基于强跟踪的卡尔曼滤波算法道路坡度估计分析

在上下坡路段行驶的过程中，道路的坡度角对车辆的纵向受力分析非常重要。道路坡度角过大时会影响驾驶员驾驶的安全性，因此在道路建设中，上下坡路段的研究是有重要意义的。为了更加精确地对汽车在各种路段下的行驶状况进行研究，道路坡度是重要的研究指标。据此，提出了强跟踪滤波优化卡尔曼滤波算法，并利用MATLAB/Simulink仿真，验证了优化后的卡尔曼滤波算法具有很强的跟踪性和准确性。     

长大下坡路段载货汽车行驶速度预测研究

为了解决重型载货汽车在长大下坡路段行驶制动器容易失效导致事故多发的问题,在下坡路段行驶制动器温升模型的基础上,运用汽车行驶方程式,结合对车辆的受力分析,对其在排气制动条件下的瞬时行驶速度进行了预测,建立了长大下坡路段车辆速度预测迭代模型。以东风EQ1108G6D13为试验车在典型长大下坡路段——青兰高速K1857~K1864段进行了道路试验,采用Racelogic VGPS车速传感器、DEWE3010型32通道数据采集仪对速度、时间和距离信号进行了实时监测与采集。试验结果表明:车辆速度预测模型所得到的速度与试验测试的速度变化趋势一致,且预测的结果与试验结果最大相对误差为2.57%,证明速度预测方法可行,可计算出车辆下长坡时的瞬时速度,进而通过制动器温升模型能够准确计算出制动器的瞬时温度,从而可实现实时监控载货汽车的制动器温度。     

基于道路行驶工况辨识的重型载货汽车排气制动系统主动控制研究

针对长下坡路段行驶的重型载货汽车因驾驶人路况不熟悉而行车制动系统使用不当引发制动器热衰退风险的问题，本文提出了基于道路行驶工况辨识的重型载货汽车排气制动系统主动控制策略。考虑到山区路段道路纵向坡度信息难准确获取，且制动踏板动作特征与其他路段存在显著的差异，文中选取时间窗内制动踏板平均开度、持续作用时间和制动踏板作用时间比例分别建立了下坡路段行驶制动工况和其他路面制动工况，利用制动踏板动作与开启排气制动系统的因果关系建立了具有连续时间序列特性隐马尔可夫模型。考虑到时间窗长度对控制效果的影响，文中建立时间窗长度为30、60、90和120 s的4种模型，利用京昆高速雅安-西昌段K25-K174左线和右线试验数据进行离线训练和在线辨识验证。道路试验和仿真结果表明：文中提出的控制策略能够准确辨识车辆行驶工况，能够实现排气制动系统主动控制，降低了对驾驶人的高度依赖，从而提高了重型载货汽车下坡路段行驶安全性。     

客车下坡排气制动能力研究

对客车下坡行驶时排气制动的能力进行试验和理论研究。结果表明，客车下坡行驶时利用排气制动可以在部分坡度坡道上满足汽车正常下坡行驶的要求。但是，由于它吸收功率的能力有限，无法满足汽车在各种坡度坡道上的下坡行驶要求。     

发动机制动、排气制动与缓速器联合作用时的非连续线性控制系统的研究

针对客车发动机制动、排气制动的制动扭矩比较小的问题,提出采用发动机制动、排气制动与缓速器联合作用的持续制动方式,并且针对汽车在山区道路下坡行驶过程中对稳定车速的要求,进行了相应的控制系统设计。模拟分析结果表明:该控制系统可以保证汽车在不采用行车制动器的条件下,利用发动机制动、排气制动与缓速器联合作用的持续制动方式,在各种坡度的坡道上以希望的车速稳定下坡行驶,为汽车在山区道路连续下坡行驶的制动安全性提供了一个合理的解决方案。     

自动变速车辆下坡换挡策略研究

为解决传统自动变速车辆下坡行驶时意外升挡等问题,从发动机制动特性出发,分析了车辆带挡滑行时的动力学特性。在此基础上,结合公路设计标准确定了目标参考车速和约束挡位,制定了基于道路坡度信息的下坡工况换挡控制策略,并运用Matlab/Simulink和驾驶模拟器进行了驾驶员在环仿真实验。结果表明:该换挡策略能有效解决通常自动变速车辆下坡行驶时存在的问题,并能在一定程度上体现驾驶员的驾驶意图;既能充分利用发动机的制动作用,又能在保证安全的同时兼顾行驶效率,更好地满足了自动变速车辆坡道行驶的要求。     

基于发动机制动与电涡流缓速器联合特性的山区公路连续长大下坡路段辅助减速车道研究

目前重型货车在下长大坡路段持续制动极易引起行车安全问题。本文提出在长大下坡路段增设辅助减速车道,在一定程度上可缓解下坡压力。因此,引入温升模型,计算车辆下坡失速模型,确定下坡安全距离,以此为缓速车道设计提供依据。首先对发动机制动和电涡流缓速器联合作用下对重型汽车下坡进行研究。其次根据车辆系统动力学,进行汽车下坡能力分析。结合对汽车在制动鼓安全温度阈值内的汽车安全下坡距离的研究,得到下坡安全距离最长坡长为10 km左右,行驶坡度平均范围为3%～7%。基于此确定辅助减速车道的设定位置。     

