[發明專利]基于V2X的混合動力汽車的能量管理優化控制方法

有效

• 申請號: 201610052661.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105759753B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 錢立軍;邱利宏;闞萍;程偉;辛付龍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

本發明公開了一種基于V2X的混合動力汽車的分層能量管理優化控制方法，基于車聯網，進行車與車通信以及車與交通設施通信；通過交通信號燈正時和上層控制器集成的模型預測算法，獲取給定時間窗口的最優目標車速序列，并將最優目標車速序列通過無線傳輸形式反饋給每輛車的駕駛員，駕駛員根據最優目標車速序列進行加速或者制動。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明的基于V2X的混合動力汽車的分層能量管理優化控制方法獲取最優目標車速，可以在避免紅燈停車或碰撞的基礎上有效降低混合動力汽車的油耗，實現混合動力汽車的實時能量管理，可以為解決混動力汽車實時能量管理及優化提供新的思路。

技術領域

本發明涉及一種混合動力汽車能量管理優化控制方法，尤其涉及的是一種基于V2X的混合動力汽車的分層能量管理優化控制方法。

背景技術

混合動力汽車的能量管理控制系統是一個非線性、多變量、時變、不可微的系統，是當前混合動力汽車領域研究的熱點和難點，直接影響混合動力汽車的動力性、經濟性、舒適性及排放性能。

基于規則的控制方法已經實現產業化應用，而基于優化的控制方法主要停留在理論研究階段。為了得到理論上的最優解，一些學者將模型預測(model predictivecontrol,MPC)和動態規劃(dynamic programming,DP)結合起來?？紤]到計算的時間成本問題，又有學者研究了可以獲得近似最優解的等效燃油消耗最小原理(equivalentconsumption minimization strategy,ECMS)或龐特亞金最小值原理(Pontryagin’sminimum strategy,PMP)。然而，MPC和DP的組合算法、ECMS、PMP或這些算法的改進方法，以及一些其它的基于優化的控制算法，始終無法實現實時控制。而且，在使用這些方法求解的過程中，被控對象模型一般被不同程度的簡化，比如忽略了駕駛員的駕駛意圖、實際道路情況、信號燈的影響以及車與車之間的相互影響等，所得到的最優解并不是真正意義上的最優解。

隨著智能交通系統的不斷發展，采用車聯網技術解決混合動力汽車的實時優化控制成為可能?；谥悄芙煌ㄏ到y提出一種基于V2X(vehicle to vehicle,車車通信，以及vehicle to infrastructure，車與交通設施通信，后統稱為車聯網)的方法，從智能交通(intelligent traffic system,ITS)的角度，為解決整個交通系統中多輛混合動力汽車的實時能量管理及優化的問題提供新的思路。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于V2X的混合動力汽車的分層能量管理優化控制方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種基于V2X的混合動力汽車的分層能量管理優化控制方法，包括如下步驟：

步驟(1)、基于車聯網環境，汽車通過專用短距離通信(DSRC)、射頻識別(RFID)、藍牙、ZIGBEE、WI-FI或窩峰網，進行車與車通信以及車與交通實施通信；

步驟(2)、通過交通信號燈正時獲取混合動力汽車的目標車速；

步驟(3)、通過上層控制器集成的模型預測算法以及步驟(2)獲取的混合動力汽車目標車速預測給定時間窗口的最優目標車速序列，并將最優目標車速序列通過無線傳輸形式反饋給每輛車的駕駛員，駕駛員根據最優目標序列車速進行加速或者制動；

步驟(4)、車載通信裝置將加速和制動踏板傳感器采集的信號反饋發送給云端服務器；

步驟(5)、云端服務器根據加速或者制動踏板傳感器采集到的信號，計算駕駛員請求轉矩或者功率信息并通過無線傳輸的方式發送給下層控制器。

步驟(6)、下層控制器根據接收到的駕駛員請求的轉矩或功率信息,獲取當前時刻發動機和電機的最優轉矩或功率分配，并將最優轉矩或功率分配指令通過無線傳輸發送給發動機控制器、電機控制器、變速箱控制器以及動力電池控制器；