随着汽车保有量不断增加,交通拥堵问题日益严重,随之产生的环境污染加重问题以及交通时间浪费问题也变得不可忽视;同时,每年的交通事故数量也居高不下,由此也带来了巨大的人民生命财产损失。人类驾驶员的误操作与驾驶员感知能力的局限性是交通事故及交通堵塞的主要因素。自动控制技术能够规避人类驾驶员的误操作,同时降低驾驶员的操作负担;V2X通信技术可以突破人类驾驶员感知交通信息的局限。进而,基于自动控制和V2X通信技术的网联驾驶辅助系统成为当前的研究热点,是解决日益严重的交通问题的有效途径。本文针对车辆在城市低速走-停工况下的速度控制问题,提出了一种网联驾驶辅助系统—协同式走-停巡航控制系统。该系统利用V2X获取的交通环境信息对车辆速度进行控制以提高交通安全性以及交通效率,且能够解放驾驶员双脚,降低驾驶员操作负担。本文主要对协同式走-停巡航控制系统所涉及的跟车间距策略、车辆协同控制、车辆纵向动力学控制、测试与评价四个方面进行研究:1.考虑交通流特性的跟车间距策略。首先,明确了固定车头时距间距策略与安全距离间距策略对人、本车、前车形成的人车微观系统与交通流宏观系统特性的影响;然后,从交通效率出发,同时兼顾交通流稳定性、跟车安全性、乘员主观感受,基于固定车头时距间距策略与安全距离间距策略,提出了兼顾微观系统特性与宏观系统特性的综合间距策略;最后,对比分析综合间距策略与固定车头时距及安全距离间距策略。结果表明:在保证跟车安全性与乘员主观感受的前提下,本文提出的间距策略能够有效提高交通流稳定性以及交通流量。2.协同式走-停巡航控制系统上层控制器设计。首先,提出了融合多车状态信息的“虚拟质心”概念,建立了主车跟随目标在前车与“虚拟质心”之间切换的协同控制策略;然后,结合本文所提出的综合间距策略,利用滑模控制理论设计了多车协同上层控制器;最后,利用Simulink搭建虚拟测试平台进行仿真试验研究。结果表明:本文所提出的多车协同上层控制算法能够实现车辆的稳定安全跟随,且跟车行为更具有“前瞻性”,控制器参数将影响车辆跟随过程中控制的收敛速度、跟随精度及“前瞻性”。3.协同式-走停巡航控制系统下层控制器设计。首先,考虑驱动工况与制动工况下车辆纵向动力学系统工作特性的异同,分别设计了前馈控制与模糊PID反馈控制相结合的驱动工况控制器和前馈控制与PID反馈控制相结合的制动工况控制器;然后,设计了加速阶跃与斜坡综合工况以及WLTC循环低速段仿真工况;最后,利用Carsim与Simulink进行仿真试验研究。结果表明:本文所设计的下层控制器能够精确的控制车辆的节气门与制动压力,实现对参考速度的精确跟随。4.城市走-停工况协同式走-停巡航控制系统仿真试验研究。首先,利用Carsim以及Matlab/simulink建立了协同式走-停巡航控制系统多车仿真验证平台;然后,将车辆队列行驶过程中会遇到的诸多复杂工况归纳为5种具有代表性的仿真工况,针对复杂城市低速走-停情景,制定了8个仿真场景;最后,利用所搭建的仿真平台对控制算法进行仿真验证。结果表明:本文的协同式走-停巡航控制算法对车辆的控制具有“前瞻性”,而且控制的“同步性”更好。“前瞻性”能够使车队后方车辆根据队列的运动趋势做出响应,“同步性”更好能够减小响应滞后的累积,有效提高车辆行驶安全性及交通效率。