一种混合动力客车控制方法及装置与流程

本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种混合动力客车控制方法及装置。

背景技术：

目前随着车辆节能减排日益严峻，为了提高车辆的经济性和排放性，采用多动力的方式进行能量的分配实现节能减排的目标。由于公交车车辆运营线路固定、驾驶员固定等的特殊性，一般采用基于规则的整车策略控制能够保证整车的在特定工况下的经济性最优，但由于工况多样化，驾驶习惯差异性不能保证根据车辆的运行线路保持经济性最优。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混合动力客车控制方法及装置，用以解决现有技术中基于规则的整车控制策略使车辆经济性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种混合动力客车控制方法，包括如下方法方案：

方法方案一，在车辆运行过程中，采集车辆的实时运行数据，得到车辆当前的运行工况；

根据车辆当前的运行工况，检索存储的动力参数数据库，找到与所述车辆当前的运行工况相匹配的基准工况，进而得到与该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数；其中，动力参数数据库中存储着一组条目，每个条目包括一个基准工况，以及该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数；

根据该动力控制参数，对车辆进行控制。

方法方案二，在方法方案一的基础上，运行数据包括油门开度、车速和制动踏板开度。

方法方案三，在方法方案二的基础上，还包括：

根据车辆的实时运行数据，得到车辆当前的驾驶员意图情况；

根据车辆当前的驾驶员意图情况，检索存储的驾驶员特征参数数据库，找到与当前的驾驶员意图情况相匹配的驾驶员意图情况，进而得到与该驾驶员意图情况对应的扭矩修正系数；其中，驾驶员特征参数数据库中存储着一组条目，每个条目包括一种驾驶员意图情况，以及该驾驶员意图情况对应的扭矩修正系数；

根据该扭矩修正系数，对车辆进行控制。

方法方案四，在方法方案三的基础上，所述驾驶员意图情况包括：紧急加速意图、一般加速意图、平缓加速意图、紧急制动意图、一般制动意图、平缓制动意图、高速巡航意图、低速巡航意图。

方法方案五，在方法方案四的基础上，紧急加速意图对应的扭矩修正系数大于一般加速意图对应的扭矩修正系数，一般加速意图对应的扭矩修正系数大于平缓加速意图对应的扭矩修正系数。

方法方案六，在方法方案四的基础上，紧急制动意图对应的扭矩修正系数小于一般制动意图对应的扭矩修正系数，一般制动意图对应的扭矩修正系数小于平缓制动意图对应的扭矩修正系数。

方法方案七，在方法方案一的基础上，存储的动力参数数据库采用如下步骤获得：

采集车辆历史运行数据；

根据历史运行数据，将车辆的历史运行过程分成不同的基准工况；

在不同的基准工况下，采用探索性优化算法，获得与不同的基准工况对应的使车辆燃油最小的动力控制参数：

其中，f(x)为目标函数，qfuel为各循环工况下车辆百公里综合油耗；gj(x)≥0为约束条件，共m个约束条件；xi为动力控制参数，共n个动力控制参数；分别为第i个动力控制参数的下限和上限。

本发明还提供了一种混合动力客车控制装置，包括如下装置方案：

装置方案一，包括处理器，所述处理器用于实现下述方法的指令：

在车辆运行过程中，采集车辆的实时运行数据，得到车辆当前的运行工况；

根据车辆当前的运行工况，检索存储的动力参数数据库，找到与所述车辆当前的运行工况相匹配的基准工况，进而得到与该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数；其中，动力参数数据库中存储着一组条目，每个条目包括一个基准工况，以及该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数；

根据该动力控制参数，对车辆进行控制。

装置方案二，在装置方案一的基础上，运行数据包括油门开度、车速和制动踏板开度。

装置方案三，在装置方案二的基础上，还包括：

根据车辆的实时运行数据，得到车辆当前的驾驶员意图情况；

根据车辆当前的驾驶员意图情况，检索存储的驾驶员特征参数数据库，找到与当前的驾驶员意图情况相匹配的驾驶员意图情况，进而得到与该驾驶员意图情况对应的扭矩修正系数；其中，驾驶员特征参数数据库中存储着一组条目，每个条目包括一种驾驶员意图情况，以及该驾驶员意图情况对应的扭矩修正系数；

