CN112918475B - 一种用于车辆的自动巡航控制方法及自动巡航系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的自动巡航控制方法及自动巡航系统。自动巡航控制方法包括：对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据当前区段的道路信息确定车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据；以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据车辆的行驶状态方程、初始行驶状态数据、下一区段的道路信息计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位；还包括判断当前区段是否存在障碍物，若存在障碍物，则获取障碍物信息，根据障碍物信息以及车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据安全车速调整初始行驶状态数据；以及将安全车速作为约束条件调整车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩以及档位。

Description

一种用于车辆的自动巡航控制方法及自动巡航系统

技术领域

本发明实施例涉及车辆工程技术，尤其涉及一种用于车辆的自动巡航控制方法及自动巡航系统。

背景技术

近年来，随着各种造车新势力的涌现，汽车市场呈现出前所未有的活力，由于无论外源性的强制法规还是内源性的产品主动革新，均要求汽车节能、减排技术的进一步发展，因此智能化、节能化已经成为车企追求的主要目标。

巡航功能是汽车上常见的功能，巡航功能开启时可以解放驾驶员的双脚，在长距离长时间行驶时，可以一定程度的提高驾乘舒适性，但常规的巡航功能仅能按照驾驶员设定的车速控制车辆行驶，导致巡航功能开启时，难以兼顾车辆的油耗，造成一定程度的能源浪费。

发明内容

本发明提供一种用于车辆的自动巡航控制方法及自动巡航系统，以达到车辆启用巡航功能时，可以同时兼顾行驶时间最短和油耗最低的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于车辆的自动巡航控制方法，包括：

对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据所述当前区段的道路信息确定所述车辆行驶至所述下一区段时的初始行驶状态数据；

以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据所述车辆的行驶状态方程、所述初始行驶状态数据、所述下一区段的道路信息计算所述车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位；

还包括判断所述当前区段是否存在障碍物，若存在所述障碍物，则获取障碍物信息，根据所述障碍物信息以及所述车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据所述安全车速调整所述初始行驶状态数据；

以及将所述安全车速作为约束条件调整所述车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩以及档位。

进一步的，还包括根据目的地位置和所述车辆当前的位置确定若干备选道路；

根据每条备选道路的路况确定预计行驶时间，选择预计行驶时间最短的一条备选道路作为所述行驶道路。

进一步的，还包括判断包含所述备选道路的地图是否需要更新；

若所述地图需要更新，则通过更新后的地图数据、所述目的地位置以及所述车辆当前的位置确定所述备选道路。

进一步的，还包括根据地图数据绘制并显示所述行驶道路的路况提示标志。

进一步的，计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩、以及目标档位时，还包括计算所述车辆的目标缓速器扭矩；

若所述当前区段存在所述障碍物，则将所述安全车速作为约束条件调整所述车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩以及档位时，还包括计算所述车辆的缓速器扭矩。

进一步的，所述障碍物信息包括所述车辆与所述障碍物的距离，所述车辆与所述障碍物的相对速度；

根据所述距离以及所述相对速度计算目标加速度，根据所述车辆当前的速度以及所述目标加速度确定所述安全车速。

进一步的，通过燃油消耗量、行驶时间、加速度建立性能指标方程，其中所述燃油消耗量为包含发动机扭矩、发动机转速的函数；

基于所述性能指标方程，根据所述车辆的行驶状态方程、所述初始行驶状态数据、所述下一区段的道路信息计算所述车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位。

进一步的，设定距离周期，根据所述距离周期对所述行驶道路进行分段。

第二方面，本发明实施例还提供了一种自动巡航系统，包括：车辆控制器、TBOX、传感器，所述TBOX用于向所述车辆控制器发送道路信息，所述传感器用于采集障碍物信息；

所述车辆控制器用于对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据所述当前区段的道路信息确定所述车辆行驶至所述下一区段时的初始行驶状态数据；

以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据所述车辆的行驶状态方程、所述初始行驶状态数据、所述下一区段的道路信息计算所述车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位；

还包括判断所述当前区段是否存在障碍物，若存在所述障碍物，则获取障碍物信息，根据所述障碍物信息以及所述车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据所述安全车速调整所述初始行驶状态数据；

