技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力城市公交車控制方法，屬于混合動(dòng)力
汽車控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
[0002] 近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車保有量的持續(xù)增加，環(huán)境與
能源危機(jī)的壓力日益加劇，普及推廣新能源汽車技術(shù)是我國(guó)解決環(huán)境能源問(wèn)題的有效途徑之一?；旌蟿?dòng)力汽車作為在新能源技術(shù)中由傳統(tǒng)汽車向純電動(dòng)汽車過(guò)渡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，兼具
內(nèi)燃機(jī)和
蓄電池兩種車載
能量源，使其具有相對(duì)傳統(tǒng)車更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能以及相對(duì)純電動(dòng)汽車更長(zhǎng)續(xù)駛里程的優(yōu)點(diǎn)，顯示出巨大的應(yīng)用潛力，成為世界各國(guó)汽車領(lǐng)域競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。而良好的整車控制策略或方法是實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車高經(jīng)濟(jì)性與低排放的關(guān)鍵，對(duì)于提高整車性能、降低成本具有重要的意義。
[0003] 目前混合動(dòng)力城市公交車在我國(guó)已大量投入運(yùn)行，整車控制策略方面，因基于規(guī)則的
邏輯門限控制策略簡(jiǎn)單易行、實(shí)用性強(qiáng)且有較好的魯棒性，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有公交車體系中。但這種策略未考慮實(shí)際路況的動(dòng)態(tài)變化以及
電機(jī)、電池、傳動(dòng)系效率等因素的影響，因而也就無(wú)法達(dá)到全局的最優(yōu)和整車燃油經(jīng)濟(jì)性最高，所以在控制策略方面還需要進(jìn)一步的完善。而從控制效果來(lái)看，針對(duì)固定行駛工況、以全局油耗最小或者效率最大的全局優(yōu)化控制方法可以視為
混合動(dòng)力系統(tǒng)最為理想或者最具節(jié)油潛力的優(yōu)化方法，但需要提前知道包括道路工況等信息在內(nèi)的整個(gè)駕駛循環(huán)的信息，且計(jì)算量龐大，不能直接用于實(shí)車實(shí)時(shí)控制，但可以作為在能量管理設(shè)計(jì)階段的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)時(shí)控制提供一些必要的參考信息。
發(fā)明內(nèi)容
[0004] 為了解決
現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種混合動(dòng)力城市公交車的控制方法，該方法在保證動(dòng)力性的條件下，既可獲得最佳控制效果，又可提高混合動(dòng)力城市公交車的適應(yīng)性，獲得更高的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種混合動(dòng)力城市公交車控制方法，采用的混合動(dòng)力城市公交車控制系統(tǒng)包括道路工況遠(yuǎn)程
自學(xué)習(xí)系統(tǒng)和車輛主
控制器，所述的道路工況遠(yuǎn)程自學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括車載信息單元和中央服務(wù)系統(tǒng)，所述的車載信息單元安裝在每一輛運(yùn)行的混合動(dòng)力城市公交車上，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集公交車當(dāng)前實(shí)時(shí)
位置信息、車輛行駛速度、
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電池
電壓信息并發(fā)送給中央服務(wù)系統(tǒng)，中央服務(wù)系統(tǒng)為遠(yuǎn)程終端，安裝在混合動(dòng)力公交車監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和處理采集到的車輛信息，所述的車載信息單元通過(guò)基站與GPRS/互聯(lián)網(wǎng)與中央服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)系；所述的車輛
主控制器安裝在每一輛運(yùn)行的混合動(dòng)力城市公交車上，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)離線構(gòu)建的行駛參考工況及最優(yōu)控制參數(shù)，負(fù)責(zé)對(duì)公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；
[0007] 具體方法包括以下步驟：
[0008] A、離線優(yōu)化
[0009] A1、構(gòu)建行駛參考工況
[0010] 鑒于城市混合動(dòng)力城市公交車運(yùn)行時(shí)段、路況信息不確定因素的影響，運(yùn)用由車載信息單元和中央服務(wù)系統(tǒng)組成的道路工況遠(yuǎn)程自學(xué)習(xí)系統(tǒng)以某路混合動(dòng)力城市公交車作為試驗(yàn)車輛進(jìn)行行駛參考工況的構(gòu)建；將城市混合動(dòng)力公交車每天的運(yùn)行時(shí)間劃分為高峰期和非高峰期兩個(gè)時(shí)段；針對(duì)某路混合動(dòng)力城市公交車選取不同時(shí)段通過(guò)車載信息單元對(duì)車輛信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，所述的車輛信息包括車輛行駛速度、
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電池電壓，并將采集到的車輛信息由基站通過(guò)無(wú)線GPRS/互聯(lián)網(wǎng)傳送到中央服務(wù)系統(tǒng)，運(yùn)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
軟件SQL軟件將采集到的兩個(gè)時(shí)段的原始數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到
數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0011] 利用采集到的公交車實(shí)際行駛道路工況原始數(shù)據(jù)分高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段構(gòu)建行駛參考工況，具體步驟如下：
[0012] 提取采集到的混合動(dòng)力公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段或非高峰期時(shí)段的原始數(shù)據(jù)以車輛
怠速狀態(tài)為
節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)
片段的劃分；
[0013] 選取運(yùn)行距離、最大車速、運(yùn)行速度、平均速度、整車運(yùn)行速度標(biāo)準(zhǔn)偏差、運(yùn)行時(shí)間、
