[发明专利]一种车辆自适应巡航控制方法及系统

说明书

本发明提供一种车辆自适应巡航控制方法及系统，该方法包括：设置车间距约束条件、加速度约束条件和车速约束条件，并建立上位控制运动学模型。获取前车和本车的两辆车头端部的瞬间距离和本车不同时刻车速的加速度，并根据所述控制运动学模型确定期望车距和期望加速度，以控制两车间的实际车距小于所述期望车距。建立下位控制逆纵向动力学模型，并根据所述期望加速度和所述期望车距确定期望节气门开度或期望制动踏板开度，以控制车辆的车速。本发明能解决现有车辆自适应巡航控制存在车辆加速度控制考虑不够充分，易造成舒适性和燃油性的问题，能提高车辆自适应巡航控制的智能性和安全性。

技术领域

本发明涉及车辆自适应巡航技术领域，尤其涉及一种车辆自适应巡航 控制方法及系统。

背景技术

自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，以下简称ACC)系统是一种 以驾驶员设定车速为控制目标的智能控制系统，ACC系统在检测到本车前 进道路上存在速度更慢的车辆时，ACC系统会降低车速并控制与前方车辆 的间隙或时间间隙，若系统检测到前方车辆并不在本车行驶道路上时将加 快本车速度使之回到之前所设定的速度。由于ACC系统可以减轻驾驶员 疲劳强度，增加汽车安全性，减小环境污染等优点，因此越来越得到广泛引用，成为最受欢迎的驾驶员辅助系统之一。

目前ACC控制系统主要通过建立二自由度车辆动力学模型、路径预瞄 和性能指标函数模型，设计基于MPC的轨迹跟踪控制器。车辆模型基于模 型预测控制(MPC)的轨迹跟踪控制器获取横向和偏航路径跟踪误差以及 方向盘转角输入，实现车辆路径跟踪。没有涉及目标加速度的求解算法， 在控制算法设计上对乘坐舒适性及燃油经济性等方面考虑的不够充分，实 用性不够强。

发明内容

本发明提供一种车辆自适应巡航控制方法及系统，解决现有车辆自适 应巡航控制存在车辆加速度控制考虑不够充分，易造成舒适性和燃油性的 问题，能提高车辆自适应巡航控制的智能性和安全性。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种车辆自适应巡航控制方法，包括：

设置车间距约束条件、加速度约束条件和车速约束条件，并建立上位 控制运动学模型；

获取前车和本车的两辆车头端部的瞬间距离和本车不同时刻车速的加 速度，并根据所述控制运动学模型确定期望车距和期望加速度，以控制两 车间的实际车距小于所述期望车距；

建立下位控制逆纵向动力学模型，并根据所述期望加速度和所述期望 车距确定期望节气门开度或期望制动踏板开度，以控制车辆的车速。

优选的，所述建立上位控制运动学模型包括：

根据本车与前车之前的相互纵向动力学特性，建立车辆运动学关系模 型；

所述车辆运动学关系模型包括：和 Δx_des＝t_h·v₂(k)+x₀，其中，a₂(k)为K时刻本车的加速度，a₂(k+1)为K+1时刻 本车的加速度，τ为时间常数，T_s为采样周期，a_t(k)为期望加速度，Δx_des为 期望车距，v₂(k)为K时刻的本车车速，t_h为安全时距，x₀为最小固定车距。

优选的，所述建立上位控制运动学模型还包括：

根据恒定车头时距策略建立车辆的纵向动力学模型，所述纵向动力学 模型：