基于動態(tài)交通信息的車速控制研究

目前，針對發(fā)動機和動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)化已經(jīng)達到了很高的程度，因此進一步減少燃油消耗難以實現(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)速或自動切斷汽車動力，可以實現(xiàn)燃油經(jīng)濟性的進一步改善。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)動機處于穩(wěn)定的工作點并控制汽車執(zhí)行平穩(wěn)的加速或減速。該系統(tǒng)還可基于道路的預(yù)測信息對車速進行控制，從而減少燃油消耗。對于乘用車，該系統(tǒng)的計算較為復(fù)雜，這對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)化計算中，沒有考慮信號燈或其他交通參與者等動態(tài)交通信息。對此，本文給出一種算法，其不僅考慮信號燈或其他交通參與者等動態(tài)交通信息，而且能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測車速的快速計算。

介紹了不同控制策略優(yōu)化技術(shù)。常用的優(yōu)化策略包括實時優(yōu)化策略和全局優(yōu)化策略。前者進行局部優(yōu)化，后者進行全局優(yōu)化。與實時優(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態(tài)規(guī)劃，本文則采用動態(tài)規(guī)劃對汽車預(yù)測速度進行控制。設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)包含兩種：①駕駛時間最短；②燃油消耗最少。同時，也可以設(shè)置不同的權(quán)重，對兩者進行同時優(yōu)化?；诘缆奉A(yù)測信息，除將道路坡度等靜態(tài)信息作為優(yōu)化條件以外，還將交通信號燈及其等待時間同樣作為優(yōu)化條件。采用一個簡單的模擬場景對該算法進行了評估，其結(jié)果顯示：①考慮動態(tài)交通信息后，燃油消耗小幅度增加，但行駛時間明顯縮短；②動態(tài)規(guī)劃后，避免了交通信號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，以進一步改善燃油經(jīng)濟性。

UlrichV?geleetal.SAE 2016-01-0121.

編譯：李臣