[发明专利]一种智能驾驶汽车运动规划节能控制方法

说明书

电动汽车的续航里程仍然是限制其发展的重要因素，为解决汽车在行驶过程中能量输出优化与制动时能量高效回收的问题，本发明公开一种智能驾驶汽车运动规划节能控制方法，包括：模型预测控制模块以车辆安全平稳行驶或制动为控制目标、车辆加速和减速时的最大加速度/重力加速度为约束预测下一时刻行驶信息，并将预测的下一时刻行驶信息传递给两阶段动态规划模块，为其提供数据支撑；两阶段动态规划模块，通过当前时刻的汽车电池SOC、汽车行驶信息和模型预测控制模块预测的下一时刻行驶信息获得最佳能量输出或回收的最优决策。本方法可以预测下一时刻的行驶信息，做出获得最佳能量输出或回收的最优决策，提高电动汽车的能量利用率，提升电动汽车的续航里程。

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种智能驾驶车辆运动规划节能控制方法。

背景技术

随着汽车行业的飞速发展，人们的日常出行对汽车的依赖程度越来越深。汽车销售量的不断上升，同样也伴随着石油消耗量的快速增长，这对于中国的稳步发展来说是一个不可估量的风险。同时，作为目前主流的燃油汽车也对环境有着非常严重的危害。因此，通过改变汽车的动力来源来降低石油消耗、减轻环境负担刻不容缓，国家也在出台相应的政策鼓励行业研究和发展新能源汽车。电动车作为新能源产品，不仅减少了对不可再生资源的消耗，同时也减轻了汽车对于环境的污染，而且在国家能源结构多元化中扮演着不可或缺的角色。目前，纯电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)和燃料电池电动车(FCV)是新能源汽车的主力军，其中纯电动车具有以下优点：纯电动车的动力全部来自于电能，减少了汽车对石油的依赖，在一定程度上缓解了我国石油紧张的问题；纯电动车具有“零”排放的优点，实现了对环境的“零”污染，有利于缓解我国的环境污染问题；纯电动车结构简单，加速快，噪音小，错峰充电有利于我国电网负荷的均衡发展、保障我国的电网安全和降低消费者的充电成本。但是，目前纯电动车同样也存在着很多缺点。近年来，我国一直大力提倡发展新能源汽车，并且也取得了一定的成果，但在核心技术方面仍然落后于国外发达国家。其中，汽车电池是一个关键的问题，目前汽车电池能量密度仍有待进一步提高，汽车电池的容量不足以支撑电动汽车进行远距离的行驶，需要在途中多次充电。而通过增加汽车电池数量的方法来提高续航里程，不但会占用宝贵的车内空间，还将增加整车质量，降低车辆的经济性。因此，如何提升纯电动汽车的能量利用率成了行业的研究热点。纯电动汽车的核心技术在于能量管理系统对电能的合理分配与回收以及蓄电池的储电能力。随着智能交通系统的迅速发展，车辆能够获取到的交通信息也逐渐增多，人们可以通过获取道路信息和车辆的行驶信息来合理规划车辆的挡位状态、行驶路径、速度轨迹等车辆状态，来提升车辆的安全性和经济性。在纯电动汽车行驶的过程中合理地控制电机的转矩能够很大程度上减少能量的浪费，提高汽车电池的能量利用率，有助于延长电动汽车的续航里程。在纯电动汽车制动的过程中，驱动电机制动产生电能，同时驱动电机的制动力参与到汽车制动中，不仅可以提高了汽车的制动安全性，同时也减少了电动汽车的机械摩擦，降低了汽车磨损，提高了汽车的使用寿命，最重要的是制动能量回收可以很大程度上减少能量的浪费，提高汽车电池的能量利用率。因而在行驶时如何通过优化汽车行驶的状态节约电池输出的能量及制动时实现汽车能量的高效利用，对延长电动汽车的续驶里程至关重要。因此，研究电动汽车运动规划节能控制具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种智能驾驶汽车运动规划节能控制方法，解决电动汽车行驶过程中能量高效输出和回收的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种智能驾驶汽车运动规划节能控制方法，包括以下步骤：

1.模型预测控制模块以车辆安全平稳行驶和制动为控制目标、车辆加速和减速时的最大加速度/重力加速度为约束预测下一时刻的行驶信息：

在观测到当前驾驶信息的情况下，模型预测控制模块设计：

(1)定速控制