[发明专利]一种考虑坡道路况的变权重系数跟车巡航控制方法

权利要求书

1.一种考虑坡道路况的变权重系数跟车巡航控制方法，其特征在于：

构建动态跟车模型；

根据主车和前车的道路坡度信息，辨别车辆当前的跟车工况；

根据所述动态跟车模型，综合考虑车辆的燃油经济性、跟车安全性和乘坐舒适性，设计跟车巡航控制系统的代价函数和约束条件；

由车辆当前的跟车工况，动态调整所述代价函数中不同控制目标的权重系数，优化车辆在坡道跟车工况下的多目标巡航控制性能；

所述代价函数为：

其中，p为跟车巡航控制系统的预测时域，c为跟车巡航控制系统的控制时域，y_p(t+i|t)为跟车巡航控制系统在t时刻预测出第i步的输出值，y_r(t+i|t)为跟车巡航控制系统在t时刻第i步的期望达到的输出值，Q为跟车巡航控制系统输出的正定权重系数矩阵，u(t+i)为跟车巡航控制系统在t时刻预测的第i步的预测控制量，R为跟车巡航控制系统控制量的正定权重系数矩阵，ε为各参数松弛因子矩阵，ρ为惩罚系数矩阵，ω₁、ω₂和ω₃分别为跟车安全性权重系数、燃油经济性权重系数和乘坐舒适性权重系数，ω_△d为车间距离权重系数，ω_△v为车辆相对速度权重系数，ω_u为主车的期望纵向加速度权重系数，ω_△u为主车的期望纵向加速度增量权重系数，为主车的实际纵向加速度的惩罚系数，为主车的实际纵向加速度变化率的惩罚系数，ρ_u为主车的期望纵向加速度的惩罚系数，ρ_△v为主车与前车的纵向相对车速误差的惩罚系数，ρ_△d为车辆纵向跟踪误差的惩罚系数。

2.根据权利要求1所述的变权重系数跟车巡航控制方法，其特征在于，跟车安全性的约束条件为：其中，d_safe表示最小的安全车距，TTC为允许的最小碰撞时间，d_smin为d_safe的下边界，Δv为主车与前车的纵向相对车速误差。

3.根据权利要求2所述的变权重系数跟车巡航控制方法，其特征在于，车辆纵向跟踪误差Δd、主车与前车的纵向相对车速误差Δv的约束条件为：

其中，Δd_max、Δd_min、Δv_max、Δv_min分别为Δd与Δv的上、下边界，ε_△d为车辆纵向跟踪误差的松弛因子，ε_△v为主车与前车的纵向相对车速误差的松弛因子，η_△vmax和η_△dmax为对应松弛因子系数的上界，η_△dmin和η_△vmin为对应松弛因子系数的下边界。

4.根据权利要求1所述的变权重系数跟车巡航控制方法，其特征在于，燃油经济性、跟车安全性的约束条件为：

其中，a_hmin、a_hmax对应主车加速度的最小值与最大值，对应主车加速度变化率的最小值与最大值，u_min、u_max对应主车期望加速度的最小值与最大值，为主车的实际纵向加速度的松弛因子，为主车的实际纵向加速度变化率的松弛因子，ε_u为主车的期望纵向加速度的松弛因子，和η_umax为对应松弛因子的上边界，和η_umin为对应松弛因子的下边界。

5.根据权利要求1所述的变权重系数跟车巡航控制方法，其特征在于，所述跟车工况包括准备上坡工况、上坡工况、直行工况、准备下坡工况和下坡工况；准备上坡工况下，且直行工况下，且准备下坡工况下，且上坡工况下，下坡工况下其中：i₀为设定的工况切换道路坡度阈值，为主车所处道路坡度，为前车所处道路坡度。