[发明专利]基于V2X的混合动力汽车的能量管理优化控制方法

说明书

本发明公开了一种基于V2X的混合动力汽车的分层能量管理优化控制方法，基于车联网，进行车与车通信以及车与交通设施通信；通过交通信号灯正时和上层控制器集成的模型预测算法，获取给定时间窗口的最优目标车速序列，并将最优目标车速序列通过无线传输形式反馈给每辆车的驾驶员，驾驶员根据最优目标车速序列进行加速或者制动。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的基于V2X的混合动力汽车的分层能量管理优化控制方法获取最优目标车速，可以在避免红灯停车或碰撞的基础上有效降低混合动力汽车的油耗，实现混合动力汽车的实时能量管理，可以为解决混动力汽车实时能量管理及优化提供新的思路。

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车能量管理优化控制方法，尤其涉及的是一种基于V2X的混合动力汽车的分层能量管理优化控制方法。

背景技术

混合动力汽车的能量管理控制系统是一个非线性、多变量、时变、不可微的系统，是当前混合动力汽车领域研究的热点和难点，直接影响混合动力汽车的动力性、经济性、舒适性及排放性能。

基于规则的控制方法已经实现产业化应用，而基于优化的控制方法主要停留在理论研究阶段。为了得到理论上的最优解，一些学者将模型预测(model predictivecontrol,MPC)和动态规划(dynamic programming,DP)结合起来。考虑到计算的时间成本问题，又有学者研究了可以获得近似最优解的等效燃油消耗最小原理(equivalentconsumption minimization strategy,ECMS)或庞特亚金最小值原理(Pontryagin’sminimum strategy,PMP)。然而，MPC和DP的组合算法、ECMS、PMP或这些算法的改进方法，以及一些其它的基于优化的控制算法，始终无法实现实时控制。而且，在使用这些方法求解的过程中，被控对象模型一般被不同程度的简化，比如忽略了驾驶员的驾驶意图、实际道路情况、信号灯的影响以及车与车之间的相互影响等，所得到的最优解并不是真正意义上的最优解。

随着智能交通系统的不断发展，采用车联网技术解决混合动力汽车的实时优化控制成为可能。基于智能交通系统提出一种基于V2X(vehicle to vehicle,车车通信，以及vehicle to infrastructure，车与交通设施通信，后统称为车联网)的方法，从智能交通(intelligent traffic system,ITS)的角度，为解决整个交通系统中多辆混合动力汽车的实时能量管理及优化的问题提供新的思路。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于V2X的混合动力汽车的分层能量管理优化控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于V2X的混合动力汽车的分层能量管理优化控制方法，包括如下步骤：

步骤(1)、基于车联网环境，汽车通过专用短距离通信(DSRC)、射频识别(RFID)、蓝牙、ZIGBEE、WI-FI或窝峰网，进行车与车通信以及车与交通实施通信；

步骤(2)、通过交通信号灯正时获取混合动力汽车的目标车速；

步骤(3)、通过上层控制器集成的模型预测算法以及步骤(2)获取的混合动力汽车目标车速预测给定时间窗口的最优目标车速序列，并将最优目标车速序列通过无线传输形式反馈给每辆车的驾驶员，驾驶员根据最优目标序列车速进行加速或者制动；

步骤(4)、车载通信装置将加速和制动踏板传感器采集的信号反馈发送给云端服务器；

步骤(5)、云端服务器根据加速或者制动踏板传感器采集到的信号，计算驾驶员请求转矩或者功率信息并通过无线传输的方式发送给下层控制器。

步骤(6)、下层控制器根据接收到的驾驶员请求的转矩或功率信息,获取当前时刻发动机和电机的最优转矩或功率分配，并将最优转矩或功率分配指令通过无线传输发送给发动机控制器、电机控制器、变速箱控制器以及动力电池控制器；