基于多模式切换的智能汽车自适应巡航控制研究

针对前车运动状态和驾驶意图的不可预知性导致传统自适应巡航控制(ACC)系统应用受限的问题,设计了一种多模式切换的自适应巡航控制方法。根据自车与前车的运动学关系划分行驶模式,采用紧急系数表征各行驶模式下的危险程度;设计模糊控制器调节模型预测控制(MPC)中目标函数的权重值,以满足不同工况下跟车性和舒适性的需求差异,实现不同控制模式间的切换。仿真结果表明,多模式切换控制方法有效提高了车辆跟车性和舒适性,在各种工况下取得了优良的控制效果。     

一种基于NSC通讯车载网络控制的车辆跟驰模型建立

建立、利用车联网理论跟车模型,基于网络控制的原则,应用在跟车模式.分析了车联网状态的流量、车联网对交通流造成的影响,并对单向某个特定场景进行了定量评估.研究表明车联网可有效利用和增强道路的容量.     

车辆自适应巡航控制系统的建模与分层控制

为改善车辆自适应巡航控制(ACC)系统的功能,本文中研究一种ACC系统建模和分层控制方法。首先建立考虑纵向、侧向和垂向耦合特性的14自由度整车模型,并根据电子节气门和制动器的实际物理特性建立能准确跟踪期望输入的执行器模型。接着建立包含驱动/制动切换逻辑、发动机逆模型和制动器逆模型的车辆逆动力学模型。最后针对ACC系统的功能需求,应用模型匹配控制理论设计能适应不同工况的鲁棒下层控制器,而上层控制器则通过线性二次最优控制理论获得综合考虑车距、相对速度和自车加速度的期望跟车加速度。仿真结果表明,该ACC系统能使车辆在加速行驶、稳态跟车和制动减速等行驶工况下保持良好的跟踪性和自适应性。     

基于车联网控制的改进跟车模型

利用车联网理论建立跟车模型,基于网络控制原则,应用跟车模式对传统的交通模型进行改进。在"不进行换道的高速公路"条件下分析了车联网状态流量、车联网对交通流造成的影响,对单向某特定场景进行定量评估。实例表明在车联网条件下道路容量的利用率有效增强。     

基于高速实车驾驶数据的驾驶人跟车模型研究

通过实车试验采集驾驶人在高速公路的跟车数据,分析了跟车过程中加速、稳速和减速阶段的划分标准,探讨了稳速跟车阶段驾驶人的期望跟车间距与跟车速度之间的关系,建立期望间距跟车模型,并与自适应巡航控制(ACC)系统所用的安全距离模型进行对比。结果表明:加速和减速阶段,驾驶人的反应并非对称,加速阶段的车辆状态变化更频繁;在稳速跟车阶段,驾驶人的期望跟车间距随车速的升高而增加;与安全距离模型相比,所建立的期望间距跟车模型更符合驾驶人跟车习惯。     

跟车行驶有技巧

<正>行车过程中,跟车行驶是每个驾驶员都要面对的事情。学会跟车行驶,掌握跟车技巧是必要条件。目测前车,正确控制跟车间距跟车行驶过程中,驾驶员的视线易被前车阻挡,接收前方路况信息的时间相对滞后,处理情况和驾驶操作过程中易出现     

基于轨迹数据的交叉口相位切换期间危险驾驶行为实证分析

基于交叉口相位切换期间的车辆轨迹数据,分别根据单车和跟车行驶状态,识别和分析了相位切换期间可能发生的危险驾驶行为。通过视频拍摄和图像处理的方式,提取了曹安公路沿线3个交叉口共312条单车状态和四平路-大连路交叉口共449条跟车状态的高精度车辆轨迹数据。针对交叉口相位切换期间的危险驾驶行为特征,利用速度、加减速度、减速度变化率、潜在碰撞时间（TTC）等指标,研究在此期间车辆发生危险驾驶行为的特点和类型。对于单车状态下行驶的车辆,按停止、通过分类,依据减速度、减速度变化率、减速度变化率的峰值差等指标将停止车辆的危险驾驶行为分为紧急减速型、增强减速型和持续急减型,依据过停车线时间、速度、加速度等指标将通过车辆分为闯红灯型、超速过线型、激进加速型和持续高速型。对于在跟车状态下行驶的车辆,按前、后车不同的停止、通过决策组合分类,依据连续5个时间间隔（0.12 s）的TTC分析前、后车的危险驾驶行为及发生追尾事故的危险程度。针对识别出的危险驾驶行为类型,讨论车辆的关键行为参数与危险驾驶行为之间的内在关联。研究结果表明：单车状态下有17%的车辆存在危险驾驶行为,其中53%为紧急减速行为;跟车状态下有19%的跟车行为是危险的,其中停止车辆的比例是通过车辆的2倍以上。研究成果可进一步应用于驾驶行为模型的参数标定、基于车辆轨迹的交叉口安全评价以及预防危险驾驶行为的主动安全控制策略等。     

