0039] 圖8是再生制動流程圖。
[0040] 圖9是電機外特性曲線效率圖。
[0041] 圖10是方向盤轉角圖。
[0042] 圖11是前方目標車速和本車車速對比圖。
[0043] 圖12是本發明中針對計算理論安全距離的第一實施例做出的車輛復合制動和再 生制動總制動力矩對比圖。
[0044] 圖13是本發明中針對計算理論安全距離的第一實施例做出的單輪驅動力矩圖。
[0045] 圖14本發明中針對計算理論安全距離的第一實施例做出的電池 SOC變化對比圖。
[0046] 圖15本發明中針對計算理論安全距離的第一實施例做出的實際距離和理論安全 距離對比圖。
【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，W令本領域技術人員參照說明書文 字能夠據W實施。
[004引如圖1所示，本發明提供一種四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統及方法，包 括W下步驟：
[0049] 1、電動車自適應巡航控制策略
[0050] 自適應巡航控制系統(ACC)控制器根據傳感器信息測得的前方目標車輛車速、前 車橫向位移、兩車實際相對距離和本車車速，計算兩車相對速度不斷變化情況下的理論安 全距離，然后根據兩車理論安全距離和實際相對距離之差與兩車相對速度控制本車在制動 和驅動兩個模式之間切換。
[0化1 ] 當兩車理論安全距離小于兩車實際距離時，ACC控制器對本車進行驅動控制，同時 對前方目標車輛車速與本車設定車速進行比較：當前方目標車速低于本車預設車速時，期 望車速為前方目標車速，本車進入跟隨前車模式;反之，當前方目標車速高于本車預設車 速，期望車速為本車預設車速，本車進入定速巡航模式。ACC進行驅動控制時，通過對四輪驅 動電機合理控制，對本車進行加速，直至本車達到期望車速，加速過程結束。
[0052]在兩車理論安全距離大于兩車實際距離情況下：當本車車速高于前方目標車速， 且前方目標車速低于本車預設車速時，ACC控制為跟隨前車模式，控制器通過對電機輸出再 生制動力矩或再生制動加機械制度復合制動對本車進行減速，直至本車車速等于前方目標 車速時，制動過程結束；當本車車速高于前方目標車速，且前方目標車速高于本車預設車速 時，ACC控制切換為定速巡航模式，本車進行制動控制，直至本車車速等于本車預設車速時， 制動過程結束;在前方目標車速大于本車實際車速情況下，ACC控制切換到勻速行駛模式， 電機輸出力矩等于當前阻力力矩，保持當前車速，直至達到新的理論安全距離。理論安全距 離計算如公式(1)所示。
[0化3] Dsafe = Dhost+A VX T (1)
[0化4] 其中，Dsafe為理論安全距離，DhMt為兩車實際距離，單位為m，A V為兩車相對車速 (前方目標車輛車速減本車車速），單位為km/h，T為達到理論安全距離的時間，單位為S。
[0055] 2、控制器設計及建立模型
[0056] 如圖2所示，本發明所述的控制方法包括:理論安全距離算法、驅動力矩控制算法 W及制動力矩控制算法，應用化rsim軟件與MATLAB/Simulink軟件搭建整車仿真模型。
[0057] 理論安全距離算法通過采用可變車間時距算法進行理論安全距離的計算，算法如 下：
[0058] A嘛=J] X VhW + 了'2 X 媒"-Tl X fh邱 X Kd + d虹衛 巧)
[0化9] T = Ti+T2X^〇srT3XVrei (3)
[0060] 其中，Dsafe為理論安全距離，單位為111，1'1^2，13均為大于0的時間經驗常數，單位為 S，由上式可知，其車間時距隨本車速度逐漸增大，實際上汽車速度不能超過預設車速Vset， 單位為km/h，因此車間時距應表示為：
[0061] r = XKw > Ke, (4) T,+n X C - T, X Else
[0062] 即當目前車速大于等于本車預設車速時：
[0063] Os婚=7\ X V…+ T: X V：lr - Ts X Vw X Vw + d'記n (5)
