[发明专利]一种用于车辆全局能量管理控制的工况信息获取方法

说明书

本发明公开一种用于车辆全局能量管理控制的工况信息获取方法，根据可预先了解信息的不确定性，从三个层次实现车速、滑移率、道路坡度信息的获取：当车辆在整个工况下的行驶车速和道路海拔可获取时，根据采集的数据获取各工况信息；当车辆在整个工况下行驶的工况信息所遵循的规律可获取时，若能用某一确切的分布函数以表述其分布规律，根据此函数获取各工况信息，反之，基于历史行驶数据构建状态转移概率矩阵，获取各工况信息；当车辆在整个工况下针对行驶的工况信息所施加的约束条件可获取时，根据所述约束条件获取其外轮廓线，基于熵最大原理获取各工况信息。能够为车辆全局能量管理提供全面、准确的工况信息，提高全局优化实车应用的可能性。

技术领域

本发明涉及信息获取技术领域，更具体的是，本发明涉及一种用于车辆全局能量管理控制的工况信息获取方法。

背景技术

针对新能源汽车能量管理系统，基于全局优化算法的控制策略可实现多动力源之间能量的最优分配，但该控制策略的实现需要事先获取整个工况信息。由于可预先获取工况信息具有不确定性，如何分析不同情况下可预先获取的工况信息是信息层面的首要问题。

对于多动力源车辆而言：

P_req＝P_E+P_M

P_req＝M_req·ω_req

M_req＝F_D·R_roll

其中，P_req为驾驶员需求功率，P_E为发动机功率，P_M为电机功率，M_req为驾驶员需求力矩，ω_req为驾驶员需求转速，F_D为汽车驱动力，R_roll为车轮滚动半径，m为汽车整车质量，g为重力加速度，f为整车滚动阻力系数，α为道路坡度角，A为整车迎风面积，C_D为空气阻力系数，v_c为车辆行驶速度，δ为旋转质量换算系数，du/dt为纵向加速度。

根据上述公式可知：针对多动力源车辆，全局优化控制策略实现各动力部件之间能量分配的关键在于需求功率的分配，即需求转矩的分配。

在汽车行驶方程式中，对于某一固定车型，m，g，f，A，C_D，δ作为车辆本身的参数都是确定值，在不考虑横向速度的前提下，du/dt可通过车速v_c求一阶导数获取。因此如果想要获取需求力矩，则需要知道道路坡度α和车速v_c。

当预测时长在一定范围内，车速预测具有马尔科夫性。无论是一阶马尔科夫模型，还是多阶马尔科夫模型，所有的数据都被用来训练成唯一的状态转移矩阵，即预测时也仅用此状态转移矩阵进行计算。由于行驶工况多种多样，不尽相同，用此唯一的状态转移矩阵进行预测无疑会产生很大的偏差。因而，如何提高速度预测精度是需要解决的关键问题之一。

针对道路坡度，当路线固定时，道路坡度信息完全已知，即不会发生改变。然而对于非固定路线的车辆而言，从起点到达目的地的路线并不唯一，实际行驶过程中驾驶员会因为道路拥挤、红绿灯等原因选择另外一条路线，导致完全确定的道路坡度并不能直接用于全局优化控制策略中。因而，对于路线不固定的车辆而言，如何实现道路坡度的预测是需要解决的问题之二。

此外，已知汽车轮速v_w与汽车行驶车速v_c之间的关系为：