驗臺，將所設計控制 算法和仿真模型嵌入到駕駛模擬器仿真環境下，設計典型實驗工況，選取駕駛員進行駕駛 模擬器實驗。實驗工況為在彎曲公路上進行對前車跟隨實驗。實驗過程中駕駛員僅通過控 制方向盤對車輛轉向進行控制，四輪驅動力矩和制動力矩由ACC控制器根據本車與目標車 輛車距離、相對速度自動控制，實驗結果如圖10至圖15所示。
[0075] 駕駛員根據路況給出的方向盤轉角如圖10所示。前方目標車速和本車速度對比如 圖11所示，前方目標車速小于預設車速（lOOkm/h)時，本車既能較好地跟隨前方目標車輛， 同時又能保證在前車車速大于預設車速(IOOkmA)時，進行W預設車速為目標的定速巡航。 行駛過程中制動力矩變化如圖12所示，控制策略能夠根據不同的理論安全距離與實際距離 差A D、兩車相對速度A V輸出合理的制動力矩，把制動力矩控制在一定的合理范圍內，實現 分級調節制動力矩。電池 SOC值變化對比如圖14所示，有再生制動相對于無再生制動減少了 電能消耗。輪穀電機驅動力矩變化如圖13所示。由圖13、圖12可知，驅動力矩與制動力矩變 化交錯進行，表明控制策略使驅動與制動進行較好的切換，驅動制動控制模式切換控制有 效。兩車之間實際距離和理論安全距離對比如圖15所示，兩車之間的實際距離在兩車之間 理論安全距離的基礎上小范圍的波動，說明本車能夠較好跟蹤前方目標車輛，且與前方目 標車輛保持理想的安全距離，保證了行駛安全性。
[0076] 4、結論
[0077] 綜合考慮理論安全距離與實際距離之差、兩車相對速度的四輪輪穀電機電動車自 適應巡航控制策略，設計了包含理論安全距離算法、驅動力矩算法、制動力矩控制算法、復 合制動控制算法的自適應巡航控制器，基于化rSim與MatlaVSimulink聯合仿真搭建了仿 真模型。
[0078] 應用駕駛模擬器實驗臺，設計實驗對控制策略進行驗證。實驗結果表明：設計的自 適應巡航控制策略能夠合理控制驅動力矩、制動力矩，實現后車安全跟隨前車，通過再生制 動控制實現節能控制。
[0079]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用，它完全可W被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地 實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限 于特定的細節和運里示出與描述的圖例。
【主權項】
1. 一種四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，包括： 巡航控制模塊，其基于所述電動車及目標車輛確定的理論安全距離和實際距離之差與 所述電動車及目標車輛之間的相對速度確定巡航模式； 驅動力控制模塊，其基于所選擇的巡航模式對所述電動車進行加速至期望車速;和 制動力控制模塊，其基于所選擇的巡航模式對所述電動車進行減速至期望車速。2. 如權利要求1所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，所述巡 航模式包括： 跟蹤前車巡航模式，其基于所述電動車及目標車輛確定的理論安全距離小于實際距 離，并且所述目標車輛車速低于所述電動車預設車速； 定速巡航模式，其基于所述電動車及目標車輛確定的理論安全距離小于實際距離，并 且所述目標車輛車速高于所述電動車預設車速； 制動模式，其基于所述電動車及目標車輛確定的理論安全距離大于實際距離，并且所 述目標車輛車速低于所述電動車車速； 勻速行駛模式，其基于所述電動車及目標車輛確定的理論安全距離大于實際距離，并 且所述目標車輛車速高于所述電動車車速。3. 如權利要求2所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，還包 括： 在所述跟蹤前車巡航模式中，所述期望車速為所述目標車輛車速； 在所述定速巡航模式中，所述期望車速為所述電動車預設車速； 在所述制動模式中，基于所述目標車輛車速低于所述電動車預設車速時，所述期望車 速為所述目標車輛車速，基于所述目標車輛車速高于所述電動車預設車速時，所述期望車 速為所述電動車預設車速。4. 