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智能汽车换道轨迹的燃油经济性研究

金辉 赵延杰 光昊

金辉, 赵延杰, 光昊. 智能汽车换道轨迹的燃油经济性研究[J]. 机械工程学报, 2022, 42(7): 675-681. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2021.250
引用本文: 金辉, 赵延杰, 光昊. 智能汽车换道轨迹的燃油经济性研究[J]. 机械工程学报, 2022, 42(7): 675-681. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2021.250
JIN Hui, ZHAO Yanjie, GUANG Hao. Fuel Economy of Lane Changing Trajectory for Intelligent Vehicle[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2022, 42(7): 675-681. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2021.250
Citation: JIN Hui, ZHAO Yanjie, GUANG Hao. Fuel Economy of Lane Changing Trajectory for Intelligent Vehicle[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2022, 42(7): 675-681. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2021.250

智能汽车换道轨迹的燃油经济性研究

doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2021.250
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51875040)
详细信息
    作者简介:

    金辉(1972—),男,工学博士,副教授,E-mail: jinhui@bit.edu.cn

  • 中图分类号: TK01

Fuel Economy of Lane Changing Trajectory for Intelligent Vehicle

  • 摘要: 基于智能汽车行驶的空间约束和运动轨迹曲率约束等限制,对换道轨迹的燃油经济性进行了研究. 基于发动机瞬态油耗模型,确定了平路行驶的最经济车速,并建立了能满足各种约束的3阶贝塞尔换道轨迹模型. 通过Matlab/Simulink与Carsim联合仿真验证,文中设计的贝塞尔换道轨迹的油耗分别比已有的sin-tanh和x-sin换道轨迹节油了3.49%和0.77%,其最大横向加速度值也分别比sin-tanh和x-sin换道轨迹降低了31.75%及7.45%. 因此在保证智能汽车安全舒适行驶的基础上,利用贝塞尔换道轨迹的汽车油耗更少,对应的最大横向加速度更小,表明贝塞尔换道轨迹模型具有优越性.

     

  • 图  单位行驶距离燃油消耗

    Figure  1.  Fuel consumption in unit distance

    图  经济车速及单位距离油耗变化曲线

    Figure  2.  Curve of economic speed and fuel consumption in unit distance

    图  贝塞尔换道轨迹示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of Bezier lane changing trajectory

    图  贝塞尔换道轨迹示意图

    Figure  4.  Curve of Bezier lane changing trajectory

    图  联合仿真整体模型示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of co-simulation overall model

    图  曲率变化示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of curvature change

    图  换道轨迹经济性综合分析

    Figure  7.  Economic comprehensive analysis of lane changing trajectory

    表  1  换道轨迹经济性比较

    Table  1.   Economic comparison of lane changing trajectory

    换道轨迹燃油消耗/mL最大横向加速度/(m·s−2)
    polynomial2.7811.408
    Bezier2.8181.541
    下载: 导出CSV

    表  2  换道轨迹经济性比较

    Table  2.   Economic comparison of lane changing trajectory

    换道轨迹燃油消耗/mL最大横向加速度/(m·s−2)
    sin-tanh2.91982.258
    x-sin2.83981.665
    Bezier2.81801.541
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-15
  • 刊出日期:  2022-08-17

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