加速時(shí)間、勻速時(shí)間、減速時(shí)間、怠速時(shí)間、最大加速度、加速階段內(nèi)的平均加速度、最小加速度、減速階段內(nèi)的平均減速度、加速度標(biāo)準(zhǔn)偏差、0-10km/h速度段的比例、10-20km/h速度段的比例、20-30km/h速度段的比例、30-40km/h速度段的比例、40-50km/h速度段的比例、加速時(shí)間比例、減速時(shí)間比例、勻速時(shí)間比例、怠速時(shí)間比例共24個(gè)參數(shù)為特征參數(shù)來(lái)表征車輛運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算每一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)片段的特征值參數(shù)組成特征值參數(shù)矩陣，并對(duì)矩陣進(jìn)行主成分分析；
[0014] 在上述主成分分析結(jié)果的
基礎(chǔ)上，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)片段特征值矩陣的特點(diǎn)，通過(guò)聚類技術(shù)自動(dòng)地將所有的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段分為三類，形成類數(shù)據(jù)庫(kù)：第一類代表低速工況的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段，第二類代表中速狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段，第三類代表高速狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段；
[0015] 最后找出上述三類運(yùn)動(dòng)學(xué)片段中每一類最具代表性的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段，運(yùn)用概率與統(tǒng)計(jì)學(xué)原理完成針對(duì)混合動(dòng)力公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段或非高峰期時(shí)段的行駛參考工況的構(gòu)建；
[0016] 將上述構(gòu)建的混合動(dòng)力城市公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段的兩個(gè)行駛參考工況通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到車輛主控制器中，為公交車實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)工況選擇及工況相似度判斷做準(zhǔn)備；
[0017] A2、運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行離線全局優(yōu)化
[0018] 分別對(duì)構(gòu)建的公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段的兩個(gè)行駛參考工況運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行離線全局優(yōu)化，并將優(yōu)化得到的針對(duì)高峰期行駛參考工況和非高峰期行駛參考工況的控制參數(shù)分別下載到車輛主控制器中對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；
[0019] 以高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段兩個(gè)行駛參考工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃，具體步驟如下：
[0020] 將整個(gè)高峰期時(shí)段或非高峰期時(shí)段行駛參考工況分成N階段，用階段變量k來(lái)表示階段序號(hào)，k=0、1、2、…、N，
采樣時(shí)間設(shè)定為1s，即Δt=1，采用逆向求解方法從第N階段開始逐步向前計(jì)算，在每一階段計(jì)算時(shí)以發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量最低以及維持電池
荷電狀態(tài)SOC在特定目標(biāo)值為控制目標(biāo)函數(shù)，而每一階段的目標(biāo)函數(shù)值取決于當(dāng)前階段的狀態(tài)變量x(k)和控制變量u(k)，這里狀態(tài)變量選擇為
電池荷電狀態(tài)SOC和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωe(r/min)，控制變量選擇電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm(N·m)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te(N·m)；
[0021] 則第k階段的控制目標(biāo)函數(shù)表示為：
[0022]
[0023] 整個(gè)循環(huán)的總體控制目標(biāo)函數(shù)為：
[0024]
[0025] 其中， 為第k階段發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率，單位為g/(kw·h)，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩查表取得，即 α為懲罰因子，SOCk為第k階段的電*
池荷電狀態(tài)SOC值，SOC為目標(biāo)SOC值，同時(shí)滿足以下等式約束和不等式約束條件：
[0026]
[0027]
[0028] 式中，T需為駕駛員需求轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Te為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Tm為
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Te_min為發(fā)動(dòng)機(jī)最小轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Te_max為發(fā)動(dòng)機(jī)
最大轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Tm_max為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；ωwh為
驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，單位為rad/s；ωe為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rad/s；ωm為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rad/s；ηt為傳動(dòng)系的效率；ik是
變速器檔位為k時(shí)的
傳動(dòng)比，此傳動(dòng)比包含
主減速器的傳動(dòng)比；ρ為
扭矩合成器的傳動(dòng)比；SOCk_min為第k階段SOC的最小值；SOCk_max為第k階段SOC的最大值，其中SOCk_min、SOCk_max為均為初始SOC的函數(shù)；將第k階段的SOC維持在特定范圍[SOCk_min，SOCk_max]內(nèi)；
