一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法技术

本发明专利技术公开一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，包括步骤1：按照采样周期，采集公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息；步骤2：将公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行模糊化，再进行模糊推理计算后，解模糊，获得控制允许度；步骤3：当所述控制允许度为{低}时，所述公交客车按原来行驶状态行驶；当控制允许度为{中，高}时，断开公交客车的发动机与变速器的离合器，保持发动机与变速器无扭矩传递，并保持发动机关闭状态；保持变速器低档位运行，允许降档，禁止升档；采用驱动电机单独驱动公交客车，并限制其输出功率。使综合能耗和离合器使用寿命得到提升。

An Intelligent Transportation Information-based Area Control Method for Bus Station of Hybrid Electric Bus

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法
本专利技术涉及混合动力公交客车对公交站点区域适应性控制领域，更具体的是，本专利技术涉及一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法。
技术介绍
通常情况下混合动力公交客车根据油门、刹车、车速等信息控制发动机、驱动电机及自动变速器总成，在常规行驶路况下系统性能较优，但在公交站点区域，由于传统控制系统忽略车辆所处行驶环境信息，会带来发动机短距启/停、不必要换挡等恶化整车能耗、离合器总成零部件使用寿命及乘坐舒适性的问题。因此，引入智能交通(ITS)实时信息，并综合这些信息进行更趋合理的控制对于提升现有系统综合性能是有益的。鉴于此，本专利技术提出一种基于智能交通(ITS)信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，以提高混合动力公交客车控制系统对于行驶环境的适应性。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，能够实时获得公交客车的路况和车况，有效减少混合动力公交客车在接近公交站点区域的发动机启/停、离合器及换挡动作次数，使综合能耗、离合器使用寿命以及整车乘坐舒适性得到提升。本专利技术还能在控制允许度为{中，高}时，限定驱动电机的输出功率，节省电量，避免电池SOC过低而启动发动机。本专利技术提供的技术方案为：一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，采集公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息；步骤2：将所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行模糊化，再进行模糊推理计算后，解模糊，获得控制允许度；其中，所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离、电池电量和控制允许度分为三个等级；所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离的模糊集为{小，中，大}，所述公交客车的电池电量和控制允许度的模糊集为{低，中，高}；步骤3：当所述控制允许度为{低}时，所述公交客车按原来行驶状态行驶；当所述控制允许度为{中，高}时，断开公交客车的发动机与变速器的离合器，保持发动机与变速器无扭矩传递，并保持发动机关闭状态；保持变速器低档位运行，允许降档，禁止升档；采用驱动电机单独驱动公交客车，并控制其输出功率满足：当所述控制允许度为{中}时：当所述控制允许度为{高}时：式中，P为驱动电机的输出功率，Pmax为驱动电机的最大输出功率，d为公交客车距下一公交站的距离，D0为设定距离，v为车速，vmin为最小车速，vmax为最大车速，为油门开度，ηe为电池电量。优选的是，步骤2中，将所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行模糊化，所述公交客车的车速的模糊论域为[0,80]，其量化因子为1，距下一公交站的距离的模糊论域为[0,150]，其量化因子为1，油门开度的模糊论域为[0,100]，其量化因子为1，电池电量的模糊论域为[0,100]，其量化因子为1，所述控制允许度的模糊论域为[0,100]，其量化因子为1。优选的是，步骤2中，所述模糊推理计算采用Mamdani算法进行模糊推理计算，其推理规则为：IF(Ai)AND(Bi)AND(Ci)AND(Di)THEN(Ei)(i＝1,2,…n)；对应所述推理规则的推理结果为：其中，所述模糊推理规则基于驾驶员操纵经验提取，Ai为在第i条推理规则中公交客车距前方公交站的距离，Bi为在第i条推理规则中的车速，Ci为在第i条推理规则中的油门开度取值，Di为在第i条推理规则中的电池电量，Ei为在第i条推理规则中的控制允许度，为在第i条推理规则的推理结果，zi为第i条推理规则所占权重，为第i条推理规则中在第x个工况点时公交客车距下一公交站的距离隶属于其对应模糊论域的程度，为第i条推理规则中在第x个工况点时公交客车的车速隶属于其对应模糊论域的程度，为第i条推理规则中在第x个工况点时公交客车的油门开度隶属于其对应模糊论域的程度，为第i条推理规则中在第x个工况点时公交客车的电池电量隶属于其对应模糊论域的程度。优选的是，步骤2中，所述控制允许度的获得采用加权平均法对模糊推理计算结果进行反模糊化处理：式中，zdef为控制允许度。优选的是，在步骤1和步骤2之间还包括，将采集公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行有效性判断，如果有效则进行下一步骤，如果无效则重新采样；其中，当采集的公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量在其对应的模糊论域内时，为有效，否则为无效。优选的是，在进行有效性判断之前，将采集的公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行一阶低通滤波。优选的是，步骤1中，所述采样周期5ms。优选的是，n＝3。本专利技术所述的有益效果：(1)本专利技术所述的基于ITS(智能交通)信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，综合公交客车自身车辆状态信息以及通过智能交通系统获取得到车辆实时位置信息、前方公交站实时距离信息等对接近公交站点的混合动力公交客车进行控制，可有效减少混合动力公交客车在接近公交站点区域的发动机启/停、离合器及换挡动作次数，使系统综合能耗、离合器使用寿命以及整车乘坐舒适性方面均有一定提升。本专利技术还能在控制允许度为{中，高}时，限定驱动电机的输出功率，节省电量，避免电池SOC过低而启动发动机。(2)本专利技术所述的基于ITS信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法是系统在软件层面上的实现，无需增加额外的硬件配置，具有成本低、复用性好的特点。(3)本专利技术所述的基于ITS信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法中采用了模糊推理的方式，充分利用并借鉴了人的操作经验，具有一定智能化水平。(4)本专利技术所述的基于ITS信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法具有通用性和可移植性，该方法可应用于其它各类型搭载混动及自动变速系统的公交客车中。附图说明图1是本专利技术所述的基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法所应用的混合动力系统架构示意图。图2是本专利技术所述的基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法的功能模块示意图。图3是本专利技术所述的基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法的程序流程框图。图4是本专利技术所述的基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法中的模糊推理流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再次阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。如图1所示，图中是实施本专利技术所述的基于ITS信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法所依托的混合动力公交车系统示意图，实施本专利技术所述的基于ITS信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法的程序安装运行于VCU(整车控制单元)中。所述混动系统由发动机、离合器、驱动电机、AMT变速器、动力储能装置、高压电动转向机构、驱动桥和车轮等组成，其为现有混合动力车的常用结构，因此，其具体结构和连接方式在此不做赘述。整车控制器VCU通过控制器局域网与各总成控制器进行交互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，采集公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息；步骤2：将所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行模糊化，再进行模糊推理计算后，解模糊，获得控制允许度；其中，所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离、电池电量和控制允许度分为三个等级；所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离的模糊集为{小，中，大}，所述公交客车的电池电量和控制允许度的模糊集为{低，中，高}；步骤3：当所述控制允许度为{低}时，所述公交客车按原来行驶状态行驶；当所述控制允许度为{中，高}时，断开公交客车的发动机与变速器的离合器，保持发动机与变速器无扭矩传递，并保持发动机关闭状态；保持变速器低档位运行，允许降档，禁止升档；采用驱动电机单独驱动公交客车，并控制其输出功率满足：当所述控制允许度为{中}时：

