[發明專利]一種網聯環境下考慮換道行為的HEV能量管理分層控制方法

有效

• 申請號: 202010898329.X
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111959492B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 胡曉松;張風奇;唐小林;李佳承
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B60W20/11
• 分類號: B60W20/11;B60W20/12;B60W20/15
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種網聯環境下考慮換道行為的HEV能量管理分層控制方法，屬于新能源汽車領域。該方法包括1)考慮換道行為的經濟駕駛車速決策方法：根據車?車通訊、車?路側設備通訊提供的網聯信息，預測前方車輛信息，采用混雜MPC決策最優換道行為和最優速度；2)能量管理優化控制方法：基于HEV模型，通過跟蹤優化的速度軌跡，對HEV進行能量分配，獲得優化控制量。本發明從車速和動力系統優化兩個維度，以節省能源并提高交通效率，為設計安全、節能、高效、智能的混合動力汽車奠定基礎。本發明可以廣泛應用于不同類型混合動力汽車經濟駕駛和能量管理中。

技術領域

本發明屬于新能源汽車領域，涉及一種網聯環境下考慮換道行為的HEV能量管理分層控制方法。

背景技術

智能化、網聯化及電動化是未來汽車的發展趨勢。隨著智能網聯技術的快速發展，融合網聯信息為混合動力汽車的節能控制提供了有力的支撐。經濟駕駛作為節能控制的有效方式，受到了廣泛的關注。將其融入能量管理，有助于提升整車經濟性和交通效率。

經濟駕駛是在不同交通場景下結合交通信息(如：交通信號燈、交通約束)規劃優化車速，以提升交通效率和車輛經濟性，實現方式有多種，如：經濟駕駛ACC。而在網聯環境下，可以獲取更多的交通信息(如：周圍車輛信息、交通信號燈)，為開發適應性強的經濟駕駛策略提供了有效的途徑。

能量管理策略是混合動力汽車(HEV)的核心技術，直接決定了整車經濟性和動力性。然而，由于實際工況的不確定性，設計魯棒性強的能量管理策略極具挑戰。其性能與車速、需求功率有關，行駛工況受到外部交通環境(如：周圍車輛、交通信號等)的影響，呈現動態變化特性。因此，考慮動態交通信息，對能量管理進行優化，提升整車經濟性和算法的適應性。

因此，在網聯環境下，通過車-車通訊、車-路側設備通訊獲取交通信息和車輛狀態，對主車速度進行優化，通過融合經濟駕駛決策與能量管理策略，考慮換道行為對主車能量管理性能的影響，從縱向和橫向運動控制兩個維度，對能量管理實施雙層優化，進一步提升整車經濟性和交通效率。

尤其在城市工況下，若前方交通流量較大(車輛行駛速度較慢)，僅通過縱向控制難以保證交通效率和整車經濟性。現有的技術方案中均未考慮換道行為(橫向控制)對能量管理性能的影響，這極大地限制了能源效率的進一步提升。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種網聯環境下考慮換道行為的混合動力汽車(HEV)能量管理分層控制方法，針對目前網聯環境下混合動力汽車能量管理均未考慮換道行為對其的影響，算法控制自由度低(僅有縱向控制)，無法充分發揮能量管理的節能潛力，節能效果的提升受到一定的限制，尤其在交通流量較大的情況下(如前方車輛行駛較慢)的問題，從縱向和橫向運動控制兩個維度，融合經濟駕駛和能量管理策略，實現對網聯環境下混合動力汽車動力系統的分層節能控制，提高交通效率和車輛的經濟性。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種網聯環境下考慮換道行為的混合動力汽車能量管理分層控制方法，適用于單軸并聯式混合動力汽車，該方法包括以下步驟：

步驟一：考慮換道行為的經濟駕駛決策方法