【正文】 導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下，借助公路兩旁的電子標(biāo)志牌，無需人為參與就可安全駛達目的地，實現(xiàn)完全的自動駕駛功能。走停控制正是ACC系統(tǒng)針對車速低、車距近的行駛情況所做的功能擴展，這要求ACC系統(tǒng)具有更好的近距離探測能力，更快的信號處理功能，更迅速的系統(tǒng)反映，同時還向ACC系統(tǒng)提出了增加車輛的自動起步功能。對主目標(biāo)進行跟蹤的另外一個好處就是可以根據(jù)主目標(biāo)的運行情況來預(yù)測出主車在未來時間內(nèi)運行狀態(tài)。ACC的關(guān)鍵技術(shù)是控制策略的實現(xiàn)問題，如雷達的性能和目標(biāo)車輛的識別和跟蹤等。2總結(jié)與展望車輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)定速巡航控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代輔助駕駛系統(tǒng)，使用ACC系統(tǒng)可以減輕駕駛負(fù)擔(dān)，減少錯誤駕駛和疲勞駕駛引起的交通事故，提高乘車舒適性，增大道路交通通行能力，減少燃油消耗和廢氣排放。2012年美國弗吉尼亞大學(xué)的Jiaqi Ma, Fang Zhou和Michael J. Demetsky提出了基于主體建模的汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的流動性和可持續(xù)性優(yōu)點評估方法。2012年德國航空航天中心的Bernhard Kloiber, Thomas Strang和Fabian de Ponte Muller提出了滑流合作自適應(yīng)巡航控制(SCACC)在電動車概念智能系統(tǒng)的應(yīng)用。最佳的MPC法近似于通過使用特定的PWA功能分割成單純形，簡稱為分段仿射的單純功能域定義的函數(shù)。通過簡單的非線性PI和PID控制器，并結(jié)合時間與線性控制的魯棒性和抗風(fēng)屬性的最優(yōu)性，說明PID算法控制能夠很好的應(yīng)用于車輛的縱向間距控制。建立仿真模型，此模型包括多制動狀態(tài)下的縱向控制策略、變更車道時的橫向控制策略和整合兩種策略的決策單元。2008年荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的Daniele Corona 和Bart De Schutter提出了智能車輛的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)MPCPWA控制方法的對照基準(zhǔn)。最后提出高精度的控制算法將是下一步ACC系統(tǒng)研究重點[20]。為進一步評估自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的車輛和人為控制的交通相互作用的情況，提出了對人為駕駛模型和自適應(yīng)巡航系統(tǒng)進行微觀仿真的方法。在這種情況下，三個模型框架都能夠使用CTH策略在圓形公路上誘導(dǎo)出指數(shù)穩(wěn)定的交通流。結(jié)果表明，這三種不同的建模模式可能會導(dǎo)致在不同的流量穩(wěn)定性，除非控制策略和交通流量動態(tài)一直被抽象為不同的模式。此后，戴姆勒克萊斯勒公司推出的CL600轎車、S600轎車，通用汽車公司2001年推出的Cadillac Vizn轎車都配備了ACC系統(tǒng)。該公司開發(fā)出采用微波雷達技術(shù)和紅外傳感技術(shù)兩類ACC產(chǎn)品，可探測出前方150m范圍內(nèi)的目標(biāo)車輛與主車間的車距和相對速度，在自動進行安全車距控制時，發(fā)動機和傳動系工作穩(wěn)定，乘坐舒適。用于車輛動力性控制系統(tǒng)VDC(Vehicle Dynamics Control)的轉(zhuǎn)向傳感器可以幫助車輛預(yù)知其行駛路線。使之成為當(dāng)前ACC系統(tǒng)研制、開發(fā)的主流。這一系統(tǒng)只具有車輛間的距離監(jiān)測和報警功能，無法實現(xiàn)對車輛速度的控制。理論分析和仿真結(jié)果表明該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，超調(diào)量少，過渡過程時間短，振蕩次數(shù)小，具有較強的魯棒性，同時該優(yōu)化準(zhǔn)則為其它非線性控制系統(tǒng)設(shè)計提供了一個新的方法和思路。然后基于最優(yōu)控制和PID控制設(shè)計了自適應(yīng)巡航控制器，對典型的ACC行駛工況進行了聯(lián)合仿真。另外，根據(jù)期望加速度和期望速度控制油門開度的控制策略各有優(yōu)點，在實際利用中應(yīng)根據(jù)被控對象進行選擇或者把兩種控制策略結(jié)為一體，共同控制車輛油門開度[15]。下一步將根據(jù)發(fā)動機的動力特性，在保證速度跟蹤精度的同時，考慮發(fā)動機燃料供給和功率之間最佳配合關(guān)系，開發(fā)汽車巡航控制算法，并通過試驗驗證巡航控制對汽車環(huán)境的影響[14]。