【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆控制领域，尤其涉及一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的方法、装置和电子设备以及车辆和计算机可读介质。
技术介绍
1、现有技术中提供了一种用于车辆的预测性巡航控制的方法。该方法包括如下步骤：预给定巡航速度和最优巡航要求；根据前方路段的路况信息和车辆的通过行驶动态参数限定的、当前的行驶动态情况，确定车辆在前方路段上的可能的速度轨迹，其中，路况信息包括坡度信息、曲率信息和限速信息；从可能的速度轨迹中选择最优速度轨迹，其中，最优速度轨迹对应于在满足最优巡航要求的情况下综合成本最小的速度轨迹；将最优速度轨迹作为基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的目标车速轨迹。
2、该方法能够结合各种路况信息综合规划最优巡航车速和发动机扭矩需求，以满足至少是节省能耗和/或节省时间和/或避免过多过重使用行车制动器的最优巡航要求。该方法尤其使用在传统的内燃机驱动的车辆中，其中，相关的车辆能耗基于车辆的发动机油耗图来计算。
3、如今，越来越多的传统车辆被混合动力车辆来取代，其中，装备有电机和内燃机作为车辆驱动机组。尤其在混合动力的商用车辆中，用于驱动车辆的能量消耗是在长途运输的过程中影响整体经济收益的关键因素。为了达到节省能耗的目的，基于预测性巡航控制除了计算出最优速度轨迹之外，还需要获知在哪些车速下混合动力车辆的电池运行是更经济的，而在哪些车速下燃油运行是更经济的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种用于基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配
2、为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的方法，包括如下步骤：
3、预给定巡航速度和最优巡航要求，
4、确定车辆在前方路段上的可能的速度轨迹，
5、在满足所述最优巡航要求的情况下，选择各个可能的速度轨迹中成本函数数值最小的那条速度轨迹作为最优速度轨迹，其中，所述成本函数至少包括如下成本因子：车辆能耗函数和行车时间函数，
6、将所述最优速度轨迹作为用于混合动力车辆的预测性巡航控制的目标车速轨迹，
7、其特征在于，
8、依赖于混合动力车辆的剩余电量和所述最优速度轨迹，得到在混合动力车辆的电池运行与燃油运行之间进行切换的车速阈值。
9、在本专利技术的范围内，混合动力车辆是指装备有电机和内燃机作为车辆驱动机组的车辆，其能量来源包括电池和燃油。依赖于车速，尤其是经预测性巡航控制的车速，混合动力车辆要么通过消耗电池电量而由电机来驱动，要么通过消耗燃油而由内燃机来驱动。
10、对于混合动力车辆来说，存在能量分配的问题，也就是何时使用电机且何时使用内燃机。本专利技术的出发点在于，预测性巡航控制尤其适合于长途运输车辆，其中，车辆在大多数路段上处于匀速行驶，而加速和减速的情况很少出现。因此，应致力于依赖于速度规划混合动力车辆的能量分配。根据本专利技术，依赖于车辆电池的剩余电量和预测性巡航控制而得到的最优速度轨迹，动态地计算出两种运行模式的切换点。由此，找到了混合动力车辆使用电池和使用燃油的最佳速度分界值。
11、在一个优选实施方案中设置的是，将所述最优速度轨迹中的各个路段划分成低于所述车速阈值的低速路段和高于所述车速阈值的高速路段，其中，混合动力车辆在所有低速路段内以电池运行，并且在所有高速路段内以燃油运行，使得混合动力车辆的剩余电量大于或等于混合动力车辆在所有低速路段内的总能耗。混合动力车辆通常被设计成：在低速下使用电机驱动(以电池运行)，而在高速下、尤其是较高车速巡航下使用内燃机驱动(以燃油运行)。最优速度轨迹包括了各个速度轨迹节点的速度信息，也就包括相邻两个速度轨迹节点之间的各个路段的速度信息。根据本专利技术，混合动力车辆的剩余电量满足了在最优速度轨迹中那些低速路段内以电池运行，而在其余的相对高速的路段内以燃油运行。由此，匹配了混合动力车辆的动力配置。
12、优选地，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的车速升序排列。依赖于车速和坡度，可以根据车辆模型计算出车辆的行驶阻力。在最简单的情况下，考虑车辆匀速行驶，行驶阻力等于驱动力，由此再结合行驶的里程就得到了在该车速下的总能耗。通过将各个路段以各自的车速升序排列，使得混合动力车辆的剩余电量将优先用于车速更低的路段。由此，最佳地匹配了混合动力车辆的动力配置。
13、优选地，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的平均车速升序排列。当最优速度轨迹的两个相邻速度轨迹节点的速度值不同，即在该路段内车辆将加速或减速时，将该路段的行驶情况简化为以平均车速来匀速行驶。可选地，平均车速为路段起点处的车速与路段终点处的车速的算数平均值。由此，简化了车速阈值的计算。
