基于动态交通信息的车速控制研究

基于动态交通信息的车速控制研究

目前，针对发动机和动力传动系统的优化已经达到了很高的程度，因此进一步减少燃油消耗难以实现，利用辅助驾驶功能并结合不同的驾驶风格给出最佳换挡转速或自动切断汽车动力，可以实现燃油经济性的进一步改善。用于改善驾驶舒适性的自适应巡航系统，其可维持发动机处于稳定的工作点并控制汽车执行平稳的加速或减速。该系统还可基于道路的预测信息对车速进行控制，从而减少燃油消耗。对于乘用车，该系统的计算较为复杂，这对控制单元而言将面临挑战。此外，该系统只将路面的静态信息如坡度、路面曲率等纳入速度优化计算中，没有考虑信号灯或其他交通参与者等动态交通信息。对此，本文给出一种算法，其不仅考虑信号灯或其他交通参与者等动态交通信息，而且能够实现预测车速的快速计算。

介绍了不同控制策略优化技术。常用的优化策略包括实时优化策略和全局优化策略。前者进行局部优化，后者进行全局优化。与实时优化策略相比，全局优化策略寻求全局最优解，因而其计算复杂度较高，但优化结果较好。全局优化策略中常用的是动态规划，本文则采用动态规划对汽车预测速度进行控制。设定的目标函数包含两种：①驾驶时间最短；②燃油消耗最少。同时，也可以设置不同的权重，对两者进行同时优化。基于道路预测信息，除将道路坡度等静态信息作为优化条件以外，还将交通信号灯及其等待时间同样作为优化条件。采用一个简单的模拟场景对该算法进行了评估，其结果显示：①考虑动态交通信息后，燃油消耗小幅度增加，但行驶时间明显缩短；②动态规划后，避免了交通信号灯前的等待以及不必要的加速和减速。但是，该优化结果没有考虑驾驶员的驾驶偏好以及交通情况，未来需要增加这两方面的考虑，以进一步改善燃油经济性。

UlrichVögeleetal.SAE 2016-01-0121.

编译：李臣