(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111629165.1 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 中国北方发动机 研究所 （天津） 地址 300400 天津市北辰区永 进道96号 (72)发明人 付雪青　张岩　丁占铭　 (74)专利代理 机构 天津企兴智财知识产权代理 有限公司 12 226 专利代理师 薛萌萌 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种变车重条件下两交叉口间节能车速实 时计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种变车重条件下两交叉口 间节能车速实时计算方法， 包括以下步骤： S1、 建 立车辆纵向动力学模型； S2、 构建相关于车重的 最优节能车速离线计算模型； S3、 建立相关于车 重的最优节能车速库； S4、 构建相关于车重的节 能车速实时计算模型。 本发明所述的一种变车重 条件下两交叉口间节能车速实时计算方法， 基于 车辆纵向动力学方程和双状态动态规划构建以 车辆驱动功和制动功之和为目标函数的最优节 能车速离线计算模型， 求取车重、 两交叉口车辆 驶入车速和行驶里程情况下下最优节能车速， 建 立相关于 车重的最优节能车速库； 构建节能车速 在线计算模型， 实现实时计算节能车速， 具有较 高的计算精度、 短的计算时间以及较强的节能能 力。 权利要求书2页 说明书10页 附图1页 CN 114462296 A 2022.05.10 CN 114462296 A 1.一种变车重条件下两交叉口间节能车速实时计算方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 根据车辆行驶方程建立车辆纵向动力学模型； S2、 基于步骤S1中的车辆纵向动力学模型， 采用双状态动态规划构建相 关于车重的最 优节能车速 离线计算模型； S3、 根据步骤S2中的最优节能车速 离线计算模型， 建立相关于车重的最优节能车速库； S4、 根据步骤S3中的相关于车重的最优节能车速库， 构建相关于车重的节能车速实时 计算模型； 在步骤S1中的车辆纵向动力学模型的建立包括以下步骤： S11、 确定不同车重下车辆道路滑行阻力曲线， 在给定车重下车辆下空挡滑行， 连续记 录车速与行驶时间的对 应关系， 计算 得到使得车辆减 速的滚动阻力Ff、 空气阻力Fw和传动系 阻力Ft之和， 道路滑行阻力计算的公式(1)如下： 式中， 为惯性阻力， δ为车辆旋转质量转换系数， m为车重， v为车速， t为行驶时 间， 表征与车速无关而与车重相 关的常数项阻力， 表征与车速一次项和车重相 关 的阻力系数， 表征与车速二次项和车重相关的阻力系数； S12、 建立车辆纵向动力学模型， 车辆纵向动力学模型如下： δ ma＝Fd‑(Ff+Fw+Ft)   (2)； 式中， a为车辆纵向加速度、 Fd为车辆纵向驱动力或制动力。 2.根据权利要求1所述的一种变车重条件下两交叉口间节能车速实时计算方法， 其特 征在于： 在步骤S2中的相关于车重的最优节能车速 离线计算模型的建立包括以下步骤： S21、 以车速和行驶里程分别为双状态变量、 纵向加速度为决策变量、 驱动功和制动功 的绝对值之和Wd为目标函数、 行驶时间为阶段变量； 以1秒钟的时间间隔Δt将行驶时间划 分为t个阶段[1,2,3, …,k‑1,k,k+1, …,t‑1,t]， 得到公式(3)至公式(12)， 公式(3)至公式 (12)分别为： sk＝vk×Δt+0.5×ak×(Δt)2   (6)； amin≤ak≤amax   (9)； vk≤vmax   (10)； v1＝vst   (11)；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114462296 A 2vt＝ved   (12)； 式中， k为第k个阶段， sk为k阶段行驶里程， s为两交叉 口间行驶里程， vk为k阶段起始车 速， ak为k阶段加速度， 为k阶段驱动力或制动力， 为k阶段滚动阻力， 为k阶段空气 阻力， 为k阶段传动系阻力， amin为车辆最小加速度， amax为车辆最大加速度， vave为两交叉 口间平均车速， vmax为两交叉口间最高允许车速， vst为两交叉口驶入车速， ved为两交叉口驶 离车速； S22、 从第t个阶段逐阶段逆向计算至第1个阶段， 求取每个阶段下每个状态的最低目标 函数值， 建立相关于阶段变量和两个 状态变量的目标函数值矩阵； S23、 根据步骤S22中的目标函数值矩阵从第1个阶段逐阶段正向寻找最低目标函数值 至第t个阶段， 求 解出在给定m、 vst、 ved、 vave和s且满足amin、 amax和vmax限制的最优节能车速 。 3.根据权利要求1所述的一种变车重条件下两交叉口间节能车速实时计算方法， 其特 征在于： 在步骤S3中的相关于车重的最优节能车速库的建立包括以下步骤： S31、 选定行驶过两交叉口 的平均车速vave和驶离车速ved； S32、 将行驶里程s、 驶入车速vst和车重m分别取值： [s1,s2,…,so‑1,so,so+1,…,st‑1,st]、 和[m1,m2,…,mq‑1,mq, mq+1,…,mt‑1,mt]； S33、 采用双状态动态规划建立的最优节能车速离线计算模型， 分别求解mq、 so、 ved、 so/vave情况下最优节能车速， 其中， so/vave为以平均车速vave行驶过两交叉口里程so的行 驶时间， 建立相关于车重的最优节能车速库。 4.根据权利要求1所述的一种变车重条件下两交叉口间节能车速实时计算方法， 其特 征在于： 在步骤S4中的相关于车重的节能车速实时计算模型的建立包括以下步骤： S41、 将相关于车重的最优节能车速库中最优节能车速的70 ％、 15％和15％分别作 为训 练数据、 验证数据和 测试数据； S42、 构建变车重条件下节能车速实时计算模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114462296 A 3