本發明涉及公交車的控制方法，具體涉及混合動力公交車針對擁堵路段的控制方法。
背景技術：
隨著混合動力公交車在國內大中城市的示范運營，其顯著的節能減排效果得到了人們的一致認可，混合動力公交車也得到了更加廣泛的應用，然而隨著城市交通越來越擁堵，特別是在客流量大的區間，由于公交車有其固定線路，無法繞開擁堵路段，這就使得混合動力公交車的節能減排效果愈發明顯，但是混合動力公交車在擁堵路段和暢通路段的控制策略如果相同，必然會導致其燃油經濟性不是最優，因此，針對不同擁堵情況下的控制策略對于提高混合動力公交車的節能減排效果是具有積極意義的。
現有的一些針對擁堵路段所采取的一些控制策略，一般為擁堵時多用電驅動，雖然減少發動機在擁堵路段的低效率運轉的確有助于節能減排，但是對于混合動力公交車，其存電量是有限的，而且在沒有事先刻意儲備的情況下，其電源存電量一般不會存滿，這對于擁堵路段的驅動往往是不夠的，若等到電源電量不足時，由發動機專門給電源發電，此時發動機的運轉效率是非常低的，甚至會增加整體的燃油消耗和排放量。
技術實現要素：
出于解決上述問題，本發明提出一種混合動力公交車的控制方法，通過實時監測前方固定長度路段區間內同一線路公交車數量信息，將所述區間道路擁堵狀態分為多級，根據不同的擁堵等級，設定所述發動機和動力電源不同的能量分配方法，以達到不同擁堵路段最優的節能減排的控制方法。
為實現上述目的，本發明的技術方案是：
一種混合動力公交車的控制方法，所述混合動力公交車的驅動源包括發動機和動力電源，所述動力電源為雙電源，所述控制方法包括以下步驟：
(1)通過實時監測前方固定長度路段區間內同一線路公交車數量信息，將所述區間道路擁堵狀態分為四級：不擁堵為一級，較為擁堵為二級，擁堵為三級，非常擁堵為四級；
(2)根據上述擁堵等級，設定所述發動機和動力電源不同的能量分配方法：一級擁堵等級下使用第一能量分配方法，二級擁堵等級下使用第二能量分配方法，三級擁堵等級下使用第三能量分配方法，四級擁堵等級下使用第四能量分配方法。
進一步地，步驟(1)中還包括判斷前方同一線路公交車是否有因為故障而緩慢行駛或停止，若有，則不將該故障車輛計入數量信息，否則，計入數量信息。
所述動力電源包括能量型電源和功率型電源。
優選地，所述能量型電源為鋰電池，所述功率型電源為超級電容器。
所述第一能量分配方法為車輛正常工作控制方法。
所述第二能量分配方法為增加能量型電源的制動回收能量比例，同時減少功率型電源的制動回收能量比例。
所述第三能量分配方法為增加發動機輸出能量，利用所述發動機用于驅動車輛以外的能量給所述動力電源充電。
所述第四能量分配方法為增加能量型電源的制動回收能量比例、減少功率型電源的制動回收能量比例，同時增加發動機輸出能量，利用所述發動機用于驅動車輛以外的能量給所述動力電源充電。
相比現有的混合動力公交車的控制方法，本發明有顯著優點和有益效果，具體體現為：
1、使用本發明混合動力公交車的控制方法，利用車聯網系統實時監測前方路段的擁堵情況，可以實時調整控制策略，最大限度節能減排；
2、使用本發明混合動力公交車的控制方法，利用前方路段內公交車數量來判斷擁堵情況，既能保證信息的準確，也操作簡單；
3、使用本發明混合動力公交車的控制方法，利用雙動力電源及發動機之間能量的分配，根據不同擁堵等級來調整控制方法，進一步提高燃油經濟性。
附圖說明
圖1為本發明混合動力公交車的控制方法的流程圖。
具體實施方式
本發明的具體實施方法如下：
城市運營公交車均有其固定運行路線及停靠站點，不能隨意更改線路，因而，當出現道路擁堵時，公交車也必須運行其固定線路，無法避免，對于傳統的公交車，由于其完全由發動機驅動，基本沒有節能減排的空間，然而對于混合動力公交車來說，控制方法的不同會對整車燃油消耗產生影響，特別是不同工況對于燃油的消耗影響較大，如果能在不同工況下均使用其最優的控制方法，則對于整體的節能減排效果會有很大的提高。
為了保護動力電池、延長其壽命，現有的混合動力公交車多采用超級電容等功率型電源配合鋰離子動力電池等能量型電源共同使用，這樣既能保護電池，也能提高車輛的驅動能力。
混合動力公交車在滑行或制動時會利用電動機反轉發電來實現制動能量的回收，并存儲在動力電源內以供驅動使用，而在制動回收過程中會將能量分別存儲于動力電池和超級電容內，動力電池和超級電容在回收能量時會按照一定比例分配，以保護動力電池和盡可能提高回收效率。