【技术特征摘要】
1.一种基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，采集公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息；步骤2：将所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行模糊化，再进行模糊推理计算后，解模糊，获得控制允许度；其中，所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离、电池电量和控制允许度分为三个等级；所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离的模糊集为{小，中，大}，所述公交客车的电池电量和控制允许度的模糊集为{低，中，高}；步骤3：当所述控制允许度为{低}时，所述公交客车按原来行驶状态行驶；当所述控制允许度为{中，高}时，断开公交客车的发动机与变速器的离合器，保持发动机与变速器无扭矩传递，并保持发动机关闭状态；保持变速器低档位运行，允许降档，禁止升档；采用驱动电机单独驱动公交客车，并控制其输出功率满足：当所述控制允许度为{中}时：当所述控制允许度为{高}时：式中，P为驱动电机的输出功率，Pmax为驱动电机的最大输出功率，d为公交客车距下一公交站的距离，D0为设定距离，v为车速，vmin为最小车速，vmax为最大车速，为油门开度，ηe为电池电量。2.如权利要求1所述的基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，其特征在于，步骤2中，将所述公交客车的车速、油门开度、距下一公交站的距离和电池电量信息进行模糊化，所述公交客车的车速的模糊论域为[0,80]，其量化因子为1，距下一公交站的距离的模糊论域为[0,150]，其量化因子为1，油门开度的模糊论域为[0,100]，其量化因子为1，电池电量的模糊论域为[0,100]，其量化因子为1，所述控制允许度的模糊论域为[0,100]，其量化因子为1。3.如权利要求2所述的基于智能交通信息的混合动力公交客车公交站点区域控制方法，其特征在于，步骤2中，所述模糊推理计算采用Mamdani算法进行模糊推理计算，其推理规则为：IF(Ai)A...

【专利技术属性】
技术研发人员：付尧，雷雨龙，李兴忠，王林波，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22