根据该扭矩修正系数，对车辆进行控制。

装置方案四，在装置方案三的基础上，所述驾驶员意图情况包括：紧急加速意图、一般加速意图、平缓加速意图、紧急制动意图、一般制动意图、平缓制动意图、高速巡航意图、低速巡航意图。

装置方案五，在装置方案四的基础上，紧急加速意图对应的扭矩修正系数大于一般加速意图对应的扭矩修正系数，一般加速意图对应的扭矩修正系数大于平缓加速意图对应的扭矩修正系数。

装置方案六，在装置方案四的基础上，紧急制动意图对应的扭矩修正系数小于一般制动意图对应的扭矩修正系数，一般制动意图对应的扭矩修正系数小于平缓制动意图对应的扭矩修正系数。

装置方案七，在装置方案一的基础上，存储的动力参数数据库采用如下步骤获得：

采集车辆历史运行数据；

根据历史运行数据，将车辆的历史运行过程分成不同的基准工况；

在不同的基准工况下，采用探索性优化算法，获得与不同的基准工况对应的使车辆燃油最小的动力控制参数：

其中，f(x)为目标函数，qfuel为各循环工况下车辆百公里综合油耗；gj(x)≥0为约束条件，共m个约束条件；xi为动力控制参数，共n个动力控制参数；分别为第i个动力控制参数的下限和上限。

本发明的有益效果：

本发明的混合动力客车控制方法及装置，能够根据车辆处于的不同的运行情况，控制使得车辆处于一个燃油最少的情况。本发明不再使用传统的规则化的整车控制策略，而是根据运行工况选择优化过的动力控制参数进行整车控制，该方法实用性较高，能够适用于各种不同的情况，提高了整车的经济性，进而减少了对环境的污染。

进一步地，该方法还根据驾驶员的意图情况，来对车辆的扭矩进行修正，进一步提高了整车的控制性能，获得最佳的节能效果。

附图说明

图1是基于本发明的混合动力客车控制方法的控制系统示意图；

图2是基准工况构建方法流程图；

图3是驾驶员意图情况识别方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

为了实现本发明的混合动力客车控制方法，采用如图1所示的控制系统。该系统包括车辆、中间传递介质和远程终端服务器。车辆可为新能源汽车。中间传递介质能够实现无线数据的广播传输。远程终端服务器内部存储有各种所需的算法，来实现对新能源汽车控制参数的优化(包括动力控制参数和扭矩修正系数)，从而对新能源汽车进行控制。

新能源汽车通过中间传递介质，将自身的运行信息传递给远程终端服务器。经过远程终端服务器内部的各种算法，得到各种优化过的控制参数，并将该控制参数通过中间传递介质发送给新能源汽车，对新能源汽车进行控制。

首先，在车辆的运行过程中，采集车辆当前的运行数据，包括油门踏板开度、车速、制动踏板开度、以及故障码等所有can网络数据。根据车辆的实时运行数据，得到车辆当前的运行工况和驾驶员意图情况。

其中，驾驶员意图情况可分为七种情况，如图3所示，分别为紧急加速意图、一般加速意图、平缓加速意图、紧急制动意图、一般制动意图、平缓制动意图、高速巡航意图、低速巡航意图。

若新能源汽车处于加速状态，通过采集的油门踏板及其平均变化率来判断驾驶员的加速意图，包括紧急加速意图、一般加速意图、平缓加速意图。

若新能源汽车处于制动状态，通过采集的制动踏板及其平均变化率来判断驾驶员的制动意图，包括紧急制动意图、一般制动意图和平缓制动意图。

若新能源汽车处于巡航状态，通过采集车辆的平均车速及其平均变化率来判断驾驶员的巡航意图，包括高速巡航意图和低速巡航意图。

然后，根据车辆当前的运行工况，检索存储的动力参数数据库，找到与该车辆当前的运行工况相匹配的基准工况，进而得到与该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数。同时，根据当前的驾驶员意图情况，检索存储的驾驶员特征参数数据库，找到与该驾驶员匹配的驾驶员意图情况，进而得到与该驾驶员意图情况对应的扭矩修正系数。