基于认知风险动态平衡的智能汽车跟车模型

针对复杂交通环境下异质车型带来的跟车风险与行车效率权衡的决策难题,在分析自然驾驶数据的基础上,提出基于认知风险动态平衡的智能汽车拟人化跟车模型。首先,针对4种不同的货车-轿车组合跟车模式,建立跟车距离的经验模型,提炼出驾驶人稳态跟车行为中存在的车头时距和逆碰撞时间的“两不变”规律,通过作图法获得平衡线;其次,从驾驶过程中认知风险与加速度响应之间动态平衡的角度揭示了跟车决策的机理,将常用的跟车模型统一在认知风险动态平衡的框架内;最后,提出一种简洁的非线性函数实现认知风险动态平衡的数学表述,利用实测跟车数据验证了模型的准确性。     

纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析EI北大核心CSCD

针对纯电动汽车制动避撞系统,提出了基于反馈线性化的跟车距离、速度跟踪误差的滑模控制方法;考虑了模型非线性、系统参数不确定性和外部干扰的因素,建立车辆纵向动力学模型;采用指数趋近律的控制方法,设计了一种双输入双输出的汽车避撞系统控制器;并进行了跟车场景下制动避撞控制器的仿真。结果表明:该控制器避撞控制效果明显,在保证汽车行驶的舒适性的同时,跟车过程的跟踪误差小。     

四轮驱动混合动力汽车模式切换协调控制

混合动力汽车通过发动机和电机两种动力源实现多种驱动模式，不同动力源的切换对整车动力性能和驾驶性能有着重要影响。在四轮驱动混合动力汽车的基础上，针对模式切换过程中不同动力源响应性差异造成驾驶性能变差的问题，以纯电动向混合驱动模式切换过程为研究对象，提出了以离合器、电机和发动机为控制对象的协调控制策略，通过控制离合器接合压力并结合电机定转矩补偿控制，同时对发动机转速进行PID闭环控制。台架和实车试验结果表明：该控制策略能够快速平稳地实现驱动模式切换，提高了整车驾驶性能。     

纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析

针对纯电动汽车制动避撞系统,提出了基于反馈线性化的跟车距离、速度跟踪误差的滑模控制方法;考虑了模型非线性、系统参数不确定性和外部干扰的因素,建立车辆纵向动力学模型;采用指数趋近律的控制方法,设计了一种双输入双输出的汽车避撞系统控制器;并进行了跟车场景下制动避撞控制器的仿真。结果表明:该控制器避撞控制效果明显,在保证汽车行驶的舒适性的同时,跟车过程的跟踪误差小。     

基于道路试验的跟车场景挖掘系统设计

为满足智能网联汽车开发和测试过程中对驾驶场景的需求,设计了一种跟车场景挖掘系统,该系统由车辆空间位置模块、跟车目标选择模块、跟车约束模块、信号及时间片断处理模块组成,车辆空间位置模块和跟车目标选择模块对跟车目标和跟车场景开始时间进行标定,跟车约束模块对跟车场景结束时间进行标定,最终通过信号及时间片断处理模块完成跟车场景信号的挖掘。离线场景挖掘和道路试验结果表明,该系统具有较高的准确性。     

双电机混动车辆串并联模式切换过程设计与实现

针对双电机混动车辆在车辆运行过程中串并联驱动模式的切换需求,通过分析双电机混联构型结构特点,提出一种通过发动机、发电机和驱动电机协调控制实现无动力中断的切换控制方法.将串联到并联切换过程分为发动机工作点转移、离合器结合、动力源切换三个阶段,将并联到串联切换过程划分为动力源切换、离合器打开、发动机工作点转移三个阶段,能够实现串并联驱动模式的顺利切换,同时上述切换阶段划分也能较好的支持串并联切换过程中的切换意图改变操作.最后进行了控制策略的实车验证,切换过程中冲击度小于8.结果 表明,所提出的串并联切换控制方法能够完全支持车辆运行过程中的串并联切换.     

汽车跟车预警仿真及评价研究

为了提高高速公路汽车跟车行驶的安全性,从驾驶员特性、汽车特性、道路特性及交通流特性的角度,以经典的牛顿力学理论为依据,充分考虑制动前驾驶员的反应时间,分别建立了9种状态下的临界安全车距模型、基本安全车距模型和充分安全车距模型.在此基础之上,建立了驾驶员跟车行驶安全度评价模型,并利用驾驶模拟系统,对追尾预警模型及驾驶员跟车行驶安全性评价模型应用于仿真平台的有效性进行了验证.驾驶模拟实验结果表明,预警模型有效、可靠,可用于驾驶员跟车安全性检验,为提高驾驶员高速跟车行驶的安全性及速度控制提供了理论依据.     

