1.一种混合动力汽车能量管理及车速调整装置,其特征在于,包括交通流预测模块、车速传感器、动力传动系统控制模块、整车控制器和车速提示模块,所述交通流预测模块用于获取前方一段驾驶范围内的可行车速范围,所述车速传感器用于获取车速信息,所述动力传动系统控制模块用于获取车辆状态信息,所述整车控制器用于根据可行车速范围、车速信息及车辆状态信息分别计算动力分配最优结果和车速调整最优结果,所述动力传动系统控制模块根据动力分配最优结果对车辆状态进行控制;所述车速提示模块根据车速调整最优结果对驾驶员进行车速调整提示。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车能量管理及车速调整装置,其特征在于,所述交通流预测模块利用车辆前方交通流信息和周围车辆信息获取前方一段驾驶范围内的可行车速范围,并将可行车速范围发送至整车控制器;所述可行车速范围即车辆可发生的最低速度和最高速度。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车能量管理及车速调整装置,其特征在于,所述整车控制器计算动力分配最优结果和车速调整最优结果的计算方式具体为:利用庞特里亚金最小值原理解算两个状态变量、两个控制变量的控制问题,通过函数f定义所述控制问题的两个状态方程为:在上述公式中,两个状态变量分别是辅助动力源电荷状态SOC和车辆速度vveh,两个控制变量分别是主动力源输出功率Pmain和车辆加速度aveh。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车能量管理及车速调整装置,其特征在于,所述控制问题的控制目标为混合动力汽车的燃油消耗,即在车辆行驶中,找出两个控制变量Pmain和aveh的最优值,根据庞特里亚金最小值原理,汉密尔顿函数定义为:则所述控制问题的最优解的五个必要条件为:
在上述公式中,表示主动力源的燃油消耗率,p1和p2分别为两个共同状态变量;所述五个必要条件中,第一个必要条件和第二个必要条件表示两个状态方程,第三个必要条件和第四个必要条件为共同状态方程,在混合动力汽车行驶的每一时刻都会存在一定数量的两个控制变量Pmain和aveh的可行组合,庞特里亚金最小值原理根据第五个必要条件一定数量的可行组合中选取最优组合(Pmain*,aveh*),得到两个控制变量Pmain和aveh的最优值。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车能量管理及车速调整装置,其特征在于,所述车速调整提示方式包括:通过显示屏并以曲线的方式进行显示,或以语音提示的方式提醒驾驶员加速或者减速。
6.一种混合动力汽车能量管理及车速调整方法,其特征在于,包括:
步骤a:分别获取车辆状态信息、车速信息及前方一段驾驶范围内的可行车速范围;
步骤b:通过整车控制器根据可行车速范围、车速信息及车辆状态信息分别计算动力分配最优结果和车速调整最优结果;
步骤c:将所述动力分配最优结果发送至动力传动系统控制模块,对车辆状态进行控制;并根据所述车速调整最优结果对驾驶员进行车速调整提示。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车能量管理及车速调整方法,其特征在于,在所述步骤a中,所述获取前方一段驾驶范围内的可行车速范围的获取方式为:交通流预测模块利用车辆前方交通流信息和周围车辆信息获取前方一段驾驶范围内的可行车速范围,并将可行车速范围发送至整车控制器;所述可行车速范围即车辆可发生的最低速度和最高速度。
8.根据权利要求6所述的混合动力汽车能量管理及车速调整方法,其特征在于,在所述步骤b中,所述整车控制器计算动力分配最优结果和车速调整最优结果的计算方式为:利用庞特里亚金最小值原理解算两个状态变量、两个控制变量的控制问题,通过函数f定义所述控制问题的两个状态方程为:在上述公式中,两个状态变量分别是辅助动力源电荷状态SOC和车辆速度vveh,两个控制变量分别是主动力源输出功率Pmain和车辆加速度aveh。
9.根据权利要求8所述的混合动力汽车能量管理及车速调整方法,其特征在于,所述控制问题的控制目标为混合动力汽车的燃油消耗,即在车辆行驶中,找出两个控制变量Pmain和aveh的最优值,根据庞特里亚金最小值原理,汉密尔顿函数定义为:则所述控制问题的最优解的五个必要条件为:
在上述公式中,表示主动力源的燃油消耗率,p1和p2分别为两个共同状态变量;所述五个必要条件中,第一个必要条件和第二个必要条件表示两个状态方程,第三个必要条件和第四个必要条件为共同状态方程,在混合动力汽车行驶的每一时刻都会存在一定数量的两个控制变量Pmain和aveh的可行组合,庞特里亚金最小值原理根据第五个必要条件一定数量的可行组合中选取最优组合(Pmain*,aveh*),得到两个控制变量Pmain和aveh的最优值。
10.根据权利要求6所述的混合动力汽车能量管理及车速调整方法,其特征在于,在所述步骤c中,所述车速调整提示方式包括:通过显示屏并以曲线的方式进行显示,或以语音提示的方式提醒驾驶员加速或者减速。