智能環(huán)境友好型車輛：概念、技術(shù)架構(gòu)與工程實現(xiàn)

前言
第 1章　智能環(huán)境友好型車輛概論.. 1 
1.1引言.. 1 
1.2智能環(huán)境友好型車輛的概念與內(nèi)涵.. 3 
1.3智能環(huán)境友好型車輛的系統(tǒng)特點.. 7 
1.4智能環(huán)境友好型車輛的新型體系架構(gòu).. 8 
1.4.1 智能信息交互系統(tǒng).. 10 
1.4.2 清潔能源動力系統(tǒng).. 12 
1.4.3 電控化底盤系統(tǒng).. 14 
1.5 i-EFV的典型系統(tǒng)應(yīng)用.. 14 
1.5.1 基于行駛環(huán)境信息交互的智能混合動力汽車.. 14 
1.5.2 基于車 -路 -網(wǎng)交互的智能純電動汽車.. 17
參考文獻(xiàn)..20
第 2章　智能環(huán)境友好型車輛難點問題與關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu).. 21 
2.1 i-EFV的難點問題.. 21 
2.2 i-EFV涉及的關(guān)鍵科學(xué)問題.. 22 
2.2.1 i-EFV復(fù)雜機電系統(tǒng)的多物理過程耦合機理.. 22 
2.2.2 “人 -車 -路”廣義機械動力學(xué)系統(tǒng)建模與協(xié)同控制方法.. 25 
2.3智能環(huán)境友好型車輛關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu).. 28 
2.3.1 結(jié)構(gòu)共用..28 
2.3.2 信息融合..29 
2.3.3 控制協(xié)同..29
參考文獻(xiàn)..31
第 3章　智能環(huán)境友好型車輛的結(jié)構(gòu)共用技術(shù)..32 
3.1　結(jié)構(gòu)共用優(yōu)化集成技術(shù)概述.. 32 
3.1.1 結(jié)構(gòu)共用集成的概念.. 32 
3.1.2 結(jié)構(gòu)共用集成的內(nèi)涵.. 34 
3.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)共用技術(shù).. 36 
3.2.1 多傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)共用.. 36 
3.2.2 整車控制的結(jié)構(gòu)共用.. 38 
3.2.3 執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)共用.. 39 
3.2.4 結(jié)構(gòu)共用下的系統(tǒng)功能安全設(shè)計.. 41 
3.3基于結(jié)構(gòu)共用的汽車智能駕駛系統(tǒng)集成架構(gòu)設(shè)計..42 
3.3.1 架構(gòu)設(shè)計原則與總體構(gòu)成.. 42 
3.3.2 傳感器信息共享架構(gòu)設(shè)計.. 43 
3.3.3 控制器資源共用架構(gòu)設(shè)計.. 45 
3.3.4 執(zhí)行器操作共管架構(gòu)設(shè)計.. 46 
3.4智能駕駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用型集成架構(gòu)特點分析.. 47 
3.4.1 評價指標(biāo)與計算模型.. 47 
3.4.2 與功能疊加型集成方案對比分析.. 48 
3.4.3 結(jié)構(gòu)共用集成架構(gòu)特點總結(jié).. 52 
3.5基于結(jié)構(gòu)共用的車載環(huán)境感知傳感器優(yōu)選配置.. 53 
3.5.1 車載多傳感器系統(tǒng)建模.. 55 
3.5.2 傳感器配置多維評價指標(biāo)體系.. 61 
3.5.3 傳感器配置優(yōu)化問題的建立.. 63 
3.5.4 多目標(biāo)優(yōu)化求解算法.. 68 
3.6 i-EFV驅(qū)動 /制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用技術(shù).. 72 
3.6.1 基于混合動力的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用技術(shù)..73 
3.6.2 基于電機制動和電控液壓制動的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用技術(shù).. 77
參考文獻(xiàn)..78
第 4章　智能環(huán)境友好型車輛的信息融合技術(shù).. 80 
4.1　多傳感器信息融合技術(shù)及研究現(xiàn)狀.. 80
4.2智能環(huán)境友好型車輛的信息融合系統(tǒng)架構(gòu)..84 
4.2.1 目標(biāo)信息識別.. 86 
4.2.2 “人 -車 -路”特征提取.. 87 
4.2.3 車輛狀態(tài)預(yù)期.. 88 
4.2.4 多源信息融合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù).. 88 
4.3基于信息融合的交通環(huán)境與車輛狀態(tài)感知技術(shù).. 90 
4.4多源傳感器信息的空間同步.. 93 
4.4.1 多坐標(biāo)系融合關(guān)系建立.. 93 
4.4.2 改進(jìn)的圖像與攝像機坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式.. 95 
4.4.3 傳感器的空間同步標(biāo)定方法.. 97 
4.4.4 空間同步方法的實驗驗證.. 99 
4.5基于多源信息的探測目標(biāo)融合判別.. 100 
4.6基于信息融合的車輛參數(shù)特征集建立..103 
4.7基于信息融合的車輛特征數(shù)據(jù)提取與處理..105 
4.7.1 單目測距..105 
4.7.2 同車道可能性的 DCF修正.. 107 
4.7.3 卡爾曼跟蹤預(yù)測.. 108參考文獻(xiàn)..110
第 5章　智能環(huán)境友好型車輛的控制協(xié)同技術(shù)..112 
5.1車輛底盤一體化協(xié)同控制體系.. 112 
5.2基于頂層設(shè)計的車輛底盤系統(tǒng)協(xié)同控制方法.. 116 
5.3基于頂層設(shè)計的 i-EFV控制協(xié)同體系..120 
5.3.1  i-EFV分層式協(xié)同控制系統(tǒng)架構(gòu).. 120 
5.3.2  i-EFV多目標(biāo)及多系統(tǒng)協(xié)同的綜合控制.. 124 
5.4 i-EFV控制協(xié)同技術(shù)的典型應(yīng)用.. 125 
5.4.1 混合動力車輛智能駕駛輔助協(xié)調(diào)控制技術(shù)..125 
5.4.2 混合動力多系統(tǒng)能源管理與協(xié)調(diào)控制技術(shù)..142 
5.4.3 分布式電驅(qū)動車輛縱 -橫 -垂向輪胎力協(xié)同控制技術(shù).. 147參考文獻(xiàn)..149
第 6章　基于結(jié)構(gòu)共用的智能電動車輛節(jié)能控制實現(xiàn).. 150 
6.1智能節(jié)能控制系統(tǒng)總體架構(gòu).. 150 
6.1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計原則.. 150 
6.1.2 控制系統(tǒng)架構(gòu).. 151 
6.2基于場景分析的節(jié)能模式?jīng)Q策與切換.. 152 
6.2.1 基于安全態(tài)勢評估的行車場景劃分.. 152 
6.2.2 基于場景變化的模式切換控制.. 154 
6.2.3 基于駕駛意圖的系統(tǒng)開啟控制.. 155 
6.3各模式下的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制.. 155 
6.3.1 各模式下的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩優(yōu)化規(guī)則.. 156 
6.3.2 基于 MPC的縱向跟車運動控制算法.. 158 
6.3.3 電機轉(zhuǎn)矩優(yōu)化系數(shù)表的提取與擬合.. 161 
6.4電動車輛智能節(jié)能控制的仿真分析.. 163 
6.4.1 仿真平臺設(shè)計.. 163 
6.4.2 仿真方案設(shè)計.. 166 
6.4.3 車輛節(jié)能控制效果仿真分析.. 168 
6.5基于結(jié)構(gòu)共用的智能電動車輛節(jié)能控制實驗研究..173 
6.5.1 實驗方案設(shè)計.. 173 
6.5.2 城市擁堵路況車輛節(jié)能控制實驗分析.. 176 
6.5.3 城市一般路況車輛節(jié)能控制實驗分析.. 184 
6.5.4 不同城市路況車輛節(jié)能控制實驗結(jié)果對比..189參考文獻(xiàn)..190
第 7章　基于控制協(xié)同的智能混合動力汽車 ACC實現(xiàn).. 191 
7.1　i-HEV ACC的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu).. 191 
