面向車聯(lián)網(wǎng)的連續(xù)交叉路口節(jié)能車速優(yōu)化方法研究

發(fā)布時間：2020-11-10 10:53

　　行駛在城市道路上的車輛,影響其燃油經(jīng)濟性的因素不但有車輛本身狀態(tài),還有道路交通狀況、駕駛員行為等。當(dāng)?shù)缆反嬖谶B續(xù)交叉路口時,車輛因無法預(yù)知交叉路口處交通燈的信息以及道路交通信息,經(jīng)常發(fā)生緊急減速、急劇加速、不合理換擋行為和遇紅燈長時間等待的情況,造成了燃油經(jīng)濟性差、通行效率低的問題。為了提高車輛在城市道路上行駛的燃油經(jīng)濟性,本文對基于車輛-道路基礎(chǔ)設(shè)施通訊(vehicle-to-infrastructure,V2I)的節(jié)能車速駕駛優(yōu)化方法進行了研究。具有節(jié)能效果的車速提示系統(tǒng)通過從車聯(lián)網(wǎng)獲得的交通信息、道路信息、SPaT(Signal Phase and Timing),可以合理的為駕駛員提供節(jié)油速度,避免因駕駛員的不良駕駛行為以及交通信息匱乏引起的油耗浪費現(xiàn)象。為了探索車輛在實際道路上經(jīng)歷連續(xù)交叉路口的行駛規(guī)律,在上海市某路段進行了6個時段的駕駛實驗。通過采集得到的車速,經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)分析車輛的行車速度特性,根據(jù)每一階段的行駛特點將車輛通過交叉口時不同時段下的車速優(yōu)化分段制定。建立了由上游階段的定速段、調(diào)整段,和下游階段的恢復(fù)段組成的車速優(yōu)化單元。并發(fā)現(xiàn)到紅燈的相位時間對車速軌跡的影響顯著,故根據(jù)假設(shè)駛達交叉口處紅燈剩余時間的不同,制定了基于車速優(yōu)化單元的節(jié)能車速優(yōu)化模型。在保證通行效率的前提下,以車輛在整個行程上的燃油消耗量最小值為優(yōu)化函數(shù)。分別對車速優(yōu)化單元中的三個速度段求解使得油耗最小的速度曲線,為了保證駕駛的平穩(wěn)性,在連接兩個速度值處使用三角函數(shù)優(yōu)化的速度。通過比較每一紅燈剩余時間下3種行駛方案的油耗,得出最具燃油經(jīng)濟性的速度規(guī)劃建議。本文利用6種工況下行駛車速、發(fā)動機功率、驅(qū)動力與燃油消耗量的關(guān)系,擬合出基于功率的三次項燃油消耗模型。通過該瞬時油耗模型,計算出整個行程的燃油消耗量。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U491.54
【部分圖文】：

燃油消耗,輔助駕駛,主要因素,駕駛員

圖 1.2 車輛燃油消耗的主要因素駛員的綜合因素，車輛的節(jié)能輔助駕對油耗的影響，通過經(jīng)濟路徑規(guī)劃方濟性。眾多汽車廠商紛紛生產(chǎn)搭e Systems，EDAS）的汽車，如奔馳 A ECO PRO 節(jié)能模式，本田 Honda 的油耗的影響，通過坡度信息的獲取，汽車上的典型應(yīng)用為沃爾沃“I-See”的行為過程分為：積累動能，避免空擋準備下一次爬坡[7]。前后車速對油耗的影響，通過信號燈前由于車聯(lián)網(wǎng)還沒有普及，這一技術(shù)叉路口往往包含交通燈，是分割道路持交通秩序，在道路上交通燈的設(shè)置

油耗量,樣車

油耗模型都不適用于節(jié)能車速提示系統(tǒng)。為了避免在實時性計算中產(chǎn)生較大的誤差，需要使用微觀的瞬態(tài)油耗模型。瞬態(tài)燃油消耗模型中通常包含有可以反映車輛瞬態(tài)條件變化的量如車速、加速度等，與燃油消耗密切相關(guān)這里稱之為瞬態(tài)變量。2.3 建模數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)預(yù)處理本文用于建立瞬態(tài)燃油消耗模型的數(shù)據(jù)取自美國阿貢國家實驗室的先進動力總成研究中心(the Advanced Powertrain Research Facility of Argonne National Laboratory,ANL)的 D3 數(shù)據(jù)庫[37]。為了方便學(xué)生和從事節(jié)能汽車研究的專業(yè)人員的使用和理解，該數(shù)據(jù)庫提供測試的公開數(shù)據(jù)以便下載學(xué)習(xí)使用。此研究實驗室對多種車型進行油耗與排放的測試，車型包括：傳統(tǒng)內(nèi)燃機車型、純電動汽車、（插電）混合動力汽車、傳統(tǒng)搭載啟停系統(tǒng)的汽車、代用燃料汽車等。由于本文研究內(nèi)容為開發(fā)出怎樣的實時車速能使油耗量最小，并且不希望受到其他節(jié)能功能的干擾，所以選擇傳統(tǒng)汽油車的油耗數(shù)據(jù)為宜。選取 2014 款馬自達 3 的測試數(shù)據(jù)用于建模，樣車如圖 2.1 所示，圖片與數(shù)據(jù)一同由網(wǎng)站下載獲得。該車型的發(fā)動機為 DOHC 型直列四缸 VVT 2.5L，184 hp/ 85lbft，采用 6 速液力自動變速器。

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