智能環(huán)境友好型車(chē)輛：概念、技術(shù)架構(gòu)與工程實(shí)現(xiàn)

前言
第 1章　智能環(huán)境友好型車(chē)輛概論.. 1 
1.1引言.. 1 
1.2智能環(huán)境友好型車(chē)輛的概念與內(nèi)涵.. 3 
1.3智能環(huán)境友好型車(chē)輛的系統(tǒng)特點(diǎn).. 7 
1.4智能環(huán)境友好型車(chē)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(dòng)力系統(tǒng).. 12 
1.4.3 電控化底盤(pán)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(dòng)力汽車(chē).. 14 
1.5.2 基于車(chē) -路 -網(wǎng)交互的智能純電動(dòng)汽車(chē).. 17
參考文獻(xiàn)..20
第 2章　智能環(huán)境友好型車(chē)輛難點(diǎn)問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu).. 21 
2.1 i-EFV的難點(diǎn)問(wèn)題.. 21 
2.2 i-EFV涉及的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題.. 22 
2.2.1 i-EFV復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的多物理過(guò)程耦合機(jī)理.. 22 
2.2.2 “人 -車(chē) -路”廣義機(jī)械動(dòng)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(chē)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(chē)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(chē)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(jì).. 41 
3.3基于結(jié)構(gòu)共用的汽車(chē)智能駕駛系統(tǒng)集成架構(gòu)設(shè)計(jì)..42 
3.3.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì).. 43 
3.3.3 控制器資源共用架構(gòu)設(shè)計(jì).. 45 
3.3.4 執(zhí)行器操作共管架構(gòu)設(shè)計(jì).. 46 
3.4智能駕駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用型集成架構(gòu)特點(diǎn)分析.. 47 
3.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)與計(jì)算模型.. 47 
3.4.2 與功能疊加型集成方案對(duì)比分析.. 48 
3.4.3 結(jié)構(gòu)共用集成架構(gòu)特點(diǎn)總結(jié).. 52 
3.5基于結(jié)構(gòu)共用的車(chē)載環(huán)境感知傳感器優(yōu)選配置.. 53 
3.5.1 車(chē)載多傳感器系統(tǒng)建模.. 55 
3.5.2 傳感器配置多維評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.. 61 
3.5.3 傳感器配置優(yōu)化問(wèn)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(dòng) /制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用技術(shù).. 72 
3.6.1 基于混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共用技術(shù)..73 
3.6.2 基于電機(jī)制動(dòng)和電控液壓制動(dòng)的制動(dòng)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(chē)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(chē)輛的信息融合系統(tǒng)架構(gòu)..84 
4.2.1 目標(biāo)信息識(shí)別.. 86 
4.2.2 “人 -車(chē) -路”特征提取.. 87 
4.2.3 車(chē)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(chē)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(jī)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.. 99 
4.5基于多源信息的探測(cè)目標(biāo)融合判別.. 100 
4.6基于信息融合的車(chē)輛參數(shù)特征集建立..103 
4.7基于信息融合的車(chē)輛特征數(shù)據(jù)提取與處理..105 
4.7.1 單目測(cè)距..105 
4.7.2 同車(chē)道可能性的 DCF修正.. 107 
4.7.3 卡爾曼跟蹤預(yù)測(cè).. 108參考文獻(xiàn)..110
第 5章　智能環(huán)境友好型車(chē)輛的控制協(xié)同技術(shù)..112 
5.1車(chē)輛底盤(pán)一體化協(xié)同控制體系.. 112 
5.2基于頂層設(shè)計(jì)的車(chē)輛底盤(pán)系統(tǒng)協(xié)同控制方法.. 116 
5.3基于頂層設(shè)計(jì)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(dòng)力車(chē)輛智能駕駛輔助協(xié)調(diào)控制技術(shù)..125 
5.4.2 混合動(dòng)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(dòng)車(chē)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(dòng)車(chē)輛節(jié)能控制實(shí)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(jì)原則.. 150 
6.1.2 控制系統(tǒng)架構(gòu).. 151 
6.2基于場(chǎng)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(shì)評(píng)估的行車(chē)場(chǎng)景劃分.. 152 
6.2.2 基于場(chǎng)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(kāi)啟控制.. 155 
6.3各模式下的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制.. 155 
