[发明专利]融合驾驶模式信息的汽车预测巡航参数自整定控制系统

说明书

一种考融合驾驶模式辨识信息的网联汽车预测巡航参数自整定控制系统，属于智能网联汽车节能控制领域。本发明的目的是通过数据挖掘的手段对车辆驾驶模式进行辨识，提升车辆燃油经济性的同时大幅降低了多目标优化控制权重整定工作量的融合驾驶模式信息的汽车预测巡航参数自整定控制系统。本发明步骤是：信息采集、前车驾驶模式聚类与辨识、预测巡航控制器设计、基于贝叶斯优化方法的参数整定设计。本发明能够快速准确地求出一组最优权重参数，这有效避免了人为选择权重时所需要的大量试错，大幅减少权重参数调整的人力，并在一定程度上改善驾驶舒适度和跟踪性能。

技术领域

本发明属于智能网联汽车节能控制领域。

背景技术

巡航控制系统能够代替驾驶员完成纵向的跟车行驶，已被广泛应用于汽车辅助驾驶系统中。现阶段，随着移动互联、大数据等技术的发展，使得智能网联汽车实时获取周围的交通信息成为可能，利用这些信息，在先进控制方法的赋能下来优化巡航跟车策略，可以进一步提高汽车的燃油经济性、舒适性及安全性。

专利CN105857309A公开了一种考虑多目标的车辆自适应巡航控制(AdaptiveCruise Control,ACC)方法。该方法采用分层控制策略，通过上层控制得到期望的纵向加速度，然后由下层控制实现对期望纵向加速度的跟踪，以满足安全性、跟车性、舒适性和燃油经济性等行驶目标。但是该发明未考虑多优化目标权重的实时在线调整，各项优化目标仍有进一步改善的可能。

专利CN107117170A公开了一种基于经济性驾驶的实时预测巡航控制系统(Predictive Cruise Control，PCC)。该控制系统基于前车与自车的行驶状态信息和交通速度限制信息，通过求解有约束多目标优化问题获得最优控制输入，达到减少燃油消耗、提高舒适性等目标。但是，该发明并未涉及多优化目标权重的整定，燃油经济性仍有进一步挖掘的空间。

专利CN406154836A公开了一种在线动态粒子群PID参数自整定优化方法。该自整定方法具有较强的自适应调节功能和较强的稳定性，可以有效改善现有PID整定技术的缺陷。但是，该方法未涉及车辆智能化控制，未应用于车辆的巡航控制系统中。

专利CN111505936A公开了一种基于高斯过程PID控制参数的自动安全整定方法。该方法可以人工设定目标函数，使得最后标定出的PID参数可以满足最初设定的理想需求。但是，该方法未涉及多目标优化中权重参数的自整定问题，且该方法未应用于车辆的巡航控制系统中。

在巡航跟车驾驶场景中，通常希望PCC系统在保证安全性的前提下，以本车的燃油经济性为主要优化目标，并在此基础附加驾驶舒适性、跟踪能力等次要指标来建立多目标优化函数。通常通过大量试错人为选择一组固定的权重参数来平衡这些控制目标，以期望最大化自车的节能空间，但目前在PCC系统中仍然面临一些挑战：首先，单组固定权重参数在前车处于某些特定驾驶模式时很有可能产生负面的控制策略，导致本车燃油经济性的降低，因此根据前车不同的驾驶模式多目标优化函数中的权重参数通常需要及时调整以达到最优控制策略和节能效果，而如何在跟车行驶过程中基于丰富的多维度网联信息在线辨识前车的驾驶模式是目前一个亟待解决的问题；其次，根据前车驾驶模式的辨识结果人为调整多目标函数中的权重参数通常需要大量试错，且最后选择的各项权重值往往不是最优值，如何快速准确地整定出针对前车不同驾驶模式下的最优权重参数，使得系统控制策略能进一步提高自车的节能效果，是另一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是通过数据挖掘的手段对车辆驾驶模式进行辨识，进而应用贝叶斯优化方法优化整定不同驾驶模式下的巡航控制多目标权重，进一步提升车辆燃油经济性的同时大幅降低了多目标优化控制权重整定工作量的融合驾驶模式信息的汽车预测巡航参数自整定控制系统。

本发明步骤是：

S1、信息采集；

S2、前车驾驶模式聚类与辨识；

S3、预测巡航控制器设计：