14、优选地，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的路段起点处的车速或各自的路段终点处的车速升序排列。当最优速度轨迹的两个相邻速度轨迹节点的速度值不同，即在该路段内车辆将加速或减速时，将该路段的行驶情况简化为以路段起点处的车速或以路段终点处的车速来匀速行驶。由此，简化了车速阈值的计算。
15、在一个优选实施方案中设置的是，在混合动力车辆根据所述目标车速轨迹行驶时，定期地依赖于当前的剩余电量和当前的最优速度轨迹，计算所述车速阈值。根据本专利技术，实时地计算车速阈值，使其与当前的剩余电量和当前的最优速度轨迹相匹配。优选地，每隔一定数量的速度轨迹节点，再次计算车速阈值。本领域技术人员可以根据车辆的可提供的算力预给定计算周期。由此，使得混合动力车辆使用电池和使用燃油的最佳速度分界值与当前预测的最优速度轨迹相匹配。
16、在一个优选实施方案中设置的是，当车速小于或等于所述车速阈值时，所述车辆能耗函数基于电能消耗来计算，当车速大于所述车速阈值时，所述车辆能耗函数基于燃油消耗来计算。当混合动力车辆根据计算出的能量分配方案来以电机或以内燃机来行驶时，在成本函数中，分别以电能消耗，例如电机效率图以及燃油消耗，例如发动机油耗图来计算车辆能耗函数。由此，使得成本函数的计算更为准确。
17、根据本专利技术的另一方面，提供了一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的装置，其包括：
18、预给定模块，所述预给定模块用于预给定巡航速度和最优巡航要求；
19、计算模块，所述计算模块用于确定车辆在前方路段上的可能的速度轨迹，并且所述计算模块还用于在满足所述最优巡航要求的情况下，选择各个可能的速度轨迹中成本函数数值最小的那条速度轨迹作为最优速度轨迹，其中，所述成本函数至少包括如下成本因子：车辆能耗函数和行车时间函数，
20、输出模块，所述输出模块用于将所述最优速度轨迹作为用于混合动力车辆的预测性巡航控制的目标车速轨迹，
21、其特征在于，
22、在所述计算模块中，依赖于混合动力车辆的剩余电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段划分成低于所述车速阈值的低速路段和高于所述车速阈值的高速路段，其中，混合动力车辆在所有低速路段内以电池运行，并且在所有高速路段内以燃油运行，使得混合动力车辆的剩余电量大于或等于混合动力车辆在所有低速路段内的总能耗。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的车速升序排列。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的平均车速升序排列。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的路段起点处的车速或各自的路段终点处的车速升序排列。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在混合动力车辆根据所述目标车速轨迹行驶时，定期地依赖于当前的剩余电量和当前的最优速度轨迹，计算所述车速阈值。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，当车速小于或等于
8.一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的装置，其包括：
9.一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的电子设备，其特征在于，包括：
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有根据权利要求8所述的装置或根据权利要求9所述的电子设备。
11.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于预测性巡航控制的混合动力车辆能量分配的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段划分成低于所述车速阈值的低速路段和高于所述车速阈值的高速路段，其中，混合动力车辆在所有低速路段内以电池运行，并且在所有高速路段内以燃油运行，使得混合动力车辆的剩余电量大于或等于混合动力车辆在所有低速路段内的总能耗。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的车速升序排列。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的平均车速升序排列。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述最优速度轨迹中的各个路段以各自的路段起点处的车速或各自的路段终点处的车速升序排列。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦鑫，戴卓，江涌，
申请(专利权)人：采埃孚商用车系统青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：
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