自适应巡航控制制造技术

一种车辆自适应巡航控制装置，用于对本车(H)的行驶进行控制。该车辆自适应巡航控制装置构造成：接收本车(H)的车速(vh，i)；接收前车(P)与本车(H)之间的车辆间距离；定义最小安全车辆间距离(d

Adaptive cruise control

【技术实现步骤摘要】
自适应巡航控制
本公开涉及基于模型预测控制(MPC)的自适应巡航控制(ACC)，其能够降低实际驾驶排放(RDE)。
技术介绍
最近开发了预测自适应巡航控制(PACC)，并使用未来信息来减小RDE。在专利文献1中，已经提出了一种如何将驾驶策略和动力总成控制算法组合用于串联式混合动力车辆，以便减小燃料消耗并增大行驶里程的新方法。为了做到这一点，与前瞻信息相关的动力总成控制预览信息，例如行驶路线的道路标志、交通密度或几何形状和地形，被用于预测驾驶速度和用于推进的未来动力需求。在专利文献1的模型预测速度和方向控制(MPSHC)中，这一前瞻信息用于估计速度优化的约束。专利文献1找到了用于在跟踪前车并且保持前车与本车之间的安全距离的情况下降低RDE的具体解决方案。在专利文献1的模型预测控制(MPC)中，由于对于冲突目标和非线性控制问题，未能找到足够合适的问题公式，因此，相对于上述提及目标的权衡是可以接受的。在专利文献2中，提出了一种基于MPC的节能自适应巡航控制，其目标是通过使用MPC来平滑速度分布，以减小本车的能量消耗，从而在考虑了可用的环境信息的情况下使加速和减速最小化。在这一方法中，允许本车在由安全最小距离和最大距离界定的车辆间距离走廊中移动。在能量经济性和实时能力之间具有良好的折衷的情况下，专利文献2的结果是适用于常见车辆以及电动车辆的简化的节能ACC概念。为了确保可靠的控制，与速度、安全性、驾驶舒适性、牵引力和制动力相关的限制被视为和制定为线性约束。但是，控制的结果还不够令人信服。专利文献1：串联式混合动力汽车的优化驾驶和动力总成控制，DaliangShen、LitingLu、工程学博士教授SteffenMüller，ATZ全球2017年11月(OptimisingDrivingandPowertrainControlinSerialHybridVehicles,DaliangShen,LitingLu,Prof.Dr.-Ing.SteffenMüller,ATZworldwideNov-2017)专利文献2：基于模型预测控制的简化节能自适应巡航控制，XiaohaiLin、DanielAndreasWeiβmann，第20届世界大会，自动控制的国际联合会，2017年7月，IFAC论文在线50-1(2017)4794-4799(SimplifiedEnergy-EfficientAdaptiveCruiseControlbasedonModelPredictiveControl,XiaohaiLin,DanielandAndreasWeiβmann,20THWorldCongress,TheInternationalFederationofAutomaticControl,July-2017,IFACPapersOnLine50-1(2017)4794-4799)
技术实现思路
本公开的目的是提供基于模型预测控制的自适应巡航控制，其能够减小本车的实际驾驶燃料消耗，其使得本车能够具有跟踪前车的改善性能，并且其构造成使得本车能够严格保持相对于前车的最小安全距离。根据本公开的一个方面，提供了一种车辆自适应巡航控制装置，基于在本车前方行驶的前车的运动来对本车的行驶进行控制，其中该装置包括：本车速度输入装置，所述本车速度输入装置用于接收本车的车速；车辆间距离输入装置，所述车辆间距离输入装置用于接收在前车与本车之间的车辆间距离；安全距离定义装置，所述安全距离定义装置用于定义最小安全车辆间距离；反应时间设定装置，所述反应时间设定装置用于设定相对驾驶员优选的车辆间舒适距离的驾驶员的反应时间；驾驶成本优化装置，所述驾驶成本优化装置构造成基于空间域中的模型预测控制使用自适应巡航控制，从而通过改变本车的车速和/或牵引力来优化本车的驾驶成本，其中，驾驶成本优化装置使用本车的最大速度参考，其被定义为a)由车辆间距离传感器检测的车辆间距离减去由安全距离定义装置定义的最小安全车辆间距离的值与b)由反应时间设定装置设定的驾驶员的反应时间之间的比率。本公开的最大速度参考随着本车与前车之间的当前车辆间距离而变化。因此，最大速度参考具有更清晰的物理意义。如果前车与本车之间的车辆间距离减小，则本车接收的回弹力增大，从而车辆间距离变大。由于车辆间距离在本公开中处于更合理的范围内，因此，降低了实际驾驶排放。根据本公开的另一方面，提供了一种基于在本车前方行驶的前车的运动执行用于对本车的行驶进行控制的车辆自适应巡航控制的方法，其包括以下步骤：接收本车的车速；接收前车与本车之间的车辆间距离；定义最小安全车辆间距离；设定相对于驾驶员优选的车辆间舒适距离的驾驶员的反应时间；基于空间域中的模型预测控制使用自适应巡航控制优化驾驶成本，从而通过改变车辆间距离来优化本车的驾驶成本，其中，在优化驾驶成本期间，使用本车的最大速度参考，其被定义为a)车辆间距离减去最小安全车辆间距离的值与b)驾驶员的反应时间之间的比率。利用该方法，如已经关于第一方面所指定的那样降低了实际驾驶排放。附图说明从以下参考附图做出的详细描述中，本公开的上述和其他目标、特征和优点将变得更加明显。在附图中：图1是表示根据本公开的车辆巡航控制装置的概略结构的框图；图2是本车和前车的距离和速度的图形表示；图3A示出了本车所行驶过的距离上的车辆间距离；图3B示出了在行驶过的距离上的前车与本车的速度；图3C示出了在行驶过的距离上的道路坡度；图3D示出了在行驶过的距离上的车轮扭矩和制动扭矩，其中，示出了针对使用本公开的模拟结果；图4示出了比较例1；图5示出了在使用与本公开不同地定义的本车的最大速度参考的情况下，在本车所行驶过的距离上的车辆间距离的比较例2。具体实施方式在下文中，参考附图，对指定本公开的车辆自适应巡航控制装置的实施例进行说明。根据本公开的巡航控制装置能够安装在车辆上，并且构造成执行用于跟随在本车前方行驶的前车中的某一前车的车辆跟随控制。在图1中，巡航控制装置10是设有中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出(I/O)等的计算机。这一车辆巡航控制装置10包括信息输入装置12、信息输出装置14和驾驶成本优化装置16。驾驶成本优化装置16从信息输入装置12接收信息并将信息发送至信息输出装置14。信息输入装置12可以对应于信息输入模块。信息输出装置14可以对应于信息输出模块。驾驶成本优化装置16可以对应于驾驶成本优化模块。信息输入装置12从车辆巡航控制装置10的外部接收多个外部信息和多个本车信息。信息输入装置12包括：本车速度输入装置，所述本车速度输入装置用于接收本车的车速；车辆间距离输入装置，所述车辆间距离输入装置用于接收在前车与本车之间的车辆间距离；安全距离定义装置，所述安全距离定义装置用于定义最小安全车辆间距离；反应时间设定装置，所述反应时间设定装置用于设定相对于驾驶员优选的车辆间舒适距离dcomf的驾驶员的反应时间hr；前车速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆自适应巡航控制装置，用于根据在本车(H)前方行驶的前车(P)的运动来对所述本车(H)的行驶进行控制，包括：/n本车速度输入模块，所述本车速度输入模块构造成用于接收所述本车(H)的车速(v