[0029] 其動(dòng)態(tài)規(guī)劃
算法的計(jì)算步驟如下：
[0030] A21、給定逆向求解的初始點(diǎn)k=N，初始條件車速Vk，電池荷電狀態(tài)SOC在第k階段的值SOCk， inf代表無(wú)窮大的數(shù)；
[0031] A22、計(jì)算第k階段電池荷電狀態(tài)SOC的上限值SOCk_max、下限值SOCk_min、如果Vk＝0，則各部件發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩均為0，電池荷電狀態(tài)SOCk維持不變， 優(yōu)化第k階段結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟A27，否則轉(zhuǎn)步驟A23；
[0032] A23、計(jì)算第k階段整車需求功率 電機(jī)最大驅(qū)動(dòng)功率 及電機(jī)轉(zhuǎn)速若此時(shí)需求功率 轉(zhuǎn)步驟A24，否則轉(zhuǎn)步驟A26；
[0033] A24、根據(jù)第k階段電池荷電狀態(tài)SOC取值范圍[SOCk_min，SOCk_max]計(jì)算電池功率若 則 此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，電機(jī)理想功率等于輸出功率，進(jìn)而求出電機(jī)的理想轉(zhuǎn)矩，利用求出的電機(jī)理想轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步求得電池荷電狀態(tài)SOC修正值，優(yōu)化第k階段結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟A25；
[0034] A25、在等式約束（3）和不等式約束（4）范圍內(nèi)進(jìn)行二維搜索，選擇滿足條件的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)理想轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，代入目標(biāo)函數(shù)式（1），獲得使 成立的狀態(tài)變量和控制變量，優(yōu)化第k階段結(jié)束；
[0035] A26、此時(shí)車輛處于
制動(dòng)工況，若車輛需求
制動(dòng)功率 滿足條件 則由電機(jī)提供所需制動(dòng)功率，即電機(jī)理想功率等于輸出功率，進(jìn)而求出電機(jī)的理想轉(zhuǎn)矩，若不滿足上述等式條件，則由機(jī)械制動(dòng)提供不足制動(dòng)功率，優(yōu)化第k階段結(jié)束；
[0036] A27、令k=k-1，若此時(shí)k≠0，轉(zhuǎn)到步驟A22，開始下一步優(yōu)化計(jì)算，若此時(shí)k=0，循環(huán)結(jié)束；
[0037] A3、將所得數(shù)據(jù)和控制參數(shù)下載到車輛主控制器
[0038] 將上述利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行全局優(yōu)化得到的車輛運(yùn)行于高峰時(shí)段行駛參考工況和非高峰時(shí)段行駛參考工況的每一時(shí)刻的控制變量進(jìn)行存儲(chǔ)，并將所得的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到車輛主控制器，為車輛在線實(shí)時(shí)控制做準(zhǔn)備；
[0039] B、在線控制
[0040] B1、選擇行駛參考工況
[0041] 當(dāng)混合動(dòng)力城市公交車實(shí)際運(yùn)行時(shí)，首先根據(jù)公交車運(yùn)行時(shí)間選擇高峰期行駛參考工況或非高峰期行駛參考工況，通過(guò)車載信息單元采集車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，所述的車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行信息包括距離出發(fā)點(diǎn)的距離、車輛速度和加速度，公交車實(shí)時(shí)運(yùn)行位置由采集到的距離出發(fā)點(diǎn)的里程信息得到；
[0042] B2、工況相似度判斷
[0043] B21、實(shí)際運(yùn)行道路工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況相似度判斷
[0044] 取公交車當(dāng)前位置及該位置前10米為一個(gè)里程片段，與事先構(gòu)建的存儲(chǔ)于車輛主控制器的行駛參考工況在相應(yīng)的里程片段以平均速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差、平均加速度、加速度標(biāo)準(zhǔn)差、平均減速度、減速度標(biāo)準(zhǔn)差為特征參數(shù)進(jìn)行相似程度的比較；為了消除量綱的影響、方便判斷規(guī)則制定，這里采用一種夾
角余弦相似度判斷的距離度量方法，原理如下：
[0045] 對(duì)于兩個(gè)n維樣本向量x1=（x11,x12,……x1n）,x2=（x21,x22,……,x2n），其余弦相似度計(jì)算公式為：
[0046]
[0047] 夾角余弦取值范圍為[-1,1]，夾角余弦的絕對(duì)值越大表示兩個(gè)向量的夾角越小，相似程度越大；反之相似程度越小；計(jì)算實(shí)際運(yùn)行時(shí)里程片段內(nèi)的上述六個(gè)特征參數(shù)值組成的樣本特征值矩陣，與構(gòu)建的相應(yīng)行駛參考工況的特征參數(shù)矩陣形成的樣本比較相似度；比較規(guī)則如下：若兩矩陣向量的夾角余弦值cosθ滿足條件0.9≤cosθ≤1，則認(rèn)為兩樣本矩陣是相似的，即車輛實(shí)際運(yùn)行道路工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況是相似的，否則認(rèn)為不相似；實(shí)際執(zhí)行時(shí)運(yùn)用軟件Matlab中自帶的計(jì)算函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；
[0048] B22、預(yù)測(cè)運(yùn)行道路工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況相似度判斷
[0049] 由于公交車實(shí)際運(yùn)行時(shí)的道路工況的某些參數(shù)與未來(lái)行駛工況具有某種非線性函數(shù)的相互關(guān)系，所以在進(jìn)行車輛實(shí)際運(yùn)行道路工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況相似度判斷的同時(shí)還需判斷預(yù)測(cè)工況與行駛參考工況的相似度；采用一種
徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近上述非線性函數(shù)的方法構(gòu)建工況
預(yù)測(cè)模型，在公交車運(yùn)行時(shí)根據(jù)最近一段時(shí)間內(nèi)的速度信息預(yù)測(cè)車輛未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的行駛工況得到預(yù)測(cè)運(yùn)行道路工況；取預(yù)測(cè)運(yùn)行道路工況中對(duì)應(yīng)于公交車當(dāng)前行駛位置后10米為一個(gè)里程片段，與行駛參考工況的相應(yīng)片段進(jìn)行相似度比較，比較方法同步驟B21；