以及将所述安全车速作为约束条件调整所述车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩以及档位。

进一步的，还包括导航仪，所述导航仪与所述TBOX相连接；

所述导航仪用于根据目的地位置和所述车辆当前的位置确定若干备选道路，根据每条备选道路的路况确定预计行驶时间，选择预计行驶时间最短的一条备选道路作为所述行驶道路。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本实施例提出的自动巡航控制方法将行驶道路进行分段，同时结合每个当前区段的的道路信息确定车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据，结合计算得出的初始行驶状态数据预测车辆行驶至下一区段时的最优发动机扭矩和最优变速箱档位，使得车辆经过每个区段时，行驶时间最短且燃油消耗量最低，进而提高车辆的燃油经济性。

2.本实施例提出的自动巡航控制方法还可以有效针对车辆在行驶过程中遇到障碍物的情形，当车辆遇到障碍物时，根据车辆与障碍物的相对距离、相对速度重新计算最优发动机扭矩和最优变速箱档位，在保证车辆行驶安全的前提下，使得行驶时间最短且燃油消耗最低，兼顾了车辆的行驶安全性和燃油经济性。

附图说明

图1是实施例中的自动巡航控制方法流程图；

图2是实施例中的另一种自动巡航控制方法流程图；

图3是实施例中的自动巡航系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是实施例中的自动巡航控制方法流程图，本实施例可适用于车辆巡航的情况，该方法可以采用软件的方式实现，该方法可配置于电子设备中，典型的电子设备包括整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)，如图1所示，自动巡航控制方法，包括：

S101.对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据当前区段的道路信息确定车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据。

示例性的，本步骤中，可以依据时间或者距离对行驶道路进行分段，例如，按照固定的时间间隔将行驶道路分为若干区段，或者按照固定的长度将行驶道路分为若干区段。

示例性的，本步骤中，道路信息可以包括坡度、弯道曲率、限速速度等，根据道路信息确定的初始行驶状态数据可以包括车辆的速度和加速度等。例如，若车辆的驱动力不变，则可以根据运动方程和坡度信息(上坡角度、下坡角度)预测车辆经过坡后的车速V₀、加速度a₀；根据弯道曲率可以确定车辆的安全行驶车速，根据安全行驶车速计算加速度a₀并确定车速V₀；根据限速速度计算加速度a₀并确定车速V₀。

S102.以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据车辆的行驶状态方程、初始行驶状态数据、下一区段的道路信息计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位。

示例性的，本步骤中，基于最优控制计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位。

一般的，实现最优控制的流程包括：建立被控系统的状态方程；确定状态方程的边界条件；确定被控量的允许范围；选定性能指标；求解被控量。

示例性的，本步骤中，车辆的行驶状态方程可以为：

式中，F(t)为车辆驱动力，m(t)为车辆的质量，V(t)为车辆的车速，K₁、K₂为常数。其中，车辆驱动力F(t)为发动机扭矩N、档位D、轮胎半径R的函数，质量m(t)为燃油消耗量C的函数。

针对行驶道路的一个区段，距离S、车速V、质量m初始时刻的取值为：

S(t₀)＝S₀

V(t₀)＝V₀

m(t₀)＝m₀

上式中，t₀为车辆经过一个区段的初始时刻，S₀为行驶道路起点至该区段起点的距离，V₀为车辆经过该区段时的初始车速(即步骤S101中计算出的车速)，m₀为车辆经过该区段时的初始质量。

在行驶过程中，车辆应满足如下约束条件：

0＜F＜F_max

N_min＜N＜N_max

D_min＜D＜D_max

上式中，F_max为车辆驱动力最大值，Ⅳ_min为发动机扭矩最小值，Ⅳ_max为发动机扭矩最大值，D_min为最小档位，D_max为最大档位。

示例性的，若按照固定的长度将行驶道路分为若干区段，则车辆行驶至一个区段的终点时满足如下条件：

S(t_f)＝S_f

m(t_f)≥m_e

上式中，t_f为车辆经过一个区段的终止时刻，S₀为行驶道路起点至该区段终点的距离，m_e为车辆燃油耗尽时的质量。

本步骤中，设定控制指标为使燃油消耗量尽量小且行驶时间尽量短，据此构建性能指标函数，即：

根据上述性能指标函数、行驶状态方程、约束条件、初始时刻以及终止时刻的边界条件，求解F(t)以及t_f，使其满足设定的控制指标，随后再根据车辆驱动力F(t)与扭矩N、档位D的关系，确定与设定控制指标对应的扭矩N、档位D。