基于补偿滑模控制的混合动力汽车协调控制

由于行星排功率分流式混合动力汽车的结构优势,双行星排功率分流式混合动力汽车已经成为各机构的研究重点。由纯电动模式到混合驱动模式切换的过程中存在发动机起动和发动机转矩引入,而发动机转矩瞬态响应存在迟滞,导致切换过程中动力系统的输出转矩会有较大波动。为减小波动,降低模式切换过程中的动态冲击度,本文中提出补偿滑模控制方法,对双行星排功率分流式混合动力汽车模式切换进行协调控制。首先,建立整车动力学模型,对切换过程每个模式进行分析;之后,针对发动机拖转阶段和混合驱动阶段分别采用补偿控制和基于固定边界层的自适应滑模控制,并对滑模控制进行稳定性分析;最后,结合Matlab/Simulink软件平台进行仿真验证。仿真结果表明,补偿滑模协调控制策略能够有效地减小从纯电动到混合驱动模式切换过程中的转矩波动和冲击度。     

双离合器协同的功率分流式混合动力汽车动态协调优化控制研究EI北大核心CSCD

针对集成多离合器的功率分流式混合动力汽车,研究了包含两个离合器状态协同切换的纯电动模式到混合动力模式的瞬态切换行为及动态协调优化控制策略。基于杠杆法和矩阵法建立系统不同切换阶段的动力学模型,根据发动机起停控制及模式切换需求对双离合器工作序列进行可行性分析并制定模式切换逻辑,在此基础上,针对双离合器协同滑摩导致的切换品质下降,以整车纵向冲击度、离合器滑摩功及模式切换时间为加权优化目标,基于模拟退火算法优化不同离合器接合和分离过程的滑摩行为,为解决固定发动机转速调节策略难以适应不同加速工况需求的难题,构建了混合动力模式下的发动机转速自适应调节策略,实现基于不同工况需求转矩的电机MG1转矩自适应调节。仿真测试和硬件在环测试结果表明,所设计的动态协调优化控制不仅能够有效地减小双离合器协同时的功率分流式HEV瞬态模式切换冲击度,而且具有优异的工况适应性,能够保证不同加速工况下的瞬态模式切换品质。     

手机操作类型对驾驶人跟车行为的影响（双语出版）

为了探究行车过程中手机使用模式对驾驶人跟车行为的影响,依据功能类型及使用模式将手机操作分为8类,利用驾驶模拟器开展试验,提取跟车速度、跟车间距、车头时距、横向偏移距离、方向盘转角5项指标表征车辆的横向、纵向运行状态,定义驾驶人的注视点分布信息熵、注视点区域分布比例、注视时长、扫视频率、扫视时长、眨眼频率、眨眼时长7项指标表征驾驶人眼动特性,分析驾驶人进行不同手机操作时的车辆运行特性与驾驶人视觉特性,并利用方差分析法验证上述指标作为驾驶人跟车行为衡量指标的有效性。应用灰色关联分析法对8类手机操作对驾驶人跟车行为的影响程度进行量化,并结合具体手机操作的分心内容、形式和动作时间,对具有相近功能的两两操作进行对比分析。结果表明：特定的手机操作行为对选取的各项车辆运行指标与驾驶人视觉特性指标有显著影响;对驾驶人跟车绩效影响由大到小的手机分心操作依次是发送文字信息、阅读文字信息、手持接听电话、发送语音信息、按键拨打电话、听取语音信息、语音拨打电话、免提接听电话,文字信息的编辑和阅读等操作对驾驶人跟车行为的影响大于其他手机操作;研究结果可帮助驾驶人明确不同手机操作对行车安全的危害程度。     

插电式混合动力客车工作模式切换控制研究

在研究插电式混合动力客车结构特征的基础上,分析了插电式混合动力客车行驶状态下的主要工作模式。根据模式切换的逻辑关系,提出了插电式混合动力客车采用选择性模式切换方式,并制定了控制逻辑。按照控制逻辑要求,从整车的角度提出了发动机、电动机及自动离合器的控制方法,并通过实车道路试验进行了验证。结果表明：所提出的控制逻辑及部件控制方法满足插电式混合动力客车工作模式切换的需要,并具有良好的行驶性能。     

基于专用短程通信技术的自动跟车控制策略研究

针对跟车巡航功能中由于单车传感器精度受限和单车信息孤立等影响跟车效率和安全性的问题,文章采用新一代专用短程通信技术,建立了基于车车协同的自动跟车系统,实现自车与前车的关键状态信息实时共享和交互,设计开发了一套基于专用短程通信的自动跟车控制策略,提高跟车效率和安全性。实车试验表明,基于专用短程通信技术的自动跟车系统可有效实现跟车功能,自动跟车过程表现稳定合理,自动跟车控制策略可实时控制自车在安全距离范围内紧凑且安全地跟车,很好地兼顾跟车安全性和道路通行效率。     

基于弱磁控制的EPS模式切换中转矩波动的抑制

针对电动助力转向系统(EPS)用永磁同步电机在i_d=0控制与弱磁控制相互切换的过程中转矩波动对系统性能的影响,设计了负载转矩观测器,对速度环中的弱磁控制模式输出的转矩进行补偿;并在两种模式切换时加入了转矩平滑切换模块,解决了切换过程中由于转矩突变带来的操纵转矩波动问题。仿真与试验结果表明,通过负载转矩观测器进行负载前馈补偿,使系统对负载扰动有很强的鲁棒性;转矩平滑切换模块对工作模式切换过程中产生的操纵转矩波动有很好的抑制作用,改善了驾驶员操纵沉重和转矩波动等不良手感。