[发明专利]一种双模式切换的电动汽车自适应巡航控制方法

说明书

本发明公开了一种双模式切换的电动汽车自适应巡航控制方法，包括以下步骤：建立平稳跟车模式；建立快速接近模式；基于模糊推理建立双模式切换规则进行控制力矩的分配。本发明通过对美国高速公路管理局联合微观交通仿真研究学者(NGSIM)采集到的实测微观驾驶数据分析，总结了驾驶员行驶需求。在模型预测控制的框架下构建快速接近模式及平稳跟车模式的控制规则，采用模糊推理制定模式间的切换规则。本发明使自适应巡航控制系统控制方式更加接近真实驾驶员的驾驶特点，更能适应复杂的路况。本发明能真实的反应驾驶员在正常行驶过程中的平稳跟车、快速接近等模式需求，能保证车辆行驶过程中的安全性、跟车性、舒适性和经济性。

技术领域

本发明属于电动汽车安全辅助驾驶与控制领域，涉及到电动汽车自适应巡航控制策略设计，特别涉及到一种双模式切换的电动汽车自适应巡航控制方法。

背景技术

近年来，由于汽车产销量逐年升高，由此带来的环境破坏、交通拥挤、能源紧缺、人员伤亡等问题日益凸显，迫使汽车行业必须向着环保、安全、智能的方向发展。电动汽车基于其自身特点较传统汽车更易于实现上述目标，因此研发更加智能化、长续航、低能耗的电动汽车是整个行业的研发重点。路面上基本没有轮毂电机电动汽车，这种特殊驱动方式，更容易发挥控制自适应巡航控制系统的实时性，让更复杂的控制算法得以应用。

自适应巡航控制系统是在传统车辆的定速巡航控制系统的基础上发展起来的新型汽车安全辅助驾驶技术，其除了具有定速巡航自适应巡航控制系统中根据驾驶员设定车速行驶的功能外，还能实现平稳跟车、快速接近和车间距保持功能。为了实现上述功能，需要借助车载传感器对车辆进行环境感知，以本车与前车的相对速度和距离作为输入，借助控制算法输出加速与制动信号。目前汽车自适应巡航控制算法的研究主要集中在传统车辆上，故并不能直接运用到电动汽车上，因此开发出一套适用于电动汽车自适应巡航控制规则是很有必要的。理想的电车自适应巡航控制规则是，当前车与本车车间距加大的时，应增加本车车速，缩短本车与前车车间距，否则过大的车间距会导致本车的跟车性和经济性下降。并且过大的车间距好会导致左右车道车辆突然加塞到本车道，降低了行车安全性和乘坐舒适性。当本车与前车车间距在期望距离之内时，自适应巡航控制系统应模拟驾驶员驾驶状态，即采用平稳跟车方法。目前设计的针对电动汽车的自适应巡航控制系统并不能真实的反应驾驶员在正常行驶过程中的驾驶特点，不满足理想的自适应巡航的平稳跟车、快速接近等模式需求，所以不能保证车辆行驶过程中的安全性、跟车性、舒适性和经济性。因此开发出一套适用于电动汽车的双模式切换自适应巡航控制策略是非常必要的。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种能保证车辆行驶过程中的安全性、跟车性、舒适性和经济性的双模式切换的电动汽车自适应巡航控制方法。

本发明的技术方案是：一种双模式切换的电动汽车自适应巡航控制方法，所述的自适应巡航控制方法通过自适应巡航控制系统实现，所述的自适应巡航控制系统是指具有定速巡航控制系统的功能，同时实现平稳跟车、快速接近和车间距保持功能的汽车安全辅助驾驶系统；

其特征在于：所述的方法具体包括以下步骤：

A、建立平稳跟车模式

建立平稳跟车模式，就是根据本车及前车的车间距小于等于期望值时，兼顾跟车性、安全性、舒适性及经济性控制目标对前车进行跟车，具体包括以下步骤：

A1、建立平稳跟车模式的车间相互纵向运动学特性模型

以本车与前车的车间距Δx(k)、本车速度v(k)、前车与本车的相对速度v_rel(k)、本车加速度a(k)和本车加速度变化率j(k)作为平稳跟车模式的车间相互纵向运动学特性模型的状态变量，将前车加速度a_p(k)作为自适应巡航控制系统扰动量，得到车间相互纵向运动学特性模型：

x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)+Gw(k) (1)

其中：