示例性的，本步骤中可以通过变分法、动态规划法、奇异最优控制法等求解F(t)以及t_f，其具体的计算过程与现有技术相同，在此不再赘述。

S103.判断当前区段是否存在障碍物，若存在障碍物，则获取障碍物信息。

示例性的，本步骤中，障碍物信息可以包括障碍物与车辆的相对位置、相对距离、相对速度等。

S104.根据障碍物信息以及车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据安全车速调整初始行驶状态数据，将安全车速作为约束条件调整车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩以及档位。

示例性的，本步骤中，根据障碍物与车辆的相对位置和相对距离和相对速度计算安全加速度a_S，保证车辆在行驶过程中不与障碍物发生碰撞，根据安全加速度a_S和车辆当前的车速计算车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据，即车辆的车速V_c，若车辆行驶至下一区段时，在下一区段内未检测到障碍物，则设定V(t₀)＝V_c，并根据步骤S102记载的内容计算车辆行驶至下一区段内时的F(t)以及t_f。

若在当前区段存在障碍物，则重新求解F(t)以及t_f。具体的，获取车辆与障碍物的相对距离S_r，判断S_r是否小于设定的安全阈值S_th，若S_r小于S_th，则将检测出S_r小于S_th的时刻作为初始时刻，在该时刻距离S、车速V、质量m的取值为：

S(t₁)＝S₁

V(t₁)＝V₁

m(t₁)＝m₁

上式中，t₁为S_r小于S_th的时刻，S₁为行驶道路起点至车辆当前位置的距离，V₁为车辆当前的车速，m₁为车辆当前时刻的质量。

设定目标加速度为：

a_th＝(V_z ²-V₁ ²)/(2S_r)

式中，V_f为障碍物的移动速度。

将车速与障碍物速度相等作为边界条件，则设定车辆的车速与障碍物的速度相等时满足如下条件：

V(t_e)＝V_z

m(t_e)≥m_e

上式中，t_e为车辆的车速等于障碍物速度时的时刻。

变更约束条件为：

0＜F＜F_max

Ⅳ_min＜N＜Ⅳ_max

D_min＜D＜D_max

a＝a_th

式中a为车辆的加速度。

基于上述条件计算行驶过程中，车辆遇到障碍物且车辆与障碍物的相对距离小于安全阈值时的F(t)以及t_e。在车辆车速与障碍物的速度相同后，在该区段的剩余路段行驶时，F(t)以及t的计算方式与步骤S102中记载的内容相同，此时，初始时刻的车速取车辆当前的车速。

本实施例提出的自动巡航控制方法将行驶道路进行分段，同时结合每个当前区段的的道路信息确定车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据，结合计算得出的初始行驶状态数据预测车辆行驶至下一区段时的最优发动机扭矩和最优变速箱档位，使得车辆经过每个区段时，行驶时间最短且燃油消耗量最低，进而提高车辆的燃油经济性。

此外，本实施例提出的自动巡航控制方法还可以有效针对车辆在行驶过程中遇到障碍物的情形，当车辆遇到障碍物时，根据车辆与障碍物的相对距离、相对速度重新计算最优发动机扭矩和最优变速箱档位，在保证车辆行驶安全的前提下，使得行驶时间最短且燃油消耗最低，兼顾了车辆的行驶安全性和燃油经济性。

图2是实施例中的另一种自动巡航控制方法流程图，参考图2，自动巡航控制方法还可以为：

S201.括根据目的地位置和车辆当前的位置确定若干备选道路，根据每条备选道路的路况确定预计行驶时间，选择预计行驶时间最短的一条备选道路作为行驶道路。

示例性的，本步骤中，整车控制器可以获取地图，根据驾驶人员设定的目的地，整车控制器可以确定出若干可以到达目的地的备选道路，基于与地图匹配的统计数据，整车控制器可以将预计行驶时间最短的一条备选道路作为行驶道路。

作为一种可实施方案，本步骤中，在选定备选道路之前还包括判断地图是否需要更新，若地图需要更新，则通过更新后的地图、目的地位置、车辆当前的位置确定备选道路，同时根据统计数据从备选道路中确定行驶道路。

