[发明专利]一种融合驾驶员偏好的纯电动汽车驾驶辅助系统优化方法

说明书

本发明涉及一种融合驾驶员偏好的纯电动汽车驾驶辅助系统优化方法，利用NSGA‑II算法，对加速度值a优化求解，得到考虑加速时间，能量消耗，乘坐舒适性的多目标优化的Pareto非支配解；通过该方法得到的Pareto非支配解能满足驾驶员对于加速时间、能量消耗以及乘坐舒适性的需求，该需求可能是倾向于优化某一指标或者权衡优化，即为驾驶员提供适应其偏好的最优加速度值，优化加速驾驶过程。

技术领域

本发明涉及汽车驾驶辅助系统技术领域，特别是一种融合驾驶员偏好的纯电动汽车驾驶辅助系统优化方法。

背景技术

在节能减排的理念在全球活跃的近几年，能源消耗和二氧化碳排放依然持续增长，面对新的经济和生态问题,道路交通部门已开展各项行动以提高行驶车辆的燃油经济性和降低其排放,这其中包括更严格的汽车排放标准(例如6欧元/VI标准),新的发动机和车辆技术(如混合动力/电动汽车等新能源汽车),更好的燃油质量和可再生燃料(如高辛烷值汽油和生物燃料)。尤其是纯电动汽车，因其零排放，噪音低，零油耗的特点受到广泛的关注。然而“里程焦虑”一直是其让消费者望而却步的因素之一，所以提高纯电动汽车的经济性有利于其普及。

就提高纯电动汽车的经济性而言，除了其硬件技术的提升外，改变驾驶行为可以显著影响车辆的能耗。已有研究表明，驾驶员对汽车的性能有着十分重要的影响。即：无论车辆的硬件多么先进、能源多么高效，如果驾驶员操作不当或者驾驶员具有不良的驾驶行为，那么最终获得的节能效果将是次优的，从而无法发挥车辆真正的节能潜力，造成能量不必要的浪费。

加速驾驶在城市交通环境中占很大一部分，因此纯电动汽车对其燃油经济性有较高的要求，一旦驾驶员选择了一个行驶速度，他/她就会把车从静止加速到所需的速度。通常在这个过程中，驾驶员不会选择一个特定的加速度值，导致该过程中的加速度值不会是最佳的，因此，量化汽车的加速效应至关重要。目前已有研究表明，发现多加速度值比单加速度值更能优化能耗和加速时间，此外，研究还证明了加速时间与能量消耗是相互冲突的目标：即在优化一个目标的同时，会恶化另外一个目标。

其实除了能耗和加速时间外，乘坐舒适性也是驾驶途中应当考虑的问题；除了传动系统动力学、车辆底盘、轮胎、路面等因素外，造成不适的唯一原因是加速度变化时产生的颠簸。对于给定的速度变化采用多个加速度，实现加速时间和能耗最小化，也意味着电动汽车司机会经历多个颠簸值。所以在寻找速度变化时的最佳加速度时，也应尽量减少由于颠簸而引起的不适。因此，在加速过程中，应考虑三个指标(即加速度持续时间最小化、减少加速过程所消耗的能量和降低冲击度)，以获得高效、舒适的加速驾驶策略。与此同时，不同驾驶员在不同驾驶情景中的偏好与需求不尽相同，因此，十分有必要为驾驶员提供个性化的驾驶策略指导其驾驶。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种融合驾驶员偏好的纯电动汽车驾驶辅助系统优化方法，与传统的只考虑节能的加速驾驶方法相比，除了可以减少能耗外，还可满足驾驶员对于加速时间和舒适性的需求，更加人性化。

本发明采用以下方案实现：一种融合驾驶员偏好的纯电动汽车驾驶辅助系统优化方法，包括以下步骤：

步骤S1：输入车辆属性数据，并设置目标车速；

步骤S2：将加速时间最少，能量消耗最小，乘坐舒适性最佳即冲击度最小作为非优势排序的遗传算法NSGA-II的优化目标；依据上述优化目标，采用NSGA-II算法，结合仿真实验，对决策变量加速度a进行优化求解，获得Pareto非支配解集；

步骤S3：从所述Pareto非支配解集按照不同优化目选取的四组解，并将对应的决策变量加速度a分别拟合曲线供驾驶员选择；通过当前速度插值出决策变量a，用以为驾驶员提供优化的加速度值，从而使汽车能够加速到目标车速。

进一步地，步骤S1中所述车辆属性数据包括动力部件参数、牵引特性和电池特性。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：