[0050] B3、切換控制策略
[0051] 判斷公交車實(shí)際運(yùn)行道路工況中，當(dāng)前位置前10米形成的里程片段以及預(yù)測(cè)運(yùn)行道路工況中對(duì)應(yīng)于公交車當(dāng)前位置后10米形成的里程片段與行駛參考工況的相應(yīng)位置的里程片段的相似度，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行道路工況與行駛參考工況、預(yù)測(cè)運(yùn)行道路工況與行駛參考工況在相應(yīng)位置的里程片段均相似時(shí)調(diào)用基于行駛參考工況的離線動(dòng)態(tài)規(guī)劃最優(yōu)控制參數(shù)對(duì)公交車進(jìn)行下一步實(shí)時(shí)控制，否則切換控制策略采用
模糊邏輯控制策略對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；
[0052] 所述的模糊邏輯控制策略即對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制的策略，鑒于公交車行駛時(shí)頻繁啟停的特點(diǎn)，將模糊邏輯控制策略分為正常行駛能量分配控制策略和制
動(dòng)能量回饋控制策略兩大部分；
[0053] 所述的模糊控制規(guī)則包括正常行駛能量分配控制規(guī)則和制動(dòng)能量回饋控制規(guī)則：
[0054] B31、當(dāng)公交車正常行駛時(shí)，能量分配控制規(guī)則如下：
[0055] B311、考慮車輛運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最小轉(zhuǎn)速的最低車速限制，當(dāng)公交車運(yùn)行速度小于最低車速時(shí)完全由電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；
[0056] B312、當(dāng)電池電量處于正常值范圍內(nèi)時(shí)，車輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)轉(zhuǎn)矩曲線進(jìn)行輸出，超出部分由電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)或向電機(jī)發(fā)電；
[0057] B313、當(dāng)電池電量高于最高限值時(shí)，若需求轉(zhuǎn)矩處于發(fā)動(dòng)機(jī)最小工作轉(zhuǎn)矩和最優(yōu)工作轉(zhuǎn)矩之間，電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作轉(zhuǎn)矩時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)轉(zhuǎn)矩曲線上，電機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩；
[0058] B314、當(dāng)電池電量較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能提供大于車輛需求轉(zhuǎn)矩為電池充電，但當(dāng)需求轉(zhuǎn)矩超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩限制時(shí)只能由電機(jī)一起提供輔助助力保證車輛驅(qū)動(dòng)需求；
[0059] B315、考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)效率的影響，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)使電機(jī)的負(fù)荷增加，電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)使電機(jī)的負(fù)荷較低從而獲得更高的電機(jī)效率；
[0060] B32、當(dāng)公交車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量回饋控制規(guī)則如下：
[0061] B321、為使電機(jī)能夠有效地進(jìn)行能量回饋，限制當(dāng)車速大于最低車速時(shí)才進(jìn)行制動(dòng)能量回收；
[0062] B322、車輛制動(dòng)過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)矩滿足條件Te≤Te_max，即電機(jī)轉(zhuǎn)矩小于電機(jī)能夠提供的最大發(fā)電轉(zhuǎn)矩時(shí)，進(jìn)行制動(dòng)能量回收；
[0063] B323、限制車輛運(yùn)行時(shí)電池荷電狀態(tài)SOC的工作范圍，當(dāng)電池電量超出最大限值時(shí)不進(jìn)行制動(dòng)能量回收，由機(jī)械制動(dòng)控制車輛?？?；
[0064] 基于上述模糊控制規(guī)則最終得到公交車行駛過(guò)程中當(dāng)實(shí)際道路工況或預(yù)測(cè)運(yùn)行道路工況與所構(gòu)建行駛參考工況不相符時(shí)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而求得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，并發(fā)送到
發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和電動(dòng)機(jī)控制單元分別控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而完成對(duì)整車進(jìn)行控制。
[0065] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的效果和益處如下：
[0066] 1、本發(fā)明采用一種基于道路工況的并聯(lián)混合動(dòng)力客車控制方法，該控制方法旨在解決混合動(dòng)力城市公交車實(shí)際行駛路況與在控制策略開發(fā)過(guò)程中所構(gòu)建的道路工況不一致且采用簡(jiǎn)單的控制策略導(dǎo)致混合動(dòng)力城市公交車在實(shí)際運(yùn)行時(shí)不能達(dá)到最佳性能的問(wèn)題，提出了控制策略切換的思想。建立了具有地域針對(duì)性、更加符合公交車實(shí)際行駛路線的行駛參考工況，并基于此工況進(jìn)行離線全局優(yōu)化，既可得到最優(yōu)控制效果，又避免了動(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算量大而導(dǎo)致的不能用于在線實(shí)時(shí)控制的問(wèn)題；當(dāng)混合動(dòng)力公交車實(shí)際運(yùn)行時(shí)，在線識(shí)別實(shí)際運(yùn)行工況及道路預(yù)測(cè)工況與所構(gòu)建行駛參考工況的相似程度，判別結(jié)果均為相似時(shí)調(diào)用存儲(chǔ)在公交車主控制器的動(dòng)態(tài)規(guī)劃最優(yōu)控制參數(shù)對(duì)混合動(dòng)力城市公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩分配，否則切換控制策略采用具有自適應(yīng)性、可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)的模糊邏輯規(guī)則控制策略對(duì)公交車輛進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制，從而提高了控制策略適應(yīng)性，達(dá)到提高混合動(dòng)力城市公交車燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性的目的。
