基于動(dòng)態(tài)交通信息的車速控制研究

目前，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化已經(jīng)達(dá)到了很高的程度，因此進(jìn)一步減少燃油消耗難以實(shí)現(xiàn)，利用輔助駕駛功能并結(jié)合不同的駕駛風(fēng)格給出最佳換擋轉(zhuǎn)速或自動(dòng)切斷汽車動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)一步改善。用于改善駕駛舒適性的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，其可維持發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定的工作點(diǎn)并控制汽車執(zhí)行平穩(wěn)的加速或減速。該系統(tǒng)還可基于道路的預(yù)測(cè)信息對(duì)車速進(jìn)行控制，從而減少燃油消耗。對(duì)于乘用車，該系統(tǒng)的計(jì)算較為復(fù)雜，這對(duì)控制單元而言將面臨挑戰(zhàn)。此外，該系統(tǒng)只將路面的靜態(tài)信息如坡度、路面曲率等納入速度優(yōu)化計(jì)算中，沒有考慮信號(hào)燈或其他交通參與者等動(dòng)態(tài)交通信息。對(duì)此，本文給出一種算法，其不僅考慮信號(hào)燈或其他交通參與者等動(dòng)態(tài)交通信息，而且能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測(cè)車速的快速計(jì)算。

介紹了不同控制策略優(yōu)化技術(shù)。常用的優(yōu)化策略包括實(shí)時(shí)優(yōu)化策略和全局優(yōu)化策略。前者進(jìn)行局部?jī)?yōu)化，后者進(jìn)行全局優(yōu)化。與實(shí)時(shí)優(yōu)化策略相比，全局優(yōu)化策略尋求全局最優(yōu)解，因而其計(jì)算復(fù)雜度較高，但優(yōu)化結(jié)果較好。全局優(yōu)化策略中常用的是動(dòng)態(tài)規(guī)劃，本文則采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃對(duì)汽車預(yù)測(cè)速度進(jìn)行控制。設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)包含兩種：①駕駛時(shí)間最短；②燃油消耗最少。同時(shí)，也可以設(shè)置不同的權(quán)重，對(duì)兩者進(jìn)行同時(shí)優(yōu)化?；诘缆奉A(yù)測(cè)信息，除將道路坡度等靜態(tài)信息作為優(yōu)化條件以外，還將交通信號(hào)燈及其等待時(shí)間同樣作為優(yōu)化條件。采用一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬場(chǎng)景對(duì)該算法進(jìn)行了評(píng)估，其結(jié)果顯示：①考慮動(dòng)態(tài)交通信息后，燃油消耗小幅度增加，但行駛時(shí)間明顯縮短；②動(dòng)態(tài)規(guī)劃后，避免了交通信號(hào)燈前的等待以及不必要的加速和減速。但是，該優(yōu)化結(jié)果沒有考慮駕駛員的駕駛偏好以及交通情況，未來需要增加這兩方面的考慮，以進(jìn)一步改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

UlrichV?geleetal.SAE 2016-01-0121.

編譯：李臣