[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

说明书

本发明公开了一种考虑坡道路况的变权重系数跟车巡航控制方法，属于车辆控制技术领域。本发明跟车巡航控制方法采用可变时距理想间距，提高了车辆对复杂坡道路况和前车速度变化的适应性；本发明方法在确定变权重系数跟车巡航控制系统的代价函数和约束条件时，添加松弛因子，提高跟车巡航控制系控制量的求解范围；本发明还设计考虑坡道路况的跟车工况辨别方法，以加权的形式对跟车巡航控制策略的多个优化目标进行整合，并建立一种权重系数动态调整规则来协调车辆燃油经济性、跟车安全性和乘坐舒适性之间的关系，优化车辆在坡道跟车工况下的多目标巡航控制性能。

技术领域

本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种考虑坡道路况的变权重系数跟车巡航控制方法。

背景技术

随着车辆智能化的快速发展，综合考虑安全性、燃油经济性以及乘坐舒适性等多个目标性能的生态驾驶已成为自适应巡航控制(adaptive cruise control，ACC)的发展新趋势。传统的ACC系统在高速公路等简单道路的跟车工况下表现优异，能够满足车辆纵向控制的需求；但对坡道跟车等较为复杂的工况，其实际控制性能仍有较大的提升空间。

总体而言，道路坡度对车辆燃油经济性和跟车安全性的影响最为明显。在上坡路段，车辆的油耗水平明显增加；有学者通过合理规划车速避免车辆通过坡道时产生的急加速与急减速现象，可以在一定程度上提升车辆燃油经济性。在下坡路段，安全性能的提升是跟车巡航控制的首要目标；有学者提出对车辆纵向加速度进行再次分配，以保证坡道跟车的安全距离。此外，也有学者提出利用高端车载传感器、全球定位系统(globalpositioning system，GPS)以及高清地图等附加设备，对车辆运动状态和道路环境信息进行实时采集和高效匹配，以进一步提升跟车巡航控制的效果。但是，多目标控制的性能之间常存在冲突，燃油经济性的提升常常需要牺牲一部分的跟车安全性，尤其是当车辆处于有坡道的复杂路况时，如何在匹配车辆运动状态和具体路况信息的条件下，动态调整跟车巡航控制系统以实现车辆燃油经济性、跟车安全性和乘坐舒适性之间的实时优化，是目前值得深入研究的问题。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种考虑坡道路况的变权重系数跟车巡航控制方法，在模型预测控制(model predictive control，MPC)的框架下，根据不同坡道路况辨别车辆当前的跟车工况，以加权的形式对跟车巡航控制策略的多个优化目标进行整合，同时根据车辆运动状态提出权重系数的变化及调整规则，来协调车辆燃油经济性、跟车安全性和乘坐舒适性之间的关系，提升车辆在坡道跟车工况下的多目标巡航控制性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种考虑坡道路况的变权重系数跟车巡航控制方法：

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：