[发明专利]一种基于车联网的车辆自适应巡航控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于车联网的自适应巡航控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制系统包括设于车辆上的信息采集模块，所述信息采集模块连接至数据库，所述数据库中包括下游路况数据模块、下游红绿灯配时模块、下游路面坡度信息模块和可变限速信息模块；所述数据库连接至控制器，所述控制器连接至车辆总成，所述车辆总成包括车辆动力系统及车辆传动系统，所述车辆动力系统包括引擎，所述车辆传动系统包括变速箱；

所述方法包括以下步骤：

步骤1.1：用户设定控制时间T；T＞0；

步骤1.2：用户设定控制器每隔时间T₀汇总一次数据库中的数据；0＜T₀＜T；

步骤1.3：计时开始；

步骤1.4：利用数据库中的数据，计算确定车辆当前的目标平均速度v_target，以及车辆的目标终态速度v_tf.v_target≥0，v_tf≥0；

步骤1.5：利用数据库中的数据、车辆当前的目标平均速度v_target及车辆的目标终态速度v_tf，优化未来时间T内的车辆的引擎的扭矩和变速箱的档位值；优化包括以下步骤：

步骤1.5.1：定义车辆状态矩阵；

步骤1.5.2：定义车辆动态方程；

步骤1.5.3：定义代价函数；

步骤1.5.4：使用庞德里亚金极大值原理求解代价函数，求得的加速度和档位满足约束条件时，反馈加速度值为车辆的引擎的扭矩，反馈档位值为变速箱的档位值；

步骤1.6：完成优化后，控制器反馈数据至车辆引擎和变速箱，车辆采用反馈的车辆的引擎的扭矩和变速箱的档位值运行，计时达到时间T₀后，进行步骤1.3。

2.根据权利要求1所述的一种基于车联网的自适应巡航控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤1.5中，优化包括以下步骤：

步骤1.5.1：定义车辆状态矩阵x(t)＝[x₁(t) x₂(t)]^T，其中，x₁(t)为t时刻的车辆位移，x₂(t)为车辆在t时刻的速度；

步骤1.5.2：定义车辆动态方程其中，a(t)为车辆在t时刻的加速度，为道路坡阻，为滚动摩擦力，μ为道路摩擦系数，为风阻，C_D为空气阻力系数，ρ_a为空气密度，A为车辆迎风面积，u为引擎当前扭矩，n为变速箱总传动比；

步骤1.5.3：定义代价函数其中，为终态约束条件，L(x,F)为运行代价函数，w₁、w₂和w₃为权重因数，w₁∈[10,30]，w₂∈(0,1)，w₃∈(0,2)，为油耗率，F为引擎输出力，F_res为总阻力，m为汽车质量；

步骤1.5.4：使用庞德里亚金极大值原理求解代价函数J，求得的加速度和档位满足约束条件时，反馈加速度值为车辆的引擎的扭矩，反馈档位值为变速箱的档位值。

3.根据权利要求2所述的一种基于车联网的自适应巡航控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤1.5.3中，其中，γ₁＞＞0，γ₂＞＞0，t₀为初始时刻，t_f为终态时刻。

4.根据权利要求2所述的一种基于车联网的自适应巡航控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤1.5.3中，

5.根据权利要求2所述的一种基于车联网的自适应巡航控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤1.5.4中，约束条件包括加速度约束和档位约束；所述加速度约束其中，a_min＝-5；所述档位约束其中，n_N为档位编号，N为总档位数。