6.3.1 各模式下的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化規(guī)則.. 156 
6.3.2 基于 MPC的縱向跟車(chē)運(yùn)動(dòng)控制算法.. 158 
6.3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化系數(shù)表的提取與擬合.. 161 
6.4電動(dòng)車(chē)輛智能節(jié)能控制的仿真分析.. 163 
6.4.1 仿真平臺(tái)設(shè)計(jì).. 163 
6.4.2 仿真方案設(shè)計(jì).. 166 
6.4.3 車(chē)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(dòng)車(chē)輛節(jié)能控制實(shí)驗(yàn)研究..173 
6.5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì).. 173 
6.5.2 城市擁堵路況車(chē)輛節(jié)能控制實(shí)驗(yàn)分析.. 176 
6.5.3 城市一般路況車(chē)輛節(jié)能控制實(shí)驗(yàn)分析.. 184 
6.5.4 不同城市路況車(chē)輛節(jié)能控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比..189參考文獻(xiàn)..190
第 7章　基于控制協(xié)同的智能混合動(dòng)力汽車(chē) ACC實(shí)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(diǎn)與重點(diǎn).. 195 
7.3智能混合動(dòng)力汽車(chē) 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(dòng)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(dòng)力汽車(chē) ACC仿真分析.. 221 
7.4.1 前向仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).. 221 
7.4.2 前向仿真平臺(tái)模型.. 222 
7.4.3 前向仿真平臺(tái)驗(yàn)證.. 225 
7.4.4 仿真對(duì)比工況.. 226 
7.4.5 仿真對(duì)比評(píng)價(jià)指標(biāo).. 227 
7.4.6 仿真對(duì)比策略及對(duì)比方法.. 229 
7.4.7  i-HEV ACC與 IV ACC仿真結(jié)果對(duì)比分析..231 
7.4.8  i-HEV ACC與 HEV仿真結(jié)果對(duì)比分析.. 235 
7.4.9  i-HEV ACC與簡(jiǎn)單疊加式 HEV ACC仿真結(jié)果對(duì)比分析.. 238 
7.5智能混合動(dòng)力汽車(chē) ACC實(shí)驗(yàn)研究.. 243 
7.5.1  i-HEV車(chē)輛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì).. 243 
7.5.2  i-HEV整車(chē)控制系統(tǒng) RCP開(kāi)發(fā).. 244 
7.5.3  i-HEV硬件平臺(tái)設(shè)計(jì).. 245 
7.5.4  i-HEV ACC綜合性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案.. 247 
7.5.5  i-HEV ACC循環(huán)工況實(shí)驗(yàn)對(duì)比方案.. 249 
7.5.6 總體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析.. 249 
7.5.7 前車(chē)大加減速工況實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析.. 252 
7.5.8 循環(huán)工況對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(dòng)汽車(chē)充、換電調(diào)度實(shí)現(xiàn).. 264 
8.1　電動(dòng)汽車(chē)充、換電調(diào)度研究.. 264 
8.1.1 電動(dòng)汽車(chē)充、換電流程設(shè)計(jì).. 265 
8.1.2 充、換電需求判斷以及駕駛員決策.. 266 
8.1.3 電動(dòng)汽車(chē)充電調(diào)度策略.. 269 
8.1.4 電動(dòng)汽車(chē)換電調(diào)度策略.. 277 
8.2電動(dòng)汽車(chē)充、換電調(diào)度仿真平臺(tái)的搭建..281 
8.2.1 仿真平臺(tái)總體設(shè)計(jì).. 281 
8.2.2 電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)充、換電調(diào)度策略仿真驗(yàn)證..291 
8.3.1 仿真方案設(shè)計(jì).. 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(chē)路云協(xié)同的電動(dòng)車(chē)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(dòng)車(chē)輛出行規(guī)劃與節(jié)能控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)..320 
9.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì).. 320 
9.2.2 電動(dòng)車(chē)輛出行規(guī)劃方案設(shè)計(jì).. 322 
9.2.3 電動(dòng)車(chē)輛智能節(jié)能控制.. 324 
9.2.4 電動(dòng)車(chē)隊(duì)智能節(jié)能控制.. 325 
9.2.5 技術(shù)難點(diǎn)與重點(diǎn).. 325 
9.3網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)車(chē)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(shí)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(chē)路云協(xié)同的純電動(dòng)公交車(chē)預(yù)測(cè)性巡航控制..358 
9.4.1 電動(dòng)公交車(chē)輛云控預(yù)測(cè)性巡航控制系統(tǒng)架構(gòu).. 360 
9.4.2 云端態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)及滾動(dòng)規(guī)劃控制方法.. 362 
9.4.3仿真與驗(yàn)證結(jié)果.. 369參考文獻(xiàn)..375