留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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
  • [1] ZHOU J, ZHENG H, WANG J, et al. Multiobjective optimization of lane-changing strategy for intelligent vehicles in complex driving environments[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2020, 69(2):1291 − 1308. doi: 10.1109/TVT.2019.2956504
    [2] 李玮, 高德芝, 段建民. 智能车辆自由换道模型研究[J]. 公路交通科技, 2010, 27(2):119 − 123. doi: 10.3969/j.issn.1002-0268.2010.02.023

    LI Wei, GAO Dezhi, DUAN Jianmin. Research on lane change model for intelligent vehicles[J]. Highway Transportation Technology, 2010, 27(2):119 − 123. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1002-0268.2010.02.023
    [3] ZHANG S, LIU W, LI B, et al. Trajectory planning of overtaking for intelligent vehicle based on x-sin function[C]//Proceedings of the 2014 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, [S. l. ]: IEEE , 2014, 618 − 622.
    [4] ORGANIZATION of the PETROLEUM EXPORTING COUNTRIES. World Oil Outlook 2016[EB/OL]. [2016-10]. https://www.opec.org/opec_web/static_files_project/media/downloads/publications/WOO%202016.pdf.
    [5] 金辉, 丁峰, 周敏. 汽车弯道行驶经济性车速优化方法[J]. 北京理工大学学报, 2018, 38(5):493 − 498.

    JIN Hui, DING Feng, ZHOU Min. Vehicle optimal speed profile when running on curved roads[J]. Transactions of Beijing Institute of Technology, 2018, 38(5):493 − 498. (in Chinese)
    [6] GUANG H, JIN H. Fuel consumption model optimization based on transient correction[J]. Energy, 2019, 169:508 − 514. doi: 10.1016/j.energy.2018.12.067
    [7] ZHOU M, JIN H. Development of a transient fuel consumption model[J]. Transportation Research Part D, 2017, 51:82 − 93. doi: 10.1016/j.trd.2016.12.001
    [8] 金辉, 周敏, 李世杰. 基于瞬态修正的车辆燃油消耗模型建模[J]. 北京理工大学学报, 2017, 37(5):473 − 477+484.

    JIN Hui, ZHOU Min, LI Shijie. Transient fuel consumption modelling based on transient correction[J]. Transaction of Beijing Institute of Technology, 2017, 37(5):473 − 477+484. (in Chinese)
  • 加载中
图(7) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  57
  • HTML全文浏览量:  31
  • PDF下载量:  0
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-15
  • 刊出日期:  2022-08-17

目录

    /

    返回文章
    返回