為了實現(xiàn)汽車自適應(yīng)巡航控制(ACC )的目的，在已有基于ACC制動系模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了應(yīng)用于ACC的汽車縱向動力學(xué)模型，引入發(fā)動機二狀態(tài)模型，給出了驅(qū)動與制動的切換標(biāo)準(zhǔn)，建立了汽車縱向動力學(xué)模型，并以Santana轎車參數(shù)為例，利用DSC控制算法建立了模擬仿真程序，對ACC典型工況進行了仿真。以某電動車為研究對象，首先搭建基于加速度的電動車經(jīng)濟性分析系統(tǒng)進行仿真，結(jié)合仿真結(jié)果提出用加速度量化表征電動車經(jīng)濟性的方法，接著設(shè)計綜合電動車加速度經(jīng)濟性與跟蹤誤差安全性的控制策略，采用模型預(yù)測控制(model predictive control,MPC)理論實現(xiàn)控制算法，解決節(jié)能與安全的協(xié)同優(yōu)化問題，最后建立系統(tǒng)仿真平臺并基于PI電動車搭載該系統(tǒng)，在前車加速度正弦規(guī)律變化的跟車工況下，利用仿真和實車試驗分別驗證系統(tǒng)的性能。為解決各控制模式切換過程中加速度發(fā)生突變的問題，提出一種基于零期望加速度曲線的切換策略，并對消除各控制模式切換過程中控制量抖振的問題進行研究，最后通過實際道路試驗對所設(shè)計的ACC控制模式及其切換策略的合理性進行驗證。結(jié)果表明，在非線性強的條件下，通過嵌入卡爾曼預(yù)測器的粒子濾波跟蹤算法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的基于顏色粒子濾波算法，也提高了算法的實時性。實車試驗證明，制動壓力和加速度控制效果都達到了自適應(yīng)巡航系統(tǒng)對主動制動控制的要求。因此在復(fù)雜工況下，所設(shè)計的ACC控制模式及切換邏輯仍能保持良好的動態(tài)跟車性能與舒適性，具有明顯的工程應(yīng)用價值[8]。在現(xiàn)有上、下位控制器的基礎(chǔ)上增加模式切換層，通過將車輛縱向運動狀態(tài)劃分為八種工況，使得系統(tǒng)根據(jù)實際工況條件選擇最優(yōu)的控制模式，并采用加速度加權(quán)平均算法提高模式切換的準(zhǔn)確性和輸出連續(xù)性。在此基礎(chǔ)上，通過定速巡航實驗和穩(wěn)態(tài)跟車實驗對所設(shè)計的控制算法進行了實車驗證。通過實驗臺和實車試驗，證明基于該控制策略開發(fā)電子節(jié)氣門控制器的控制效果良好[6]。根據(jù)所得的極限工況判定條件和主車最大制動減速度典型值將ACC工作區(qū)域劃分為3部分，明確了ACC的有效工作區(qū)域，在汽車進入極限區(qū)域后提示駕駛員規(guī)避，防止汽車進一步進入危險區(qū)域[5]。但是如果前方低速車輛突然并線，或本車道突然出現(xiàn)障礙物，ACC必須緊急制動防止碰撞發(fā)生。這種設(shè)計方案使ACC系統(tǒng)直接同車輛上的制動系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，在對車輛進行速度調(diào)節(jié)時，不但可以利用節(jié)氣門、自動變速器，還可以直接利用制動系統(tǒng)。我國一些高等院校和汽研機構(gòu)正對ACC技術(shù)的發(fā)展進行跟蹤研究。目前，國內(nèi)外車輛ACC的典型控制算法主要有分工況控制和分層控制兩種。ACC ECU根據(jù)駕駛員所設(shè)定的安全車距及巡航行駛速度，結(jié)合雷達傳送來的信息確定主車的行駛狀態(tài)。在恢復(fù)行駛速度后，ACC系統(tǒng)又轉(zhuǎn)入對主車的勻速控制。當(dāng)主車前方無行駛車輛時，主車將處于普通的巡航行駛狀態(tài)，ACC系統(tǒng)按照設(shè)定的行駛車速對車輛進行勻速控制。它將汽車自動巡航控制系統(tǒng)CCS(Cruise Control System)和車輛前向撞擊報警系統(tǒng)FCWS(Forward Collision Warning System)有機地結(jié)合起來，既具有傳統(tǒng)巡航控制的定速巡航能力，同時可通過雷達等車載傳感器采集信息，自動調(diào)整車輛行駛速度，保持本車與前行車輛的安全間距，從而降低駕駛員操作量、減輕駕駛疲勞，提高車輛的主動安全性及駕駛舒適性。未來汽車電子控制的重要發(fā)展方向之一是汽車安全領(lǐng)域，并向幾個方向發(fā)展：利用雷達技術(shù)和車載攝像技術(shù)開發(fā)各種自動避撞系統(tǒng)；利用近紅外技術(shù)開發(fā)各種能監(jiān)測駕駛員行為的安全系統(tǒng)；高性能的輪胎綜合監(jiān)測系統(tǒng)；自適應(yīng)自動巡航控制系統(tǒng)；駕駛員身份識別系統(tǒng)；安全氣囊和ABS/ASR。另外在計算機的存儲器內(nèi)還可存儲大量有關(guān)駕駛員和車輛的各種信息，對駕駛員和車輛進行監(jiān)測控制。過去，汽車安全設(shè)計主要考慮被動安全系統(tǒng)，如設(shè)置安全帶、安全氣囊、保險杠等。隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車行駛速度也相應(yīng)加快，加之汽車數(shù)量增加以及交通運輸日益繁忙，汽車事故增多所引起的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已成為一個不容忽視的社會問題，汽車的行車安全更顯得非常重要。據(jù)報載，全世界每年因交通事故死亡的人數(shù)約5