考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法

本申请涉及智能驾驶，特别涉及一种考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法。

背景技术：

1、在复杂的城市道路中，行车场景多变，如何在保证人机共驾干线物流混动重卡的安全行驶前提下，实现高效节能行驶是当前面临的严峻挑战。因此，研究面向复杂多场景的智驾-人驾切换干线物流混动重卡节能优化控制方法，通过考虑安全性和能耗平衡的智驾-人驾切换优化、适应场景变化的车速规划以及考虑智驾-人驾切换的混动系统能量管理，保证人机共驾智能重卡行驶的安全性，最大程度地实现最佳能耗，需求迫切亟待开展。然而，现有的混动动力系统节能控制方法主要关注车辆动力系统层面的能量管理，不能适应城市场景复杂多变的特点，且未考虑人机共驾系统的节能控制。

2、如2022年9月20日申请公布的发明专利：申请公布号：cn 115071669a，一种混合动力能量管理系统和方法，该方法通过车载导航系统通过通信单元将车辆导航信息发送至云端；云端根据导航信息计算出最优控制协态值并输送至该车辆的通信单元；通信单元将最优控制协态值输送至整车控制器；整车控制器基于最优控制协态值计算电驱动和燃油驱动的分配功率，并将分配功率输送至发动机控制器和电机控制器执行；车辆控制器根据最优最优控制协态值，驾驶员油门与刹车踏板输入及车辆混动模型，实时计算电驱动功率与燃油驱动功率分配关系。该方法根据导航信息拟合车辆行驶工况车速信息来进行电驱动和燃油驱动功率分配，但是由于城市行驶场景信息复杂多变可能会导致方法适应性差、能耗优化效果不佳等问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供一种考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，以面向城市复杂路况、多车干扰交互的场景时，有效降低行驶能耗。

2、为了达到上述目的，本申请采用的技术方案如下：

3、本申请提供一种考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，所述方法包括：

4、根据驾驶员风格识别得到的模式切换过程特征数据集和周围环境车辆轨迹预测，利用基于风险场模型的行车风险评估方法得到模式切换决策的风险区间和风险变化曲线，基于模式切换决策的风险区间和风险变化曲线得到模式切换决策的时间区间，融合人驾模式速度预测建立基于极限能耗的模式切换优化模型，对切换时机进行优化，得到最优切换时机；

5、以所述最优切换时机为智驾模式速度规划结束时间点，建立以能耗成本为优化目标的考虑行驶场景动态交互特性的未来车速规划模型；基于行驶场景的交互强弱，利用面向多模式长周期-短时域的车速规划滚动优化求解所述未来不同周期时域车速规划模型，得到最优规划车速曲线；

6、根据所述最优规划车速曲线，建立近似最优soc轨迹规划模型并求解出全局最优soc参考轨迹；对于智驾模式利用所述全局最优soc参考轨迹作为输入，对于人驾模式利用具有最佳充放电性能时的参考soc值作为输入，进行转矩分配控制以最小化燃油消耗。本申请至少具有以下有益效果：

7、(1)本申请根据驾驶员特征数据分析和行车风险预测，确定驾驶模式切换时间区间，并基于此以极限能耗为目标建立优化模型对切换时机进行优化，该最优切换时机能够在适应驾驶员驾驶风格、保证行车安全的前提下，同时降低模式切换过程的能耗。

8、(2)本申请针对城市环境行车场景多变的特征，考虑场景交互强弱，设计了一种长周期-短时域的车速规划滚动优化求解策略，使得智驾模式下的车速规划更加合理，更能够适应复杂的城市交通环境。

9、(3)本申请考虑智驾和人驾模式的特征建立智驾-人驾切换的混动系统能量管理分层优化控制方法，针对智驾采用上层规划、下层控制的分层能量管理，针对人驾直接执行控制层的能量管理，能够实现不同模式下行驶的最佳能耗。

技术特征：

1.一种考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，所述方法包括；

2.如权利要求1所述的考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，所述模式切换过程特征数据集包括自车位置坐标、自车速度、环境车位置坐标、环境车速度，表示为式(1)；

3.如权利要求2所述的考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，基于模式切换决策的风险区间和风险变化曲线得到模式切换决策的时间区间，融合人驾模式速度预测建立基于极限能耗的模式切换优化模型，对切换时机进行优化，得到最优切换时机，包括：

4.如权利要求1所述的考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，以所述最优切换时机为智驾模式速度规划结束时间点，建立以能耗成本为优化目标的考虑行驶场景动态交互特性的未来车速规划模型，包括：

5.如权利要求4所述的考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，基于行驶场景的交互强弱，利用面向多模式长周期-短时域的车速规划滚动优化求解所述考虑行驶场景动态交互特性的未来车速规划模型，得到最优规划车速曲线，包括：

6.如权利要求1所述的考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，根据所述最优规划车速曲线，建立近似最优soc轨迹规划模型并求解出全局最优soc参考轨迹，包括：

7.如权利要求6所述的考虑智驾-人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其特征在于，对于智驾模式利用所述全局最优soc参考轨迹作为输入，对于人驾模式利用具有最佳充放电性能时的参考soc值作为输入，进行转矩分配控制以最小化燃油消耗，包括：

技术总结
本申请涉及智能驾驶技术领域，公开一种考虑智驾‑人驾模式切换的干线物流混动重卡节能控制方法，其中方法包括：基于行车风险与极限能耗的模式切换时机优化、考虑行驶场景变化的智能驾驶预测性车速规划、智驾‑人驾切换的混动系统能量管理分层优化控制。本申请提供的方法基于风险评估模型得到模式切换决策时间区间，同时建立优化模型对切换时机进行优化，基于前者建立以能耗成本为目标的车速规划模型，考虑场景交互强弱设计长周期‑短时域的车速规划滚动优化策略，最后以规划车速为输入建立能量管理的分层优化控制，本申请综合考虑行车风险、行驶场景变化及能耗，能够解决城市复杂场景下人机共驾智能重卡行驶能耗高、安全性低以及智驾模式车速规划不合理等问题。

技术研发人员：王越,李伟亮,杨广达,叶盈余,薛秋影,韩羽棠,赵宁
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18