[0067] 2、針對(duì)城市混合動(dòng)力城市公交車行駛線路固定、重復(fù)性強(qiáng)但路況信息不確定性顯著等特點(diǎn)，本發(fā)明運(yùn)用道路工況遠(yuǎn)程自學(xué)習(xí)系統(tǒng)針對(duì)特定地區(qū)的某路混合動(dòng)力城市公交車固定行駛路線建立行駛參考工況，以所構(gòu)建的行駛參考工況為基礎(chǔ)運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行離線全局優(yōu)化。當(dāng)目標(biāo)車輛在道路工況上實(shí)際運(yùn)行時(shí)，首先進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行工況及道路預(yù)測(cè)工況與所構(gòu)建行駛參考工況的相似度對(duì)比，判別結(jié)果均為相似時(shí)調(diào)用存儲(chǔ)在中央控制器的動(dòng)態(tài)規(guī)劃最優(yōu)控制參數(shù)對(duì)混合動(dòng)力城市公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩分配，否則采用模糊邏輯控制策略得到車輛控制參數(shù)對(duì)公交車進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制，從而達(dá)到提高城市混合動(dòng)力城市公交車的適應(yīng)性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性的目的。
附圖說(shuō)明
[0068] 圖1是基于道路工況的并聯(lián)混合動(dòng)力客車控制方法原理圖。
[0069] 圖2是離線優(yōu)化具體
流程圖。
具體實(shí)施方式
[0070] 以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
[0071] 如圖1所示，基于道路工況的并聯(lián)混合動(dòng)力城市客車控制方法包括A離線優(yōu)化和B在線控制兩大部分。離線優(yōu)化包括通過(guò)道路遠(yuǎn)程自學(xué)習(xí)系統(tǒng)獲取車輛運(yùn)行信息構(gòu)建行駛參考工況、運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行離線全局優(yōu)化并將所得數(shù)據(jù)和控制參數(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到車輛主控制器中，在線控制首先根據(jù)公交車開始運(yùn)行時(shí)間選擇所要調(diào)用的高峰期/非高峰期行駛參考工況，同時(shí)由車載信息單元對(duì)車輛信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，所述的車輛信息包括車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)循環(huán)總里程、GPS信息、車輛速度，并將高峰期工況/非高峰期行駛參考工況和采集到的車輛信息輸入到行駛工況相似度判斷模
塊部分判斷實(shí)際運(yùn)行工況及道路預(yù)測(cè)工況與行駛參考工況是否相似，當(dāng)判斷結(jié)果為相似時(shí)則調(diào)用基于行駛參考工況的離線動(dòng)態(tài)規(guī)劃最優(yōu)控制參數(shù)，若判斷結(jié)果不相似時(shí)則將控制策略切換為模糊邏輯控制策略，獲得車輛實(shí)時(shí)控制參數(shù)對(duì)公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0073] 以8點(diǎn)20分出發(fā)的某路混合動(dòng)力城市公交車為例進(jìn)行具體說(shuō)明。具體實(shí)施過(guò)程如下：
[0074] A、離線優(yōu)化
[0075] 在混合動(dòng)力公交車在線實(shí)時(shí)控制運(yùn)行之前首先需要進(jìn)行離線優(yōu)化。如圖2所示為離線優(yōu)化部分的具體實(shí)施過(guò)程。
[0076] A1、構(gòu)建行駛參考工況
[0077] 鑒于城市混合動(dòng)力城市公交車運(yùn)行時(shí)段、路況信息不確定因素的影響，運(yùn)用由車載信息單元和中央服務(wù)系統(tǒng)組成的道路工況遠(yuǎn)程自學(xué)習(xí)系統(tǒng)以某路混合動(dòng)力城市公交車作為試驗(yàn)車輛進(jìn)行行駛參考工況的構(gòu)建；將城市混合動(dòng)力公交車每天的運(yùn)行時(shí)間劃分為高峰期和非高峰期兩個(gè)時(shí)段，將早晨7點(diǎn)20分到9點(diǎn)20分、中午11點(diǎn)20分到13點(diǎn)20分、晚上17點(diǎn)到18點(diǎn)40分三個(gè)運(yùn)行時(shí)段歸為高峰期時(shí)段，其余運(yùn)行時(shí)間歸為非高峰期時(shí)段。顯然8點(diǎn)20分出發(fā)的某路混合動(dòng)力公交車運(yùn)行時(shí)間階段分屬于高峰期時(shí)段；針對(duì)某路混合動(dòng)力城市公交車選取不同時(shí)段通過(guò)GPRS
數(shù)據(jù)采集器對(duì)車輛信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，所述的車輛信息包括車輛行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電池電壓，并將采集到的車輛信息由基站通過(guò)無(wú)線GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送到中央服務(wù)系統(tǒng)的中央
服務(wù)器，運(yùn)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件SQL軟件將采集到的兩個(gè)時(shí)段的原始數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0078] 在行駛工況構(gòu) 建方面，ShiqiOu，YafuZhou等人發(fā)表 的《Developmentof HybridCityBus’sDrivingCycle》中，采用主成分分析和
聚類分析技術(shù)通過(guò)軟件Matlab編程獲得了大連市公交車行駛工況。本發(fā)明中基于這種方法，利用采集到的公交車實(shí)際行駛道路工況原始數(shù)據(jù)分高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段構(gòu)建行駛參考工況，具體步驟如下：
[0079] 提取采集到的混合動(dòng)力公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段或非高峰期時(shí)段的原始數(shù)據(jù)以車輛怠速狀態(tài)為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)片段的劃分；