[0064] 其中，Vrel = Vxl-Vhost，Vre功兩車相對速度，Vx功前方目標車速，單位為km/h，T為車 間時距，單位為S，一般取值為1.5~3s，dmin為靜止時兩車之間的最小距離，單位為m，一般取 值為2.5~5m。
[0065] 在另一種實施例中，理論安全距離的計算通過公式
得出，其 中，T為車間時距，單位為S，一般取值為1.5~3s，Dh〇st為兩車實際距離，單位為m，Vset為電動 車預設車速，單位為km/h，化。St為電動車車速，單位為km/h，Vrel = I Vx廣Vhost I，Vrel為兩車相 對速度，單位為km/h，Vxi為目標車輛車速，單位為km/h，a為電動車的加速度，單位為m/s 2，axi 為目標車輛的加速度，單位為m/s2，dmin為靜止時兩車之間的最小距離，單位為m，一般取值 為2.5~5m，g為重力加速度，單位為m/s 2，y為電動車摩擦系數，e為自然對數的底數。
[0066] 驅動力驅動力矩控制算法主要包括期望車速的選擇、總的驅動力矩計算和四輪驅 動力矩分配，控制原理如圖3所示:首先確定期望車速，根據期望車速和當前車速之差，采用 PID控制器計算出所需的總的驅動力矩，根據理論安全距離和實際兩車距離之差在驅動和 制動模式之間切換。
[0067] 當兩車之間的理論安全距離小于實際當前距離時，車輛進入驅動模式。根據傳感 器檢測到前方目標車輛車速和本車車速對車輛進行自適應巡航模式選擇。前方目標車輛車 速大于等于本車預設車速時，本車進入定速巡航模式，期望車速為設定車速;當前方目標車 輛車速小于本車預設車速時，本車進入跟隨前車模式，期望車速為目標車輛車速。當兩車之 間的理論安全距離大于實際距離且前方目標車速大于本車車速時，本車進入勻速行駛模 式，輸出的驅動力矩維持當前車速勻速前進。四輪驅動力矩分配采用等驅動力矩分配方法。
[0068] 在制動過程中，采用模糊控制方法計算車輛需求的制動力矩，模糊控制器的輸入 是理論安全距離與兩車實際距離之差A D和期望車速與本車車速之差A V，輸出是制動力矩 T;在無控制時，理論安全距離與兩車實際距離之差的變化范圍為[-30,30]，兩車相對速度 變化范圍為[-20,20]，設定量化因子都為1，因此其論域分別為[-30,30]和[-20,20];總需 求制動力矩的模糊論域為[0,250]，為了保證控制的精度，使其在各種工況下都能很好地進 行控制，根據反復試驗，最終將距離之差變化范圍分為屯個等級，模糊集為{NB，醒，NS，0， PS，PM，PB};將相對車速變化范圍分為屯個等級，模糊集為{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB};輸出的 需求制動力矩分為5個等級，分別為{0，？5，？1腳，？￥8};隸屬函數均選用立角形隸屬函數， 如圖4、5、6所示。
[0069] 模糊控制規則選取經驗為：當理論安全距離與兩車實際距離之差A D為正且兩車 相對速度A V為負時，本車ACC控制器進入制動模式，計算本車需求制動力矩并通過再生制 動力矩使本車車速降低；當理論安全距離與兩車實際距離之差A D負時，本車根據當前兩車 相對車速進行驅動加速或維持當前車速，不進行制動，具體的模糊控制規則表1，模糊特征 關系圖7如下所示：
[0070]表1模糊控制規則
[0072] 再生制動控制過程如圖8所示，在制動過程中，將模糊控制器計算出的需求制動力 矩與電機對應轉速下能夠提供的最大制動力矩進行比較，當電機在相應轉速下提供的再生 制動能夠滿足需求的制動力矩時，車輛進行單一再生制動，對能量進行最大程度的回收；當 電機提供的再生制動不能完全滿足需求的制動力矩時，車輛使用復合制動，即優先使用再 生制動，不足部分由機械制動補償，此時能量不能夠進行充分的回收；電機轉矩效率圖如圖 9所示。
[0073] 3、駕駛模擬器實驗驗證
[0074] 采用dSPACE實時仿真系統和化rSim軟件搭建了駕駛模擬器實