如權利要求1所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，在所述 驅動力控制模塊中，通過所述期望車速與所述電動車車速之差，采用PID控制器計算出所需 的總的驅動力矩，采用等驅動力矩分配方法進行四輪驅動力矩的分配； 在所述制動力控制模塊中，控制器通過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。5. 如權利要求1所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，所述理論 安全距離1? = 三-+知。，其中，Ti，T2，T3均為大于O的時間經驗常 數，且T = Tl巧2Vset-T3Vrel，T為車間時距，Vset為電動車預設車速，Vrel = Vx廣Vhost，Vrel為兩車 相對速度，Vxl為目標車輛車速，VhDSt為電動車車速，dmin為靜止時兩車之間的最小距離。 6 .如權利要求1所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，所述理論安全 距離的計算通過公式 、 y得出，其中，T為車間時距，DhDSt為兩車實際距離，Vset為電動車預設車速，化。St為電動車車速， Vrel= I Vx廣Vhost I ,Vrel為兩車相對速度，Vxl為目標車輛車速，a為電動車的加速度，axl為目標 車輛的加速度，Clmin為靜止時兩車之間的最小距離，g為重力加速度，y為電動車摩擦系數，e 為自然對數的底數。7. 如權利要求5或6所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，在 所述制動力控制模塊中，采用模糊控制方法計算車輛需求的制動力矩； 分別將理論安全距離與兩車實際距離之差A D、兩車相對車速A VW及制動力矩T轉換 為模糊論域中的量化等級； 將所述理論安全距離與兩車實際距離之差A D、兩車相對車速A V輸入模糊控制模型， 所述模糊控制模型中的理論安全距離與兩車實際距離之差A D分為7個等級，將兩車相對車 速nV分為7個等級，將制動力矩T分為5個等級； 模糊控制模型輸出為制動力矩T;根據所述制動力矩T，控制車輛的制動力矩。8. 如權利要求7所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，模糊控 制模型控制規則為： 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，進入制動控 審IJ，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為負時，不進入制動控制。9. 如權利要求8所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，所述理 論安全距離與兩車實際距離之差A D的論域為[-30,30]，兩車相對速度A V的論域為[-20， 20]，設定量化因子都為1，制動力矩T的論域為[0,250]。10. 如權利要求9所述的四輪輪穀電機電動車自適應巡航控制系統，其特征在于，所述 模糊控制模型中的理論安全距離與兩車實際距離之差A D分為7個等級，模糊集為陽B，醒， NS，0，PS，PM，PB}，將兩車相對車速AV分為7個等級，模糊集為{NB，醒，NS，0，PS，PM，PB}，將 審喊力矩T分為5個等級，模糊集為{0^5，?1師，？￥8};隸屬函數均選用立角形隸屬函數。
【專利摘要】本發明公開了一種四輪輪轂電機電動車自適應巡航控制系統，包括：本發明以四輪輪轂電機電動車為研究對象，進行自適應巡航控制(ACC)研究，提出了考慮理論安全距離與實際距離之差、兩車相對速度的模式切換控制方法，該控制方法將ACC分為跟隨前車模式、定速巡航模式和勻速行駛模式，設計了包括理論安全距離算法、驅動力矩控制算法、制動力矩控制算法的自適應巡航控制器，通過再生制動對制動能量進行回收，并基于駕駛模擬器實驗臺設計典型工況對控制策略進行實驗驗證。本發明公開了一種四輪輪轂電機電動車自適應巡航控制方法。本發明具有操作安全穩定性高、控制準確、力矩分配合理、有效實現節能控制的特點。
【IPC分類】B60W10/18, B60W30/16, B60L7/10, B60W10/08
【公開號】CN105644560
【申請號】
【發明人】李剛, 崔昕旭, 李寧, 李高超, 趙德陽, 雷永強
【申請人】遼寧工業大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月22日