其中，动力参数数据库和驾驶员特征参数数据库采用不同的方法来构建。

动力参数数据库的构建步骤：

采集新能源汽车的历史运行数据，包括油门踏板开度、车速、制动踏板开度、以及故障码等所有can网络数据，并将这些数据通过中间传递介质以gprs模式上传给远程终端服务器，远程终端服务器将接收到的这些数据存储到服务器端。只要车辆上电成功，就能实现数据的上传。在进行存储时，为了节约存储空间，存储数量达到一定的数值或者存储时间达到一定的时间后，会自动清零，并进行下一周期的数据存储。

服务器中存储有编写好的脚本文件，该脚本文件能够将采集到的一定周期的运行数据抽象出运行工况特征，进而得到不同的基准工况，如图2所示。具体为：

1)将采集到的大数据n按照数据量进行分割，每1m为一个小工况，共计m个，针对每个工况，计算出该工况的特征值，例如平均车速、各车速的占比及加减速度占比；

2)对m个工况进行聚类计算，根据每个片段的特征值，进行聚类，得到m个工况中每个类的相关性系数；

3)根据各类的加权系数，构建出基准工况。

根据所抽象出的基准工况，调用探索性优化算法，进行全局寻优，全局寻优的目标值是整车在电量平衡的基础上，整车经济性最优，得到与之匹配的优化的动力控制参数。优化的动力控制参数具有非线性、多目标性，求解是在目标函数的可行域内得到控制参数最优解，控制参数优化的数学模型为：

其中，f(x)为目标函数，qfuel为各循环工况下车辆百公里综合油耗；gj(x)≥0为约束条件，共m个约束条件；xi为动力控制参数，共n个动力控制参数；分别为第i个动力控制参数的下限和上限。

驾驶员特征参数数据库的构建步骤：

采集新能源汽车的历史运行数据，包括油门踏板开度、车速和制动踏板开度。并将这些数据通过中间传递介质以gprs模式上传给远程终端服务器，远程终端服务器将接收到的这些数据存储到服务器端。只要车辆上电成功，就能实现数据的上传。在进行存储时，为了节约存储空间，存储数量达到一定的数值或者存储时间达到一定的时间后，会自动清零，并进行下一周期的数据存储。

服务器中存储有编写好的脚本文件，该脚本文件能够将采集到的一定周期的运行数据抽象出驾驶员意图情况。

在每种驾驶员意图情况下，都对应一个扭矩修正系数k。k的取值范围为0.5～2，k越大滤波越大，k越小滤波越小。对于k的取值可按照如下规则：

新能源汽车在高速行驶过程中，驾驶员的特点是油门踏板到最大再松开油门，再使劲踩油门到最大油门，这样反复动作。对于这种驾驶员，即处于紧急加速的状态下，设置扭矩修正系数k较大，使新能源汽车的变化幅度降低。新能源汽车在低速行驶过程中，即处于一般加速或者平缓加速的状态下，设置扭矩修正系数k较小，比处于紧急加速状态下的扭矩修正系数k小。

同样的，当新能源汽车处于制动过程中，根据平均制动踏板的开度及其变化率来判断驾驶员的制动意图，并相应设置扭矩修正系数k。当制动频繁且制动深度较小时，即处于平缓制动的状态下，设置扭矩修正系数k较大，以使电制动力平衡；当制动力较大时，即处于紧急制动的状态下，设置扭矩修正系数k较小，以达到对驾驶员意图的修正和识别。

最后，根据上述得到的动力控制参数和扭矩修正系数，对车辆进行控制。

本发明还提供了一种混合动力客车控制装置，包括处理器，所述处理器用于实现下述方法的指令：

在车辆运行过程中，采集车辆的实时运行数据，得到车辆当前的运行工况；

根据车辆当前的运行工况，检索存储的动力参数数据库，找到与所述车辆当前的运行工况相匹配的基准工况，进而得到与该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数；其中，动力参数数据库中存储着一组条目，每个条目包括一个基准工况，以及该基准工况对应的燃油最少的动力控制参数；根据存储的标准工况的特征值，将拥堵工况，市郊工况，高速工况与当前存储周期内的工况进行对比，根据最小距离方法得出当前工况相似于三者之一的工况。整车控制器选取该工况的最优参数。根据该动力控制参数，对车辆进行控制。在整个工况不断的更新动态的整车控制参数，从而达到车辆的最佳性能。

该装置的实质在于实现上述方法，由于对该方法的介绍已足够清楚，故对该装置不再赘述。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。