四轮轮毂电机驱动电动汽车自适应巡航控制（ACC）系统研究

作     者：谢志敏 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王艳华

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：ACC系统 电动汽车模型 安全距离 CarSim-Simulink联合仿真 

摘      要：随着汽车保有量的增加,道路交通事故时有发生,但据调查,90%的事故是由驾驶员的疲劳驾驶引起的,汽车ACC系统能有效的提高道路通行密度且降低驾驶员的疲乏操作。但当前的ACC系统主要针对的是传统燃油汽车,与传统燃油汽车相比,电动汽车省去了中间的传动系统,可以实现直接通过电机完成对车辆的驱动和制动,因此本文针对轮毂电机驱动电动车对其ACC系统进行探讨。为了加强ACC系统精确性,选择在Carsim汽车构架基础上通过外部输入轮毂电机驱动和制动系统,从而搭建整车纵向动力学模型,并通过与传统燃油汽车的对比分析验证了该模型纵向操作的正确性。为了加强系统安全性,在可变车头时距安全距离模型基础上设计了考虑前车加速度的安全距离模型。与之前大多学者研究的只考虑两车相对速度以及相对距离的安全距离模型相比,考虑前车加速度的安全模型能在前车紧急减速或突然停车的情况下,仍使两车保持在安全的距离,提高了系统的安全性。为了满足车辆在行驶工况发生变化时可以瞬时切换到适合的巡航模式,设计了合适的模式切换边界,可以使系统根据行驶工况以及前车车速的变化,合理的选择车辆行驶的模式。使车辆在实际行驶工况中的适应性更强,更好的满足实际行驶工况中对ACC系统较高的要求。通过在Carsim与Simulink联合仿真环境下,搭建基于四轮轮毂电机驱动电动汽车的ACC系统,并根据实际行驶情况,选择定速巡航、车辆跟随、前车切入、前车切出、“走-停巡航五种工况在模型中进行仿真计算。结果表明,本文设计的ACC算法安全性较高、响应较快、舒适性较好,可在离线环境下满足ACC系统控制要求。