汽车的稳定性及影响稳定性的因素

汽车的稳定性是指汽车受到外界扰动(路面扰动或大风扰动)后恢复原来运动状态的能力,可分为纵向稳定性和横向稳定性。汽车在上下坡时,抵抗前后倾覆的稳定性称为纵向稳定性;在道路有侧向斜度或转弯行驶时,抵抗侧向倾覆和侧滑的稳定性称为横向稳定性。     

基于交互多模型的车辆质量与道路坡度估计

车辆结构参数和道路环境信息的实时准确获取是提高智能汽车运动控制性能的重要因素之一,而车辆质量与道路坡度信息是多种汽车控制系统的必要信息,因此质量与坡度在线估计的研究一直受到关注。针对车辆质量与道路坡度的联合估计问题,提出了一种基于交互多模型的质量与坡度融合估计方法。首先,设定了适宜进行质量精确估计的工况条件,据此提出了基于模糊规则的质量估计置信度因子计算算法,进而设计了基于置信度因子的递推最小二乘车辆质量估计算法,以实现质量的在线估计。然后,以车辆纵向动力学模型为基础,建立了运动学和动力学2种坡度估计模型,并设计了基于运动学模型的线性卡尔曼滤波坡度观测器,基于电子稳定性程序ESP的纵向加速度信息实现坡度估计,设计了基于动力学模型的无迹卡尔曼滤波坡度观测器,基于ESP和发动机管理系统EMS的力信息实现坡度估计。运动学模型未考虑车辆姿态信息,坡度估算结果与实际值有偏差;动力学模型对模型精度要求高,算法稳定性差,为充分发挥2种方法优势实现坡度的精确估计,采用交互多模型算法实现了2种坡度估计方法的加权融合。最后,对所设计的算法进行了实车试验验证。结果表明:所设计的质量与坡度估算算法具有较好的实时性和准确性,适合智能汽车运动控制的应用需求。     

基于稳态卡尔曼滤波的车辆质量与道路坡度估计

针对车辆自动变速器控制系统难以实时测得车辆质量与道路坡度这一问题,搭建了车辆的纵向运动学和动力学模型,在理论模型的基础上使用离散卡尔曼滤波器对车辆质量和道路坡度进行估算,并利用Carsim与Maltab/Simulink联合仿真采用合适的加速度传感器和稳态卡尔曼滤波器的实车试验,验证了用此方法估算车辆质量和道路坡度比惯性导航仪得到的数据有更好的实时性和准确性。     

基于交互多模型的车辆质量与道路坡度估计（双语出版）

车辆结构参数和道路环境信息的实时准确获取是提高智能汽车运动控制性能的重要因素之一，而车辆质量与道路坡度信息是多种汽车控制系统的必要信息，因此质量与坡度在线估计的研究一直受到关注。针对车辆质量与道路坡度的联合估计问题，提出了一种基于交互多模型的质量与坡度融合估计方法。首先，设定了适宜进行质量精确估计的工况条件，据此提出了基于模糊规则的质量估计置信度因子计算算法，进而设计了基于置信度因子的递推最小二乘车辆质量估计算法，以实现质量的在线估计。然后，以车辆纵向动力学模型为基础，建立了运动学和动力学2种坡度估计模型，并设计了基于运动学模型的线性卡尔曼滤波坡度观测器，基于电子稳定性程序ESP的纵向加速度信息实现坡度估计，设计了基于动力学模型的无迹卡尔曼滤波坡度观测器，基于ESP和发动机管理系统EMS的力信息实现坡度估计。运动学模型未考虑车辆姿态信息，坡度估算结果与实际值有偏差；动力学模型对模型精度要求高，算法稳定性差，为充分发挥2种方法优势实现坡度的精确估计，采用交互多模型算法实现了2种坡度估计方法的加权融合。最后，对所设计的算法进行了实车试验验证。结果表明：所设计的质量与坡度估算算法具有较好的实时性和准确性，适合智能汽车运动控制的应用需求。     

智能车路系统中汽车列队行驶控制关键技术与研究进展

通过车路协调技术可以控制车辆实现列队行驶,以提高道路车辆密度,增加道路容量,同时也能增加交通系统的安全性和节约能源.论述了汽车列队行驶控制的关键技术,介绍了车辆纵向、横向自动控制技术、车路信息交互技术以及车队队列控制技术等研究进展,展望汽车列队行驶控制研究方向.     