S202.根据地图数据绘制并显示行驶道路的路况提示标志。

示例性的，本步骤中，根据地图数据可以确定行驶道路的坡路路段、弯道路段、岔口、限速路段等，为上述不同种类的路段绘制相应的路况提示标志，并在车辆行驶至上述一种路段时，在地图上显示与当前路段相对应的路况提示标志，使得驾驶人员可以清晰的获知当前路段的路况。

S203.对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据当前区段的道路信息确定车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据。

示例性的，本步骤中，初始行驶状态数据可以包括可以包括车辆的速度和加速度等。

S204.以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据车辆的行驶状态方程、初始行驶状态数据、下一区段的道路信息计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩、缓速器扭矩以及目标档位。

示例性的，本方案中，若仅计算发动机扭矩、档位，则采用的方法与步骤S102中记载的方法相同，本步骤中，除计算发动机扭矩、档位外，还进行缓速器扭矩的计算。

示例性的，缓速器主要用于车辆减速或者长距离下坡时，使车辆可以平缓的减速，缓速器扭矩和发动机扭矩的合扭矩影响车辆的加速度和车速。

作为一种可实施方案，本步骤中，若考虑缓速器扭矩，则可以根据如下运动方程计算车辆的加速度：

a(t)＝f(N_e(t)，N_r(t)，D(t)，t)

式中，a(t)为车辆的加速度，N_e(t)为发动机扭矩，N_r(t)为缓速器扭矩，D(t)为档位，t为时间。

示例性的，本步骤中，设定车辆的行驶状态方程可以为：

式中，F(t)为车辆驱动力，m(t)为车辆的质量，V(t)为车辆的车速，a_x(t)为缓速器扭矩N_r生成的相对加速度，K₃、K₄为常数。其中，车辆驱动力F(t)为发动机扭矩N_e、档位D、轮胎半径R的函数，质量m(t)为燃油消耗量C的函数。

针对行驶道路的一个区段，加速度a、距离S、车速V、质量m初始时刻的取值为：

a(t₀)＝a₀

S(t₀)＝S₀

V(t₀)＝V₀

m(t₀)＝m_o

上式中，t₀为车辆经过一个区段的初始时刻，S₀为行驶道路起点至该区段起点的距离，a₀为车辆经过该区段时的初始加速度(例如可以为利用本步骤中的公式计算出的加速度)，V₀为车辆经过该区段时的初始车速(步骤S203中计算出的车速)，m₀为车辆经过该区段时的初始质量。

在行驶过程中，车辆应满足如下约束条件：

0＜F＜F_max

mainN_e＜N_e＜maxN_e

D_min＜D＜D_max

minN_r＜N_r＜maxN_r

上式中，minN_e为发动机扭矩最小值，maxN_e为发动机扭矩最大值，D_mmin为最小档位，D_max为最大档位，minN_r为缓速器扭矩最小值，maxN_r为缓速器扭矩最大值。

示例性的，若按照固定的长度将行驶道路分为若干区段，则车辆行驶至一个区段的终点时满足如下条件：

S(t_f)＝S_f

m(t_f)≥m_e

上式中，t_f为车辆经过一个区段的终止时刻，S₀为行驶道路起点至该区段终点的距离，m_e为车辆燃油耗尽时的质量。

本步骤中，构建性能指标函数为：

根据上述性能指标函数、行驶状态方程、约束条件、初始时刻以及终止时刻的边界条件，求解F(t)、a_x(t)以及t_f，使其满足设定的控制指标，随后再根据车辆驱动力F(t)与发动机扭矩N_e、档位D的关系，确定与设定控制指标对应的发动机扭矩N_e、档位D，根据a_x(t)确定与之对应的缓速器扭矩N_r，其中a_x(t)与N_r的关系可以通过标定获得。

作为一种可实施方案，本步骤中，性能指标函数还可以为：

J＝m(t_f)

若采用上述性能指标函数，则进行最优控制求解时仅以燃油消耗量最小为控制指标，即求解m(t_f)的最大值，由于步骤S201中选定的行驶道路为所有备选道路中行驶时间最短的一条道路，因此仅将燃油消耗量作为控制指标，相对于其他备选道路，也可以在一定程度上保证行驶至目的地的时间最短。