[0080] 選取運(yùn)行距離、最大車速、運(yùn)行速度、平均速度、整車運(yùn)行速度標(biāo)準(zhǔn)偏差、運(yùn)行時(shí)間、加速時(shí)間、勻速時(shí)間、減速時(shí)間、怠速時(shí)間、最大加速度、加速階段內(nèi)的平均加速度、最小加速度、減速階段內(nèi)的平均減速度、加速度標(biāo)準(zhǔn)偏差、0-10km/h速度段的比例、10-20km/h速度段的比例、20-30km/h速度段的比例、30-40km/h速度段的比例、40-50km/h速度段的比例、加速時(shí)間比例、減速時(shí)間比例、勻速時(shí)間比例、怠速時(shí)間比例24個(gè)參數(shù)為特征參數(shù)來(lái)表征車輛運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算每一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)片段的特征值參數(shù)組成特征值參數(shù)矩陣，并對(duì)矩陣進(jìn)行主成分分析；
[0081] 在上述主成分分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)片段特征值矩陣的特點(diǎn)，通過(guò)聚類技術(shù)自動(dòng)地將所有的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段分為三類，形成類數(shù)據(jù)庫(kù)：第一類代表低速工況，第二類代表中速狀態(tài)，第三類代表高速狀態(tài)；
[0082] 最后找出上述三類中每一類最具代表性的運(yùn)動(dòng)學(xué)片段，運(yùn)用概率與統(tǒng)計(jì)學(xué)原理完成針對(duì)混合動(dòng)力公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段或非高峰期時(shí)段的行駛參考工況的構(gòu)建；
[0083] 將上述構(gòu)建的混合動(dòng)力城市公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段的兩個(gè)行駛參考工況通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到車輛主控制器中，為公交車實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)工況選擇及工況相似度判斷做準(zhǔn)備。
[0084] A2、運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行離線全局優(yōu)化
[0085] 分別對(duì)構(gòu)建的公交車運(yùn)行于高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段的兩個(gè)行駛參考工況運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行離線全局優(yōu)化，并將優(yōu)化得到的針對(duì)高峰期時(shí)段行駛參考工況和非高峰期時(shí)段行駛參考工況的控制參數(shù)分別下載到車輛主控制器中對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0086] 以高峰期時(shí)段和非高峰期時(shí)段兩個(gè)行駛參考工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃，具體步驟如下：
[0087] 將整個(gè)高峰期時(shí)段或非高峰期時(shí)段行駛參考工況分成N階段，一般用階段變量k來(lái)表示階段序號(hào)，k=0,1,2,…N，采樣時(shí)間設(shè)定為1s，即Δt=1，采用逆向求解方法從第N階段開始逐步向前計(jì)算，在每一階段計(jì)算時(shí)以發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量最低以及維持電池荷電狀態(tài)SOC在特定目標(biāo)值為控制目標(biāo)函數(shù)，而每一階段的目標(biāo)函數(shù)值取決于當(dāng)前階段的狀態(tài)變量x(k)和控制變量u(k)，這里狀態(tài)變量選擇為電池荷電狀態(tài)SOC和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωe(r/min)，控制變量選擇電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm(N·m)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te(N·m)。
[0088] 則第k階段的控制目標(biāo)函數(shù)表示為：
[0089]
[0090] 整個(gè)循環(huán)的總體控制目標(biāo)函數(shù)為：
[0091]
[0092] 其中， 為第k階段發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率，單位為g/(kw·h)，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩查表取得，即 α為懲罰因子，SOCk為第k階段的電*
池荷電狀態(tài)SOC值，SOC為目標(biāo)SOC值，同時(shí)滿足以下等式約束和不等式約束條件：
[0093]
[0094]
[0095] 式中，T需為駕駛員需求轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Te為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Tm為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Te_min為發(fā)動(dòng)機(jī)最小轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Te_max為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；Tm_max為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；ωwh為驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，單位為rad/s；ωe為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rad/s；ωm為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rad/s；ηt為傳動(dòng)系的效率；ik是變速器檔位為k時(shí)的傳動(dòng)比，此傳動(dòng)比包含主減速器的傳動(dòng)比；ρ為扭矩合成器的傳動(dòng)比；SOCk_min為第k階段SOC的最小值；SOCk_max為第k階段SOC的最大值，其中SOCk_min、SOCk_max為均為初始SOC的函數(shù)。將第k階段的SOC維持在特定范圍[SOCk_min，SOCk_max]內(nèi)，降低了單步SOC搜索范圍，有利于運(yùn)行效率的提高。
[0096] 動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的計(jì)算步驟如下：
[0097] A21、給定逆向求解的初始點(diǎn)k=N，初始條件車速Vk，電池荷電狀態(tài)SOC在第k階段的值SOCk， inf代表無(wú)窮大的數(shù)；