发动机制动、排气制动与缓行器联合作用的模糊控制系统研究

针对客车山区道路下坡行驶过程中对稳定车速的要求，对客车发动机制动、排气制动与缓行器联合作用时的制动模糊控制系统进行了设计和模拟分析。结果表明此控制系统可以保证汽车在不采用主制动器的条件下，利用发动机制动、排气制动与缓行器联合作用的持续制动方式，在各种坡度的坡道上以希望的车速稳定下坡行驶。     

基于行驶工况的单车燃油消耗微观模型

在分析汽车燃油消耗影响因素的基础上,研究了道路坡度、车辆载重量、加减速及车速对车辆燃油消耗的影响,分3种车型建立了基于车辆行驶工况的单车燃油消耗微观模型;以速度实验为基础,通过对不同车辆行驶工况影响因素处在非实验条件下的情况进行修正,建立基于行驶工况的单车燃油消耗微观模型.各车型在不同坡度、载重量、加减速时的燃油消耗通...     

雨天高速公路纵坡对驾驶员心率及行车速度影响

为了探究降雨时高速公路纵向坡度对行车安全的影响, 以驾驶员的心率增长率(HRGR)和行车速度做为特征参数, 量化分析晴朗和降雨天气下行车速度与驾驶员心率和纵向坡度之间的关系。开展实地驾驶试验采集基础数据, 提取特征参数进行数据融合, 在控制其他因素不变的情况下, 对比晴天和雨天驾驶员HRGR和车辆行驶速度表现的异同, 并确定纵坡路段的研究特征点; 分析晴天和雨天行车速度表现与驾驶员HRGR变化规律, 建立晴天和雨天驾驶员HRGR和行车速度与道路纵向坡度之间的量化关系模型。结果表明: 道路条件相同时, 驾驶员HRGR与行车速度在晴天和雨天的变化规律是分别一致的, 但雨天驾驶员HRGR变化幅度更大, 减速次数更多; 随坡度增大(坡度区间为[1.0%, 4.0%]), 驾驶员HRGR在下坡路段满足指数增长模型, 在上坡路段满足对数增长模型; 行车速度在上坡路段是呈负指数下降趋势, 但在下坡路段, 行车速度在晴天呈指数型增长, 在雨天却呈现出二次多项式先增长再下降的变化规律。      

浅谈道路坡度百分数与坡道角度的关系

驾驶摩托车在道路上行驶，上坡与下坡不可避免。通常，道路坡道的坡度用“坡度百分数”表示，坡度百分数是高度与水平距离之比，是指在100m的水平距离上垂直上升的高度。     

基于路段平均速度的坡道变速车道长度修正研究

通过对7条国道交通量数据的统计分析,选出我国高等级公路上行驶的有代表性的车型作为研究对象,以道路上车辆行驶的路段平均速度为基础,利用汽车行驶理论推导出坡道上变速车道长度修正系数的计算公式。讨论道路坡度对车辆加速性能的影响,进而推导出道路坡度与变速车道长度的关系,同时计算出不同道路坡道时的变速车道长度的修正系数,并与现行道路路线设计规范进行对比分析,给出坡道上变速车道长度的修正系数参考值,供公路设计人员设计山区或丘陵区高等级公路时参考。     

几种汽车缓速器技术

随着汽车车速的不断提高,汽车辅助制动系统越来越显示出它的重要性。特别是汽车在坡度较大的道路上长距离下坡行驶时,需要不断进行制动,以使车速不至过高。但频繁地使用行车制动,不仅会使制动器的摩擦片过度磨损,还会使制动器发生热衰退,出现刹车失灵的情     

重载货车长下坡挂挡决策行驶安全仿真

长大下坡是大型车辆事故多发的典型路段,现有仿真模式多适用于宏观评价道路平面线形安全,无法反映驾驶人不同挂档决策对长下坡行车安全的影响。建立了重载货车整车模型、转向控制器和踏板控制器。根据重载货车自然驾驶数据,引入驾驶人控制边界约束,通过联合TruckSim和Simulink软件,设计了基于挂档加速、挂档滑行、挂档制动的长下坡行驶控制策略。提出了在车辆速度层面引入驾驶人操纵行为特征谱的虚拟仿真试验。根据当前路段驾驶人挂挡问卷调查信息,以1条实际长下坡道路作为算例,研究了不同驾驶模式下重载货车长下坡行驶特性。仿真结果表明:预瞄定速模式控制下的车辆节气门开度和车轮制动压力呈现相互交替态势,与车辆真实长下坡行驶特性不符,难以为长下坡道路安全改善提供客观依据,而挂挡下坡行驶控制模式能够反映重载货车在不同挂挡决策下的行驶特性;以车辆行车速度和单轮制动压力为评价参数,在当前仿真路段行驶过程中,重载货车7档位挂挡下行安全性能最优,8档位挂挡下行综合性能最优,其单轮制动压力高幅值波动区域主要集中于28.3～35.5 km路段,从而可为该路段驾驶人挂档决策优化、道路纵断面及避险车道位置设计提供一种新的思路。     

红外线汽车刹车自动喷淋系统研究

汽车的制动系统是车辆行驶的安全保障,大、中型车辆下坡连续刹车会使制动鼓温度过高,从而导致制动力衰退,严重的影响到车辆的行驶安全。为了改善车辆制动性能,我们研制了红外线汽车刹车自动淋水系统,有效的解决大、中型汽车制动鼓温度过高的问题,保证了车辆的安全行驶。