所述位置信息的发送方式，是通过整车控制器经GPRS网络发送。
4.根据权利要求1所述一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，步骤三中，所述相关控制信息的发送方式，是通过地面控制平台经GPRS网络发送给整车控制器。
5.根据权利要求1或4所述一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，步骤三中，所述整车控制器将接收到的地面控制平台发送的控制信息与所述整车控制器自身通过计算得到的控制信息相比较，最后输出最优控制信息至各控制部件。
6.根据权利要求5所述一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，所述整车控制器为自学习型整车控制器，通过自学习功能完成司机驾驶习惯与指导信息之间的修正。
7.一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，当若公交车只固定于一条线路运行时，其进一步的实施方式为：采集该路线的路谱信息并转换为控制信息，将此控制信息直接下载至整车控制器中，整车控制器按照此信息指导司机控制车辆运行，此时整车控制器通过GPS或里程计算来获取车辆的位置信息。
8.根据权利要求7所述一种基于路谱信息的混合动力公交车的控制方法，其特征在于，所述车辆位置信息的获取方式，若车辆正常行驶的时候，使用GPS方式获取车辆位置信息；基于里程计算的定位方式仅在故障模式下使用。
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