一种基于车联网的最优车速闭环快速预测控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于车联网的最优车速闭环快速预测控制方法及装置，基于包含驱动效率的燃油消耗模型和预设驱动效率计算预设一个MPC时间窗口的目标车辆的车速序列，并发送至对应的目标车辆。目标车辆根据所述车速序列进行最优燃油经济性控制，并根据车速序列计算预设时段平均驱动效率并反馈给包含驱动效率的燃油消耗模型。燃油消耗模型将预设时段平均驱动效率作为预设驱动效率，计算下一个时间窗口内的最优目标车速。如此往复，直至整个预测时间长度内目标车辆的车速序列计算完毕。应用本发明实施例，通过周期性的效率反馈，将已有的开环车速预测控制变为闭环的预测控制，提高了燃油经济性。

主权项

一种基于车联网的最优车速闭环快速预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)、根据包含驱动效率的燃油消耗模型和预设驱动效率计算一个MPC时间窗口的若干目标车辆的车速序列，并发送至对应的目标车辆，其中，所述车速序列中的每一个车速与所述目标车辆对应；其中，所述包含驱动效率的燃油消耗模型其表达式为：$\left\{\begin{array}{c}\underset{u_i\left(t\right)}{\mathrm{argmin}}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{1}{S_i}\underset{t=0}{\overset{t_f}{\Sigma }}{\stackrel{·}{m}}_{ifuel}\left(t\right)\Delta t\\ {\stackrel{·}{m}}_{ifuel}\left(t\right)=\frac{1}{{\eta }_{ieff}{H}_{LHV}}{P}_{ireq}\left(t\right)\\ P_{ireq}\left(t\right)=\frac{1}{2}{\rho }_a{C}_D{A}_{fi}{v}_i{\left(t\right)}^3+\\ M_i{\mathrm{gv}}_i\left(t\right)(\mu +\sin \theta )+v_i\left(t\right)M_i{u}_i\left(t\right)\end{array}\right.$式中：S_i为汽车行驶的路程；为燃油消耗率；η_ieff为驱动效率；H_LHV为汽油的热值；P_ireq为整车需求功率；n为道路上汽车的数量；t_f为终止时刻，C_D为空气阻力系数；ρ_a为空气密度；A_f汽车的迎风面积；μ为滚动阻力系数；θ为坡度，v_i(t)为所述目标车辆i在t时刻的车速；u_i(t)为t时刻的车辆加速度；步骤(2)、所述目标车辆根据对应的最优目标车速进行最优燃油经济性控制，并根据最优目标车速计算当前MPC时间窗口的平均驱动效率，并反馈给包含驱动效率的燃油消耗模型；步骤(3)、自动将当前MPC时间窗口的平均驱动效率更新为下一个MPC时间窗口的预设驱动效率，并返回步骤(1)继续执行，直至全时段所有的目标车辆的对应的最优目标车速计算完毕。