S205.判断当前区段是否存在障碍物，若存在障碍物，则获取障碍物信息。

S206.根据障碍物信息以及车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据安全车速调整初始行驶状态数据，将安全车速作为约束条件调整车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩、缓速器扭矩以及档位。

示例性的，本步骤中，根据安全车速调整初始行驶状态数据，将安全车速作为约束条件调整车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩、缓速器扭矩以及档位的方式与前述步骤S104中记载的内容基本相同，区别在于计算时的行驶状态方程以及性能指标函数采用本步骤中记载的行驶状态方程以及性能指标函数。

在图1所示方案有益效果的基础上，图2所示的方案中可以根据地图选择若干条备选道路，将行驶时间最短作为标准，首先筛选出满足时间最优的行驶道路，在此基础上，依据该行驶道路的道路信息计算最优发动机扭矩、最优缓速器扭矩和最优变速箱档位，可以保证优化后的时间仍为最短时间。同时，选定行驶道路后绘制并显示行驶道路的路况，可以使驾驶人员准确的获知当前行驶路段的路况，提供驾驶体验。

实施例二

图3是实施例中的自动巡航系统框图，参考图3，自动巡航系统包括：车辆控制器100、TBOX 200、传感器300，TBOX 200用于向车辆控制器发送道路信息，传感器300用于采集障碍物信息。

示例性的，配置车辆控制器100用于对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据当前区段的道路信息确定车辆行驶至所述下一区段时的初始行驶状态数据。

以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据车辆的行驶状态方程、初始行驶状态数据、下一区段的道路信息计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位。

还包括判断当前区段是否存在障碍物，若存在障碍物，则获取障碍物信息，根据障碍物信息以及车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据安全车速调整所述初始行驶状态数据。

以及将安全车速作为约束条件调整车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩以及档位。

示例性的，本实施例中，TBOX 200中可以存储地图数据，地图数据包括坡度、曲率等道路信息。

传感器300可以包括雷达、摄像头等，其中雷达可以用于障碍物的测速、测距、摄像头可以用于获取红绿灯信息、获取行驶道路中的环境信息等。

本实施例中，车辆控制器100计算出发动机扭矩以及档位后，控制发动机输出计算出的发动机扭矩，控制变速箱置于计算出的档位。

示例性的，车辆控制器100可以用于执行图1所示的自动巡航控制方法，其实现过程及有益效果与实施例一中记载的内容相同。

参考图3，自动巡航系统还包括导航仪400，导航仪400与TBOX 200相连接，导航仪400用于根据目的地位置和车辆当前的位置确定若干备选道路，根据每条备选道路的路况确定预计行驶时间。还包括GPS 500，GPS 500与导航仪400以及TBOX 200相连接，GPS 500用于车辆的定位。

示例性的，导航仪400通过TBOX 200与车辆控制器100实现数据通信，导航仪400可以根据车辆当前的位置和目的地选择出若干备选道路，导航仪400可以向车辆控制器100发送每条备选道路的预计行驶时间，车辆控制器100选择预计行驶时间最短的一条备选道路作为行驶道路。

作为一种可实施方案，车辆控制器100还可以用于以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据车辆的行驶状态方程、初始行驶状态数据、下一区段的道路信息计算车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩、缓速器扭矩以及目标档位。

示例性的，车辆控制器100还可以用于执行图2所示的自动巡航控制方法，其实现过程及有益效果与实施例一中记载的内容相同。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，包括：

对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据所述当前区段的道路信息确定所述车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据，包括初始距离、初始加速度、初始车速、初始质量：

构建车辆的行驶状态方程，包括：

式中，F(t)为车辆驱动力，m(t)为车辆的质量，V(t)为车辆的车速，a_x(t)为缓速器扭矩生成的相对加速度，K₃、K₄为常数；

确定与所述下一区段对应的终止时刻的边界条件，包括：

S(t_f)＝S_f

m(t_f)≥m_e

上式中，t_f为车辆经过所述下一区段的终止时刻，m_e为车辆燃油耗尽时的质量；

构建性能指标函数，包括：

构建车辆的约束条件，包括：

0＜F＜F_max

minN_e＜N_e＜maxN_e

D_min＜D＜D_max

minN_r＜N_r＜maxN_r

上式中，N_e为发动机扭矩，D为档位，N_r为缓速器扭矩；

以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据所述行驶状态方程、所述初始行驶状态数据、所述终止时刻的边界条件、所述约束条件以及所述性能指标函数计算所述车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩、目标档位以及目标缓速器扭矩；

