[發(fā)明專利]一種智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010958502.0
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112124299B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 彭劍坤;王勇;李志斌;張海龍;譚華春;丁璠
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: B60W20/12
• 分類號: B60W20/12;B60W20/15;B60L15/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發(fā)明涉及一種智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化方法，其中決策規(guī)劃層包括路徑規(guī)劃、動作規(guī)劃以及軌跡規(guī)劃，將前述三種規(guī)劃分別與低能耗規(guī)劃結(jié)合實現(xiàn)多目標協(xié)同優(yōu)化；車輛控制層通過能量管理模塊在滿足決策規(guī)劃層的前提下，進行整個動力總成系統(tǒng)的能量管管理；本發(fā)明將汽車整車能耗優(yōu)化分為兩層，分別為智能駕駛域的低能耗規(guī)劃任務與在動力總成域的能量管理任務，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化方法，特別涉及一種將智能駕駛系統(tǒng)的低能耗規(guī)劃與新能源汽車動力系統(tǒng)的能量管理兩者協(xié)同的分層式能耗優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的架構(gòu)分為三層，第一層是環(huán)境感知層，通過車載傳感器和網(wǎng)聯(lián)設備的感知并獲取復雜的交通環(huán)境信息；第二層是決策規(guī)劃層，智能汽車駕駛系統(tǒng)通過對將環(huán)境信息的理解，規(guī)劃未來一段時間的行駛指令，進行避障與執(zhí)行交通規(guī)則，可提升交通效率；第三層是控制層，執(zhí)行決策規(guī)劃層的指令，實現(xiàn)安全駕駛。同時，新能源汽車作為一種采用新型動力系統(tǒng)，用驅(qū)動電機提供或輔助驅(qū)動力的汽車，相比傳統(tǒng)燃油汽車，動力系統(tǒng)更加高效。

將新能源汽車作為智能駕駛系統(tǒng)的載體，可有效促進節(jié)能減排水平、交通效率和安全性的提升。智能化與電氣化的發(fā)展趨勢使得汽車搭載大量的電子控制器，汽車電子電氣架構(gòu)逐漸由傳統(tǒng)分布式控制向域控制方向發(fā)展，域控制器可以將汽車電子各部分功能劃分成幾個領(lǐng)域，如動力總成域，智能座艙域和智能駕駛域等。通過將智能駕駛域的低能耗規(guī)劃與動力總成域的能量管理相結(jié)合，并實施協(xié)同能耗優(yōu)化，能夠滿足駕駛安全與交通效率的同時，進一步降低汽車的實際行駛能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化方法，將汽車整車能耗優(yōu)化分為兩層，分別為智能駕駛域的低能耗規(guī)劃任務與在動力總成域的能量管理任務，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車分層式能耗優(yōu)化方法，包括感知層、決策規(guī)劃層以及車輛控制層，感知層將獲取的信息傳遞至決策規(guī)劃層，決策規(guī)劃層將規(guī)劃結(jié)果輸送至車輛控制層；

其中，決策規(guī)劃層包括路徑規(guī)劃、動作規(guī)劃以及軌跡規(guī)劃，將前述三種規(guī)劃分別與低能耗規(guī)劃結(jié)合實現(xiàn)多目標系統(tǒng)優(yōu)化；

車輛控制層通過能量管理模塊在滿足決策規(guī)劃層的前提下，進行整個動力總成系統(tǒng)的能量管管理；

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，前述將路徑規(guī)劃與低能耗規(guī)劃進行結(jié)合的步驟具體為：

第11步，獲取智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車的路徑規(guī)劃目標函數(shù)

其中，Eff(i)表示第i個路點的效率代價項，Saf(i)表示行車的安全項，Sta(i)表示全局參考路徑穩(wěn)定代價項，ω是各項系數(shù)；

第12步，將路徑規(guī)劃與低耗能規(guī)劃結(jié)合，得到新的目標函數(shù)為

其中，Eff(i)表示第i個路點的效率代價項，Saf(i)表示行車的安全項，Sta(i)表示全局參考路徑穩(wěn)定代價項，Cost(i)表示第i個路點與第i-1個路點之間消耗的能耗，ω是各項系數(shù)；

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，前述將動作規(guī)劃與低能耗規(guī)劃進行結(jié)合的步驟具體為：

通過對若干目標賦予權(quán)重系數(shù)，獲取車輛的動作規(guī)劃與低能耗規(guī)劃的目標函數(shù)為

其中x_eff表示道路交通通行效率，x_saf表示交通安全系數(shù)，cost表示行車與整個交通能耗，λ是各項系數(shù)；