【技术特征摘要】
20180724 DE 102018212318.71.一种车辆自适应巡航控制装置，用于根据在本车(H)前方行驶的前车(P)的运动来对所述本车(H)的行驶进行控制，包括：
本车速度输入模块，所述本车速度输入模块构造成用于接收所述本车(H)的车速(vh，i)；
车辆间距离输入模块，所述车辆间距离输入模块构造成接收所述前车(P)与所述本车(H)之间的车辆间距离；
安全距离定义模块，所述安全距离定义模块构造成定义最小安全车辆间距离(dmin)；
反应时间设定模块，所述反应时间设定模块构造成相对于驾驶员优选的车辆间舒适距离(dcomf)设定驾驶员的反应时间(hr)；以及
驾驶成本优化模块，所述驾驶成本优化模块构造成基于空间域中的模型预测控制使用自适应巡航控制，从而通过改变所述本车(H)的车速和/或牵引力来优化所述本车(H)的驾驶成本，
其中，所述驾驶成本优化模块针对所述本车(H)使用最大速度参考(Vref)，其被定义为以下两者之间的比率：
a)由车辆间距离传感器检测的所述车辆间距离(dk+1)减去由所述安全距离定义模块定义的所述最小安全车辆间距离(dmin)的值；
b)由所述反应时间设定模块设定的所述驾驶员的所述反应时间(hr)。


2.如权利要求1所述的车辆自适应巡航控制装置，其特征在于，
如果本车速度(vh，k+1)不小于所述最大速度参考值(Vref)，所述驾驶成本优化模块构造成使用所述本车速度(vh，k+1)和所述最大速度参考值(Vref)之间的差值，作为驾驶成本优化中太近的车辆间距离的第一惩罚(δ3)。


3.如权利要求1所述的车辆自适应巡航控制装置，其特征在于，还包括：
前车速度输入模块，所述前车速度输入模块构造成用于接收所述前车(P)的车速(vp，i)；
其中，所述驾驶成本优化模块构造成使用所述本车(H)与所述前车(P)的平均车速之间的差值，作为对本车速度太慢的第二惩罚(δ2)。


4.如权利要求1所述的车辆自适应巡航控制装置，其特征在于，还包括：
牵引力输出模块，所述牵引力输出模块构造成输出所述本车(20)的所述牵引力，
其中，所述驾驶成本优化模块构造成基于包括所述本车(H)的所述牵引力(F)和所述本车(H)的所述车速(vh，i)的二次函数的能量消耗(Jfuel，i(F，vh，i))，对所述驾驶成本进行优化。

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【专利技术属性】
技术研发人员：贾彦昭，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP