[发明专利]一种基于道路地形信息的卡车预测节能系统及控制方法

说明书

本发明属于汽车智能辅助驾驶及能量控制技术领域，其涉及的是一种基于道路地形信息的重型卡车预测节能系统及其控制方法，通过使用道路地形，坡度和参考速度等信息，给控制器一定的车速裕度，以减少重型卡车燃油消耗，而不增加总行程时间。本发明是一种基于道路地形信息的重型卡车预测节能系统及其控制方法，通过运用道路地形信息，主要是道路坡度信息，允许卡车车速在一定的车速裕度内变化，建立包含燃油消耗、速度跟踪、速度变化和制动的目标函数，通过动态规划算法求解换挡，加速或制动的最佳控制策略，以达到最低的成本，同时对于总行程时间不会发生明显的变化。

技术领域

本发明属于汽车智能辅助驾驶及能量控制技术领域，具体的说是一种基于道路地形信息的卡车预测节能系统及其控制方法。

背景技术

不同于轿车，卡车很多时候处于定速巡航状态。目前现有的针对卡车的预测巡航系统往往让卡车保持在唯一确定的车速，而忽视了外部道路环境因素。由于道路起伏，如果让卡车始终保持在一个车速，往往会出现上坡过加速导致下坡时需要制动，这无疑不利于汽车的节能。结合车辆定位信息，如果可以获取到未来道路的坡度信息，我们就可以通过预测未来车辆的负载情况，优化汽车在坡道上的加减速行为，从而达到节能的目的。专利“控制车辆巡航控件的方法和系统CN 102781708 B”虽然也利用道路坡度信息进行巡航控制，但其单纯地对于上下坡时加减档进行了优化，没有将速度合理优化到一个合适的区间，这样仍然会存在频繁加减速问题，不利于降低燃油消耗率。

相比于现在的定速巡航系统，所提出的改进型预测节能系统允许车辆在设定参考车速附近以一定的速度范围变化，不过分追求精确的设定速度跟踪，给控制器一定的车速裕度，优化车辆过坡的加减速行为，达到节能的效果。而对于总行程时间不会发生明显的变化。

发明内容

本发明提出了一种基于道路地形信息的卡车预测节能系统及其控制方法，通过运用道路地形信息，主要是道路坡度信息，允许卡车车速在一定的车速裕度内变化，建立包含燃油消耗、速度跟踪、速度变化和制动的目标函数，通过动态规划算法求解换挡，加速或制动的最佳控制策略，以达到最低的成本，同时对于总行程时间不会发生明显的变化，解决了上述问题。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种基于道路地形信息的卡车预测节能系统，该系统包括GPS卫星12、GPS信号接收器4、定位模块5、路径规划模块2、地图数据存储模块3、传感器6、坡度信息存储单元8、预测节能控制器9、油门踏板10、制动器11和离合换挡机构7；

所述的地图数据存储模块3用来存储地图数据，采用的是车载级存储卡；

所述的坡度信息存储单元8用来存储坡度信息，采用的是车载级存储卡；

所述的预测节能控制器9用来计算控制信号，采用的是汽车电控单元ECU；

所述的路径规划模块2用来规划前往目的地的路径，采用的是带有中央处理器CPU的主板；

所述的定位模块5用来处理GPS信号以确定车辆位置坐标，采用的是信号处理芯片；