还包括判断所述当前区段是否存在障碍物，若存在所述障碍物，则获取障碍物信息，根据所述障碍物信息以及所述车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据所述安全车速调整所述初始行驶状态数据；

以及将所述安全车速作为约束条件调整所述车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩、档位以及缓速器扭矩。

2.如权利要求1所述的用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，还包括根据目的地位置和所述车辆当前的位置确定若干备选道路；

根据每条备选道路的路况确定预计行驶时间，选择预计行驶时间最短的一条备选道路作为所述行驶道路。

3.如权利要求2所述的用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，还包括判断包含所述备选道路的地图是否需要更新；

若所述地图需要更新，则通过更新后的地图数据、所述目的地位置以及所述车辆当前的位置确定所述备选道路。

4.如权利要求3所述的用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，还包括根据地图数据绘制并显示所述行驶道路的路况提示标志。

5.如权利要求1所述的用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，所述障碍物信息包括所述车辆与所述障碍物的距离，所述车辆与所述障碍物的相对速度；

根据所述车辆与所述障碍物的距离以及所述车辆与所述障碍物的相对速度计算目标加速度，根据所述车辆当前的速度以及所述目标加速度确定所述安全车速。

6.如权利要求1所述的用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，通过燃油消耗量、行驶时间、加速度建立性能指标方程，其中所述燃油消耗量为包含发动机扭矩、发动机转速的函数；

基于所述性能指标方程，根据所述车辆的行驶状态方程、所述初始行驶状态数据、所述下一区段的道路信息计算所述车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩以及目标档位。

7.如权利要求1所述的用于车辆的自动巡航控制方法，其特征在于，设定距离周期，根据所述距离周期对所述行驶道路进行分段。

8.一种自动巡航系统，其特征在于，包括：车辆控制器、TBOX、传感器，所述TBOX用于向所述车辆控制器发送道路信息，所述传感器用于采集障碍物信息；

所述车辆控制器用于：

对当前的行驶道路进行分段，车辆行驶时，获取当前区段的道路信息，根据所述当前区段的道路信息确定所述车辆行驶至下一区段时的初始行驶状态数据，包括初始距离、初始加速度、初始车速、初始质量：

构建车辆的行驶状态方程，包括：

式中，F(t)为车辆驱动力，m(t)为车辆的质量，V(t)为车辆的车速，a_x(t)为缓速器扭矩生成的相对加速度，K₃、K₄为常数；

确定与所述下一区段对应的终止时刻的边界条件，包括：

S(t_f)＝S_f

m(t_f)≥m_e

上式中，t_f为车辆经过所述下一区段的终止时刻，m_e为车辆燃油耗尽时的质量；

构建性能指标函数，包括：

构建车辆的约束条件，包括：

0＜F＜F_max

minN_e＜N_e＜maxN_e

D_min＜D＜D_max

minN_r＜N_r＜maxN_r

上式中，N_e为发动机扭矩，D为档位，N_r为缓速器扭矩；

以燃油消耗量、行驶时间作为控制指标，根据所述行驶状态方程、所述初始行驶状态数据、所述终止时刻的边界条件、所述约束条件以及所述性能指标函数计算所述车辆处于下一区段时的目标发动机扭矩、目标档位以及目标缓速器扭矩；

还包括判断所述当前区段是否存在障碍物，若存在所述障碍物，则获取障碍物信息，根据所述障碍物信息以及所述车辆当前的行驶状态数据计算安全车速，根据所述安全车速调整所述初始行驶状态数据；

以及将所述安全车速作为约束条件调整所述车辆行驶于当前区段时的发动机扭矩、档位以及缓速器扭矩。

9.如权利要求8所述的自动巡航系统，其特征在于，还包括导航仪，所述导航仪与所述TBOX相连接；

所述导航仪用于根据目的地位置和所述车辆当前的位置确定若干备选道路，根据每条备选道路的路况确定预计行驶时间，选择预计行驶时间最短的一条备选道路作为所述行驶道路。

Images