[0098] A22、計(jì)算第k階段電池荷電狀態(tài)SOC的上限值SOCk_max、下限值SOCk_min、如果Vk＝0，則發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩均為0，電池荷電狀態(tài)SOCk維持不變， 優(yōu)化第k階段結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟A27，否則轉(zhuǎn)步驟A23；
[0099] A23、計(jì)算第k階段整車需求功率 電機(jī)最大驅(qū)動(dòng)功率 及電機(jī)轉(zhuǎn)速若此時(shí)需求功率 轉(zhuǎn)步驟A24，否則轉(zhuǎn)步驟A26；
[0100] A24、根據(jù)第k階段電池荷電狀態(tài)SOC取值范圍[SOCk_min，SOCk_max]計(jì)算電池功率若 則 此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，電機(jī)理想功率等于輸出功率，進(jìn)而求出電機(jī)的理想轉(zhuǎn)矩，利用求出的電機(jī)理想轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步求得電池荷電狀態(tài)SOC修正值，優(yōu)化第k階段結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟A25；
[0101] A25、在等式約束（3）和不等式約束（4）范圍內(nèi)進(jìn)行二維搜索，選擇滿足條件的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)理想轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，代入目標(biāo)函數(shù)式（1），獲得使 成立的狀態(tài)變量和控制變量，優(yōu)化第k階段結(jié)束；
[0102] A26、此時(shí)車輛處于制動(dòng)工況，若車輛需求制動(dòng)功率 滿足條件 則由電機(jī)提供所需制動(dòng)功率，即電機(jī)理想功率等于輸出功率，進(jìn)而求出電機(jī)的理想轉(zhuǎn)矩，若不滿足上述等式條件，則由機(jī)械制動(dòng)提供不足制動(dòng)功率，優(yōu)化第k階段結(jié)束；
[0103] A27、令k=k-1，若此時(shí)k≠0，轉(zhuǎn)到步驟A22，開始下一步優(yōu)化計(jì)算，若此時(shí)k=0，循環(huán)結(jié)束。
[0104] A3、將所得數(shù)據(jù)和控制參數(shù)下載到車輛主控制器
[0105] 將上述利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行全局優(yōu)化得到的車輛運(yùn)行于高峰期行駛參考工況和非高峰期行駛參考工況的每一時(shí)刻的控制變量進(jìn)行存儲(chǔ)，并將所得的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到車輛主控制器，為車輛在線實(shí)時(shí)控制做準(zhǔn)備。
[0106] B、在線控制
[0107] B1、選擇行駛參考工況
[0108] 當(dāng)混合動(dòng)力城市公交車實(shí)際運(yùn)行時(shí)，首先根據(jù)公交車運(yùn)行時(shí)間選擇高峰期行駛參考工況或非高峰期行駛參考工況，通過(guò)車載信息單元采集車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，所述的車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行信息包括距離出發(fā)點(diǎn)的距離、車輛速度和加速度，公交車實(shí)時(shí)運(yùn)行位置由采集到的距離出發(fā)點(diǎn)的里程信息得到；
[0109] B2、工況相似度判斷
[0110] 取公交車當(dāng)前位置及該位置前10米為一個(gè)里程片段，與事先構(gòu)建的存儲(chǔ)于車輛主控制器的行駛參考工況在相應(yīng)的里程片段以平均速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差、平均加速度、加速度標(biāo)準(zhǔn)差、平均減速度、減速度標(biāo)準(zhǔn)差為特征參數(shù)進(jìn)行相似程度的比較。為了消除量綱的影響、方便判斷規(guī)則制定，這里采用一種夾角余弦相似度判斷的距離度量方法，原理如下：
[0111] 對(duì)于兩個(gè)n維樣本向量x1=（x11,x12,……x1n）,x2=（x21,x22,……,x2n），其余弦相似度計(jì)算公式為：
[0112]
[0113] 夾角余弦取值范圍為[-1,1]，夾角余弦的絕對(duì)值越大表示兩個(gè)向量的夾角越小，相似程度越大；反之相似程度越小。計(jì)算實(shí)際運(yùn)行時(shí)里程片段內(nèi)的上述六個(gè)特征參數(shù)值組成的樣本特征值矩陣，與構(gòu)建的相應(yīng)行駛參考工況的特征參數(shù)矩陣形成的樣本比較相似度。比較規(guī)則如下：若兩矩陣向量的夾角余弦值cosθ滿足條件0.9≤cosθ≤1，則認(rèn)為兩樣本矩陣是相似的，即車輛實(shí)際運(yùn)行道路工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況是相似的，否則認(rèn)為不相似。實(shí)際執(zhí)行時(shí)運(yùn)用軟件Matlab中的自帶的計(jì)算函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0114] 由于公交車實(shí)際運(yùn)行時(shí)的道路工況的某些參數(shù)與未來(lái)行駛工況具有某種非線性函數(shù)的相互關(guān)系，所以在進(jìn)行車輛實(shí)際運(yùn)行道路工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況相似度判斷的同時(shí)還需判斷預(yù)測(cè)工況與行駛參考工況的相似度。在工況預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方面，文獻(xiàn)《行駛工況自適應(yīng)的PHEV能量在線實(shí)時(shí)優(yōu)化控制研究》采用一種徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RBFNN）逼近非線性函數(shù)的方法構(gòu)建了工況預(yù)測(cè)模型，本發(fā)明基于此方法，在公交車運(yùn)行時(shí)根據(jù)最近一段時(shí)間內(nèi)的速度信息預(yù)測(cè)車輛未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的行駛工況得到預(yù)測(cè)工況。取預(yù)測(cè)工況中對(duì)應(yīng)于公交車當(dāng)前行駛位置后10米為一個(gè)里程片段，與行駛參考工況的相應(yīng)片段進(jìn)行相似度比較，比較方法同上述車輛實(shí)際運(yùn)行道路工況與行駛參考相似度判斷的方法，在此不再贅述。
[0115] B3、切換控制策略
