隨著我國貨運(yùn)總量的逐年增長,公路運(yùn)輸業(yè)迎來了新的機(jī)遇,也迎來了更多的挑戰(zhàn)。極度的能源消耗和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題受到了廣泛的關(guān)注。公路運(yùn)輸業(yè)作為主要源頭之一,其節(jié)能減排工作責(zé)無旁貸。近年來,商用車列隊(duì)行駛技術(shù)為公路運(yùn)輸業(yè)提供了新的節(jié)能手段。由于商用車運(yùn)營時(shí)間長、行駛工況復(fù)雜、燃油消耗量大等特點(diǎn),使該技術(shù)具有極大的潛力和現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)商用車列隊(duì)行駛的節(jié)能駕駛問題,展開研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合所承擔(dān)的一汽技術(shù)中心研究項(xiàng)目,對(duì)12擋商用車日常行駛3.5×10~4 km的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。建立了商用車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模型、行駛系統(tǒng)模型以及空氣動(dòng)力學(xué)模型;得到了6名駕駛員駕駛商用車的常用擋位使用情況以及各擋位狀態(tài)的空間分布;確定了實(shí)驗(yàn)商用車的經(jīng)濟(jì)時(shí)速范圍、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩模型與燃油消耗模型,提取了560段上坡工況的行駛數(shù)據(jù)。為本文的后續(xù)工作提供了基本的理論與數(shù)據(jù)支持;(2)在平坦路況下,構(gòu)建商用車縱向列隊(duì)行駛起步至穩(wěn)定行駛過程中的自適應(yīng)模糊控制架構(gòu),基于12擋商用車的常用擋位變換規(guī)律、擋位信息的自適應(yīng)控制策略,在Truck Sim中采用聯(lián)合仿真的方式,進(jìn)行控制算法的控制效果驗(yàn)證與緊急制動(dòng)工況下的安全性能分析;(3)針對(duì)坡道行駛過程中對(duì)商用車燃油經(jīng)濟(jì)性影響較大的上坡路段,建立基于分段仿射函數(shù)的坡道模型與沖坡行為的預(yù)測函數(shù),采用顯式模型預(yù)測控制算法進(jìn)行坡道模型空間的凸優(yōu)化,創(chuàng)建離線優(yōu)化速度曲線。以經(jīng)濟(jì)時(shí)速為基準(zhǔn),進(jìn)行商用車上坡路況的節(jié)能駕駛研究;(4)分別進(jìn)行平坦路況與上坡路況的燃油經(jīng)濟(jì)性分析。在平坦路況中,以最小安全行駛間距為控制策略,通過基于粒子、無網(wǎng)格技術(shù)的空氣動(dòng)力學(xué)分析方法確定不同行駛間距下列隊(duì)行駛車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性;在上坡路況中,燃油經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在沖坡速度的優(yōu)化與跟蹤。因此,在建立實(shí)驗(yàn)車輛燃油消耗模型的基礎(chǔ)上,分別以顯式模型預(yù)測的優(yōu)化速度和巡航控制速度的沖坡行為進(jìn)行上坡路況的油耗對(duì)比。綜上所述,論文所設(shè)計(jì)開發(fā)的商用車縱向列隊(duì)行駛控制方法能夠自適應(yīng)地實(shí)時(shí)控制車輛完成穩(wěn)定可靠的列隊(duì)行駛?cè)蝿?wù),在燃油消耗上表現(xiàn)出了較好的節(jié)能效果,為商用車列隊(duì)行駛技術(shù)的實(shí)施提供了一種新的思路。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U464
【部分圖文】：

[38]。圖1.5 Energy ITS項(xiàng)目/2008 年-由日本 METI 發(fā)起的 Energy ITS 項(xiàng)目，建立了冗余、可靠的多傳感器檢測系統(tǒng)，通過 2 個(gè)通道、5.8 GHz的 DSRC 通信設(shè)備搭建車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，進(jìn)行了 3 輛 25 t商用車與 1 輛輕型商用車的列隊(duì)行駛實(shí)驗(yàn)[39]。

商用車列隊(duì)行駛技術(shù)研究項(xiàng)目（續(xù)表）項(xiàng)目名稱/起止時(shí)間 研究內(nèi)容圖1.6 SARTRE項(xiàng)目/2009 年-2012 年2009 年，由歐盟主導(dǎo)的 SARTRE 項(xiàng)目，重點(diǎn)在研究多種車型（轎車、SUV、商用車等）在未改造的高速公路上列隊(duì)行駛的可能性。由英國、德國、西班牙、瑞典的多家科研機(jī)構(gòu)和商用車制造企業(yè)共同合作。車輛配備了毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)探測器，主要以混合車型的列隊(duì)行駛技術(shù)研究為主[40-43]。圖1.7 eTV項(xiàng)目/2013 年-2014 年2013 年，加拿大開展了名為 eTV 的研究項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)由 4 輛商用車組成，其中頭車為被控車輛，其他三輛裝有 CACC 控制系統(tǒng)與測量燃油消耗量的輔助油箱，主要研究列隊(duì)行駛過程中行駛間距、行駛速度、整車質(zhì)量等參數(shù)對(duì)油耗的影響[44]。圖1.8 i-GAME項(xiàng)目/2013 年-2016 年2013 年-2016 年

[40-43]。圖1.7 eTV項(xiàng)目/2013 年-2014 年2013 年，加拿大開展了名為 eTV 的研究項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)由 4 輛商用車組成，其中頭車為被控車輛，其他三輛裝有 CACC 控制系統(tǒng)與測量燃油消耗量的輔助油箱，主要研究列隊(duì)行駛過程中行駛間距、行駛速度、整車質(zhì)量等參數(shù)對(duì)油耗的影響[44]。圖1.8 i-GAME項(xiàng)目/2013 年-2016 年2013 年-2016 年，在歐盟委員會(huì)的支持下，成員來自荷蘭、瑞典、西班牙的科研機(jī)構(gòu)和高等院校，旨在加速實(shí)現(xiàn)基于無線通信的自動(dòng)駕駛技術(shù)，研究列隊(duì)行駛技術(shù)在現(xiàn)實(shí)道路實(shí)施的可操作性

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2821294