前车目标丢失弯道自适应巡航控制策略研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.10.005

汽车工程 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (10): 1824-1832.doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.10.005

所属专题：智能网联汽车技术专题-控制2023年

前车目标丢失弯道自适应巡航控制策略研究

吴其林^1,²(),沐笑宇³,邱明明⁴,赵雅婷⁵

^1.合肥学院先进制造工程学院，合肥　230601
^2.安徽省智能车辆控制与集成设计技术工程研究中心，合肥　230601
^3.比亚迪产品规划及汽车新技术研究院，上海　200000
^4.合肥工业大学机械工程学院，合肥　230009
^5.合肥师范学院经济与管理学院，合肥　230601

收稿日期:2023-05-23 修回日期:2023-06-29 出版日期:2023-10-25 发布日期:2023-10-23
通讯作者: 吴其林 E-mail:wuql@hfuu.edu.cn
基金资助:
安徽省制造业重点领域产学研用补短板产品和关键共性技术攻关任务项目(JB22075);安徽省重点实验室自主创新专项(PA2022GDSK0054);合肥学院横向课题新能源车动力电池柔性生产线智能自适应装夹系统开发(902/22050122232);合肥学院人才科研基金项目(21-22RC10)

Research on Adaptive Cruise Control Strategy of Target Loss Curve in Front

Qilin Wu^1,²(),Xiaoyu Mu³,Mingming Qiu⁴,Yating Zhao⁵

^1.School of Advanced Manufacturing Engineering，Hefei University，Hefei 　230601
^2.Anhui Provincial Engineering Technology Research Center of Intelligent Vehicle Control and Integrated Design Technology，Hefei 　230601
^3.BYD Product Planning and Automotive Technology Research Institute，Shanghai 　200000
^4.School of Mechanical Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 　230009
^5.College of Economics & Management，Hefei Normal University，Hefei 　230601

Received:2023-05-23 Revised:2023-06-29 Online:2023-10-25 Published:2023-10-23
Contact: Qilin Wu E-mail:wuql@hfuu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对前车目标丢失时车辆弯道自适应巡航的经济性和安全性问题，提出了一种多重约束下弯道自适应巡航策略。首先，建立了发动机燃油消耗模型和车辆纵向动力学模型，考虑弯道曲率的约束，基于动态规划算法对弯道最优巡航车速进行了规划；以经济性和安全性为目标，采用PID算法和MPC算法分别设计了自适应巡航纵向控制器和横向控制器；最后，搭建CarSim和Simulink联合仿真平台，进行了仿真分析；并基于ROS小车进行实验验证，结果表明本文提出的控制方法具有良好的经济性和鲁棒性。

关键词: 多重约束, 弯道, 自适应巡航, 经济车速, 纵向控制器, 横向控制器

Abstract:

For the economic and safety problems of vehicle curve adaptive cruise when the target in front is lost， a curve adaptive cruise strategy under multiple constraints is proposed in this paper. Firstly， the engine fuel consumption model and vehicle longitudinal dynamics model are established， considering the constraints of road curve curvature， and the optimal cruising speed of curves is planned based on the dynamic programming algorithm. Then， taking economy and safety as the target， the adaptive cruise longitudinal controller and transverse controller are designed by the PID algorithm and MPC algorithm， respectively. Finally， a joint simulation platform of CarSim and Simulink is built and simulation analysis is carried out. Based on ROS trolley， experimental verification is carried out， and the results show that the control method proposed in this paper has good economy and robustness.

Key words: multiple constraints, corners, adaptive cruise, economical speed, longitudinal controller, lateral controller

吴其林,沐笑宇,邱明明,赵雅婷. 前车目标丢失弯道自适应巡航控制策略研究[J]. 汽车工程, 2023, 45(10): 1824-1832.

Qilin Wu,Xiaoyu Mu,Mingming Qiu,Yating Zhao. Research on Adaptive Cruise Control Strategy of Target Loss Curve in Front[J]. Automotive Engineering, 2023, 45(10): 1824-1832.

图/表 15

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

表1

车辆参数和道路参数"

参数	符号	数值
整车质量	$m$	1 510 kg
质心到前轴的距离	$a$	1 050 mm
质心到后轴的距离	$b$	1 550 mm
质心高度	$H g$	650 mm
车轮轮距	$B$	1 565 mm
主减速比	$i g$	4.1
迎风面积	$A$	2.5 m²
空气阻力系数	$C d$	0.342
空气密度	$ρ$	1.206 kg·m^-3
滚动阻力系数	$f$	0.02
路面附着系数	$μ$	0.85
发动机额定功率	$P$	150 kW
发动机额定转矩	$T$	312 N·m

表1

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

参考文献 21

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