[0116] 判斷公交車實(shí)際運(yùn)行道路工況中當(dāng)前位置前10米形成的里程片段以及預(yù)測(cè)工況中對(duì)應(yīng)于公交車當(dāng)前位置后10米形成的里程片段與行駛參考工況的相應(yīng)位置的里程片段的相似度，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行道路工況與行駛參考工況、預(yù)測(cè)工況與行駛參考工況在相應(yīng)位置的里程片段均相似時(shí)調(diào)用基于行駛參考工況的離線動(dòng)態(tài)規(guī)劃最優(yōu)控制參數(shù)對(duì)公交車進(jìn)行下一步實(shí)時(shí)控制，否則切換控制策略采用模糊邏輯控制策略對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0117] 本發(fā)明采用具有自適應(yīng)性、不依賴精確模型并廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的模糊邏輯控制策略作為實(shí)際道路工況或預(yù)測(cè)工況與離線構(gòu)建的行駛參考工況不相符時(shí)的控制方法對(duì)公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。該控制方法主要對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，重點(diǎn)是模糊轉(zhuǎn)矩控制器的設(shè)計(jì)。鑒于公交車行駛時(shí)頻繁啟停的特點(diǎn)，本發(fā)明在能量總成控制策略中將模糊邏輯控制策略分為正常行駛能量分配控制策略和制動(dòng)能量回饋控制策略兩大部分。其中模糊控制規(guī)則是整個(gè)模糊邏輯控制策略的核心，必須能夠反映設(shè)計(jì)者的控制意圖。
[0118] 所述的模糊控制規(guī)則包括正常行駛能量分配控制規(guī)則和制動(dòng)能量回饋控制規(guī)則：
[0119] B31、當(dāng)公交車正常行駛時(shí)，能量分配控制規(guī)則如下：
[0120] B311、考慮車輛運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最小轉(zhuǎn)速的最低車速限制，當(dāng)公交車運(yùn)行速度小于最低車速時(shí)完全由電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；
[0121] B312、當(dāng)電池電量處于正常值范圍內(nèi)時(shí)，車輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)轉(zhuǎn)矩曲線進(jìn)行輸出，超出部分由電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)或向電機(jī)發(fā)電；
[0122] B313、當(dāng)電池電量高于最高限值時(shí)，若需求轉(zhuǎn)矩處于發(fā)動(dòng)機(jī)最小工作轉(zhuǎn)矩和最優(yōu)工作轉(zhuǎn)矩之間，電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作轉(zhuǎn)矩時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)轉(zhuǎn)矩曲線上，電機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩；
[0123] B314、當(dāng)電池電量較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能提供大于車輛需求轉(zhuǎn)矩為電池充電，但當(dāng)需求轉(zhuǎn)矩超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩限制時(shí)只能由電機(jī)一起提供輔助助力保證車輛驅(qū)動(dòng)需求；
[0124] B315、考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)效率的影響，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)使電機(jī)的負(fù)荷增加，電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)使電機(jī)的負(fù)荷較低從而獲得更高的電機(jī)效率。
[0125] B32、當(dāng)公交車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量回饋控制規(guī)則如下：
[0126] B321、為使電機(jī)能夠有效地進(jìn)行能量回饋，限制當(dāng)車速大于最低車速時(shí)才進(jìn)行制動(dòng)能量回收；
[0127] B322、車輛制動(dòng)過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)矩滿足條件Te≤Te_max，即電機(jī)轉(zhuǎn)矩小于電機(jī)能夠提供的最大發(fā)電轉(zhuǎn)矩時(shí)，進(jìn)行制動(dòng)能量回收；
[0128] B323、限制車輛運(yùn)行時(shí)電池荷電狀態(tài)SOC的工作范圍，當(dāng)電池電量超出最大限值時(shí)不進(jìn)行制動(dòng)能量回收，由機(jī)械制動(dòng)控制車輛?？?。
[0129] 基于上述模糊控制規(guī)則最終得到公交車行駛過(guò)程中當(dāng)實(shí)際道路工況或預(yù)測(cè)工況與所構(gòu)建行駛參考工況不相符時(shí)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而求得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，并發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和電動(dòng)機(jī)控制單元分別控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而完成對(duì)整車進(jìn)行控制。
[0130] 但在實(shí)際情況中必需考慮到的一種情況是，雖然8點(diǎn)20出發(fā)的某路混合動(dòng)力公交車運(yùn)行時(shí)間階段分屬于高峰期時(shí)段，但公交車在行駛時(shí)由于路況信息不確定性的影響難免會(huì)出現(xiàn)從高峰期時(shí)段向非高峰期時(shí)段跨越或相反的情況，所以當(dāng)混合動(dòng)力公交車在道路上實(shí)際運(yùn)行時(shí)，首先根據(jù)現(xiàn)階段運(yùn)行時(shí)間判斷所處時(shí)段，相應(yīng)選擇行駛參考工況及對(duì)應(yīng)的優(yōu)化控制參數(shù)，過(guò)程如上所述，若此時(shí)出現(xiàn)時(shí)間由高峰期時(shí)段向非高峰期時(shí)段跨越的情況，則立刻調(diào)用存儲(chǔ)在車輛主控制器中的非高峰期時(shí)段的行駛參考工況及其對(duì)應(yīng)的離線優(yōu)化最優(yōu)控制參數(shù)并進(jìn)行準(zhǔn)確
定位，在線控制時(shí)采用同高峰期時(shí)段相同的控制方法對(duì)公交車進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。這樣通過(guò)離線優(yōu)化和在線控制兩大部分實(shí)現(xiàn)了基于道路工況的并聯(lián)混合動(dòng)力城市公交車的控制。
[0131] 該方法同樣適用于其他時(shí)間實(shí)際運(yùn)行的該路混合動(dòng)力城市公交車，控制過(guò)程如8點(diǎn)20分運(yùn)行的混合動(dòng)力城市公交車控制方法。
