随着世界范围内道路运输量的增加,通过自适应巡航系统减少重型卡车油耗引起了广泛关注。一方面,卡车使用密集度高,总体行驶里程长,另一方面能量消耗较大,所以单车的小改进会产生可观的效果。重型卡车的驾驶方式是影响其燃油经济性的重要因素。“加速—滑行”策略已经被证明有很好的节油潜力,该策略是在加速时将发动机工作点控制在高效区,然后使用空挡或高挡滑行。本课题研究“加速—滑行”控制架构下的发动机和传动系统协同控制,并对该控制系统进行仿真分析。为了实现最优油耗控制的设计,本研究开发了一套加速滑行策略算法,以确保在加速阶段发动机工作在最高效率区域,滑行阶段处于空挡滑行模式。同时,根据给定的前车速度、加速度保持理想的跟车距离。该控制器同时决定挡位和发动机力矩选择,以实现周期性控制。(1)为了界定发动机的油耗最优控制点,本课题研究了发动机map图的特性和最优制动燃油消耗率曲线,然后设计了一条包含了大多数最高效控制点的单映射曲线,并将它应用到控制器算法中。(2)最优挡位和发动机力矩算法是根据车辆横向动力学所决定的车辆维持某一匀速行驶时的平均功率来设计的。“加速—滑行”操作的平均油耗低于固定功率下的平均油耗时,采用“加速—滑行”的挡位和力矩作为最优选项。进一步地,本课题使用了力矩最优化调节器将发动机的力矩锁定在最高效操作点上。(3)本研究根据期望跟车距离和前后车速度差的关系建立了一个在加速和滑行模式之间切换的迟滞切换器。切换逻辑根据自车的纵向动力学信息、前车速度和加速度、以及期望车间距来做出判断。为了处理模型失调问题,本课题设计了一个距离反馈调节器来实现驾驶员期望的跟车间距。此外,本课题采用了前车速度预测的方法提高前车速度波动情况下的控制稳定性。(4)本课题分别在前车匀速行驶和前车采用HHDDT驾驶循环行驶的情景下对“加速—滑行”控制器的性能进行了评价。结果显示,两种情景下的跟车距离都被控制在了期望范围内;在车速最高82.5km/h范围内,本课题设计的最优操作曲线比制造商给出的控制曲线更节油;发动机力矩最优化调节器可以提高燃油经济性。在前车速度为80km/h的情况下,与匀速巡航相比,“加速—滑行”策略可以节油5%。当前车以平均80km/h的速度进行改进的HHDDT循环行驶时,“加速—巡航”策略可以达到2.3%的节油效果。