7.2 i-HEV ACC的技術(shù)難點與重點.. 195 
7.3智能混合動力汽車 ACC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)..197 
7.3.1 多目標(biāo)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化.. 197 
7.3.2 多系統(tǒng)動態(tài)協(xié)調(diào).. 212 
7.3.3 電池等效燃油消耗因子估算.. 218 
7.4智能混合動力汽車 ACC仿真分析.. 221 
7.4.1 前向仿真平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計.. 221 
7.4.2 前向仿真平臺模型.. 222 
7.4.3 前向仿真平臺驗證.. 225 
7.4.4 仿真對比工況.. 226 
7.4.5 仿真對比評價指標(biāo).. 227 
7.4.6 仿真對比策略及對比方法.. 229 
7.4.7  i-HEV ACC與 IV ACC仿真結(jié)果對比分析..231 
7.4.8  i-HEV ACC與 HEV仿真結(jié)果對比分析.. 235 
7.4.9  i-HEV ACC與簡單疊加式 HEV ACC仿真結(jié)果對比分析.. 238 
7.5智能混合動力汽車 ACC實驗研究.. 243 
7.5.1  i-HEV車輛實驗平臺設(shè)計.. 243 
7.5.2  i-HEV整車控制系統(tǒng) RCP開發(fā).. 244 
7.5.3  i-HEV硬件平臺設(shè)計.. 245 
7.5.4  i-HEV ACC綜合性能實驗驗證方案.. 247 
7.5.5  i-HEV ACC循環(huán)工況實驗對比方案.. 249 
7.5.6 總體實驗結(jié)果分析.. 249 
7.5.7 前車大加減速工況實驗結(jié)果分析.. 252 
7.5.8 循環(huán)工況對比實驗結(jié)果分析.. 254參考文獻(xiàn)..262
第 8章　基于多源信息融合的智能電動汽車充、換電調(diào)度實現(xiàn).. 264 
8.1　電動汽車充、換電調(diào)度研究.. 264 
8.1.1 電動汽車充、換電流程設(shè)計.. 265 
8.1.2 充、換電需求判斷以及駕駛員決策.. 266 
8.1.3 電動汽車充電調(diào)度策略.. 269 
8.1.4 電動汽車換電調(diào)度策略.. 277 
8.2電動汽車充、換電調(diào)度仿真平臺的搭建..281 
8.2.1 仿真平臺總體設(shè)計.. 281 
8.2.2 電動汽車模型的建立.. 281 
8.2.3 充、換電站模型的建立.. 286 
8.2.4 道路交通網(wǎng)模型及電網(wǎng)模型介紹.. 289 
8.3電動汽車充、換電調(diào)度策略仿真驗證..291 
8.3.1 仿真方案設(shè)計.. 291 
8.3.2 交通側(cè)仿真結(jié)果分析.. 299 
8.3.3 電網(wǎng)側(cè)仿真結(jié)果分析.. 307參考文獻(xiàn)..317
第 9章　基于多網(wǎng)融合與車路云協(xié)同的電動車輛出行規(guī)劃及駕駛控制.. 318 
9.1應(yīng)用背景.. 318 
9.2網(wǎng)聯(lián)電動車輛出行規(guī)劃與節(jié)能控制系統(tǒng)總體設(shè)計..320 
9.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計.. 320 
9.2.2 電動車輛出行規(guī)劃方案設(shè)計.. 322 
9.2.3 電動車輛智能節(jié)能控制.. 324 
9.2.4 電動車隊智能節(jié)能控制.. 325 
9.2.5 技術(shù)難點與重點.. 325 
9.3網(wǎng)聯(lián)電動車輛的多目標(biāo)出行規(guī)劃方法.. 327 
9.3.1 出行規(guī)劃方法系統(tǒng)模型.. 327 
9.3.2 出行目標(biāo)與出行約束定義.. 332 
9.3.3 基于賦時多目標(biāo)的蟻群優(yōu)化算法求解.. 337 
9.3.4 出行規(guī)劃算法仿真分析.. 347 
9.4基于車路云協(xié)同的純電動公交車預(yù)測性巡航控制..358 
9.4.1 電動公交車輛云控預(yù)測性巡航控制系統(tǒng)架構(gòu).. 360 
9.4.2 云端態(tài)勢預(yù)測及滾動規(guī)劃控制方法.. 362 
9.4.3仿真與驗證結(jié)果.. 369參考文獻(xiàn)..375