[发明专利]一种具有多模式切换体系的汽车自适应巡航系统及其控制方法

权利要求书

1.一种具有多模式切换体系的汽车自适应巡航系统，其特征在于，包括模式切换层、上层控制器、下层控制器三层控制架构，所述模式切换层用于综合环境车辆、道路信息以及驾驶意图，匹配期望的控制模式，实现不同ACC控制模式之间的协调控制，所述上层控制器用于实现模式切换层选择的该种控制模式下的最优控制策略，所述下层控制器用于通过控制汽车发动机节气门和主动制动压力来跟踪上层控制器输出的期望加速度。

2.一种根据权利要求1所述的汽车自适应巡航系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先，在模式切换层建立了车辆行驶模式划分及模式切换机制，根据是否受到驾驶员转向操作的影响、是否受到道路形状的影响、是否受到前车运动的影响以及受到的是横向/纵向运动的影响，对当前汽车行驶模式进行划分，实现十种不同ACC控制模式的切换，十种ACC控制模式分别为：定速巡航模式、稳态跟车模式、接近前车模式、急加速模式、强减速模式、弯道模式、换道辅助模式、避撞模式、并线模式、切出模式，其中，前两种为稳态模式，后八种为瞬态模式；

2)然后，在上层控制器中，实现模式切换层选择的该种控制模式下的最优控制策略；

3)最后，在下层控制器中，通过调节发动机节气门与主动制动压力来实现上层控制器输出的期望加速度大小。

3.根据权利要求2所述的汽车自适应巡航系统的控制方法，其特征在于，在两种控制模式进行切换的过程中，为了保证车辆加速度输出的连续性，在输出期望加速度之前，对期望加速度采取加权平均进行连续性处理，具体为：

a_{w_des}＝w₁·a_{w_last}+w₂·a_{w_next}

式中，a_{w_last}与a_{w_next}为现有控制模式和即将进入的控制模式分别计算出的期望加速度，a_{w_des}为上层控制器在两种控制模式过渡区域内的输出量，w₁与w₂为权重系数，且w₁+w₂＝1。

4.根据权利要求2所述的汽车自适应巡航系统的控制方法，其特征在于，所述的定速巡航模式是基于车速的闭环控制，通过查询加速节气门查询表、匀速节气门查询表两个节气门开度表，辅以增量式PID控制校正，使得实际车速保持在设定车速±1km/h附近。

5.根据权利要求2所述的汽车自适应巡航系统的控制方法，其特征在于，所述的稳态跟随模式下的期望加速度的计算公式为：

-0.3≤a_d(t)≤0.3m/s²

式中，R_d(t)为期望车距，与驾驶员设定的期望时距大小有关；R(t)为相对车距；k_f(·)为加速度增益系数；λ_f为距离误差与速度误差的权重比；v_p为前车速度；v为自车车速。

6.根据权利要求5所述的汽车自适应巡航系统的控制方法，其特征在于，所述的接近前车模式下的期望加速度的计算公式为：

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a_d≥-2m/s²

式中，k_a为减速度增益系数；v_r为自车与前车的相对车速。