车辆自动驾驶纵向控制系统的功能是通过自动控制技术代替驾驶员对车辆纵向运动进行控制。随着汽车保有量逐年飙升,交通堵塞和交通事故频发,人们的出行效率降低而人员伤亡却大幅提升。纵向控制系统作为智能汽车最重要的控制系统之一,是解决上述两个问题的有效方案。它对危险工况的响应速度快,避撞控制精确、有效,可最大限度避免事故发生、减轻人员伤亡;保证行驶安全的前提下缩短车间距离,可有效提高道路通行率;自动驾驶代替驾驶员操控车辆,可缓解驾驶疲劳,也有助于减少因驾驶疲劳而引发的交通事故。本文基于重庆市重点产业共性关键技术创新专项《智能网联汽车产业共性关键技术主题专项》,以控制策略的研究为主,对车辆自动驾驶纵向控制系统开展了以下研究:(1)利用模糊控制方法不依赖于精确系统且能够模拟驾驶员操纵习惯的优点,结合分层控制思想,建立了基于模糊理论的车辆自动驾驶纵向控制策略。该控制策略以速度偏差、间距偏差作为模糊输入量,以理想加速度作为模糊输出量,可实现对车速和间距的自动控制。(2)在上述控制策略的基础上,通过对汽车纵向行驶工况进行细化分析,建立了一种多模式切换的车辆自动驾驶纵向控制策略。该控制策略可完成巡航模式、接近模式、跟车模式和避撞模式的切换控制,以分别实现对设定速度的跟随、平稳接近前车、安全跟车行驶和主动避撞。(3)为了验证两种控制策略的有效性,在MATLAB/Simulink软件平台建立了车辆纵向动力学简化模型。主要包括,发动机模型、自动变速器模型、制动系统模型、车辆驱动系统模型、车辆逆模型和油门刹车切换控制模型。(4)常见的纵向行驶工况包括:巡航行驶工况、接近前车工况、跟车行驶工况和避撞工况。对以上四种常见的纵向行驶工况分别进行仿真分析;并将这四种工况随机组合,进行综合行驶工况的仿真分析。研究结果表明:本文所设计的两种控制策略均能实现车辆纵向运动的自动控制,并且综合考虑安全性和舒适性等评价指标,多模式切换控制策略具有更好的控制效果。