本發明的控制方法主要應用于雙動力電源的混合動力系統，所述混合動力系統包括發動機、驅動電機及其控制器、發電機及其控制器、動力電池、超級電容，所述驅動電機與發電機為雙繞組電機，所述動力電池、超級電容分別與所述驅動電機、發電機的兩套繞組連接，用于驅動所述驅動電機、發電機的運轉，所述發動機與所述驅動電機動力耦合，所述發動機與所述發電機連接，所述發動機可以通過所述發電機給所述動力電池和超級電容發電。
本發明所提高的混合動力公交車控制方法，主要包括兩個步驟：(1)監測前方路段同一線路公交車數量，(2)調整能量分配方法。具體流程圖如圖1所示。
(1)監測前方路段同一線路公交車數量是指監測前方公交線路上某一固定區間內本線路公交車的數量，并通過所示公交車數量來分析前方路段的擁堵等級。公交車線路一般不會是直線，因而不能根據路線長度來定義區間，本發明中選取前方一個或多個站點之間的區間路段作為監測路段，監測該路段內本線路公交車的數量，公交車均有定位系統，混合動力公交車可以通過車載GPS系統監測前方公交車數量，并根據監測到的公交車數量將前方監測路段的擁堵情況進行劃分等級：不擁堵為一級、較為擁堵為二級、擁堵為三級、非常擁堵為四級。
監測所述前方路段本線路公交車的數量時，可能存在公交車因故障而緩慢行駛或停止的情況，因而，本發明在檢測數量時會出去故障車輛數量，以防分析出現偏差而帶來的控制方法不匹配，繼而造成的燃油消耗增加和排放增加。所述故障車輛的區分可以通過故障車輛發出的故障信號的采集來判斷。
分析前方路段擁堵情況，也可以由前方已進入擁堵工況的本線路公交車向后車發送擁堵信號，后車根據前方某一路段內發送擁堵信號的公交車數量對前方路段的擁堵情況進行等級劃分。
(2)調整能量分配方法。根據上述分析結果，針對不同擁堵狀況，調整車輛控制方法，即發動機與動力電源的能量分配方法，以保證本車在擁堵路段的燃油消耗及排放最低。發動機在低速時效率低、排放高，而車輛驅動系統中只有發動機會產生燃油消耗和排放物，為了減少整車的燃油消耗和排放，就需要減少發動機的燃油消耗和排放，即減少發動機低速工作時間，在遇到擁堵路段時，混合動力公交車運行速度低，若此時發動機參與驅動的時間減少，就能夠提高節能減排效果，但是所述動力電源的電量有限，如果每次遇到擁堵路況都提前將動力電源電量充滿或是等到動力電源電量不足時再由發動機驅動發電，由于發動機停車充電的效率非常低，這樣操作也會造成燃油消耗高和排放高的問題，那么如何盡可能保證低速時動力電源的存電量足夠驅動車輛是一個非常重要的問題。
本發明針對不同等級的擁堵情況分別給出相應的控制方法，當擁堵等級為一級時(即不擁堵)，則所述混合動力公交車無需改變控制方法，選取第一能量分配方法，即正常行駛。
當擁堵等級為二級時，所述混合動力公交車改變控制方法，選取第二能量分配方法，即改變所述動力電池與所述超級電容的制動回收比例，提高所述動力電池的回收比例，同時降低所述超級電容的回收比例，由于超級電容的存儲量較小，因而，為了保證擁堵路段所述動力電源電量足以驅動車輛通過擁堵路段，所述第二能量分配方法即提高所述動力電池的制動回收比例，盡可能多的存儲能量以備用。
當擁堵等級為三級時，所述混合動力公交車選取第三能量分配方法，即在所述混合動力公交車到達擁堵路段前增加發動機輸出能量，并利用所述發動機輸出能量除了驅動車輛以外的能量驅動所述發電機給所述動力電源充電，在不影響驅動也不影響駕駛員駕駛感覺的前提下，在發動機高效運行時提高其輸出功率來實現所述動力電源的電量儲備，盡可能保證所述混合動力公交車在擁堵路段時純電驅動。
當擁堵等級為四級時，所述混合動力公交車選取第四能量分配方法，同時采取所述第二能量分配方法與第三能量分配方法，即增加所述動力電池的制動回收能量比例、減少所述超級電容的制動回收能量比例，同時增加發動機輸出能量，利用兩種方法來盡可能提高所述動力電源的電量存儲量，以供擁堵路段時使用。
使用上述四種能量分配方法分別針對四種擁堵等級下的道路工況做出控制方法的調整，盡可能減少發動機低速、低效率工作，有效減少整車燃油消耗和污染物排放，提高整體的節能減排效果。
對于為本發明的示范性實施例，應當理解為是本發明的權利要求書的保護范圍內其中的某一種示范性示例，具有對本領域技術人員實現相應的技術方案的指導性作用，而非對本發明的限定。