第1章 概论 1
1.1 驾驶人辅助系统 1
1.2 主动稳定性控制系统 2
1.3 平顺性 3
1.4 用于解决交通堵塞的技术 4
1.4.1 自动化公路系统 4
1.4.2 “交通友好”的自适应巡航系统 5
1.4.3 窄型工勤车辆倾斜控制 6
1.4.4 智能交通系统（ITS） 6
1.5 排放和燃油经济性 7
1.5.1 混合动力汽车 7
1.5.2 燃料电池汽车 8
参考文献 8
第2章 车辆侧向动力学 11
2.1 商业应用开发中的汽车侧向运动控制系统 11
2.1.1 车道偏离预警系统 11
2.1.2 车道保持系统 12
2.1.3 横摆稳定控制系统 13
2.2 车辆侧向运动的运动学模型 15
2.3 两轮车辆侧向动力学的模型 19
2.4 相对旋转坐标系中点的运动 22
2.5 关于路面误差力学模型的讨论 24
2.6 动力学模型中横摆角速度和侧偏角的讨论 27
2.7 从车辆坐标系到地面坐标系 28
2.8 路面模型 29
2.9 本章小结 31
参数表 31
参考文献 32
第3章 自动车道保持系统的转向控制 34
3.1 状态反馈 34
3.2 动力学方程的稳态误差 36
3.3 稳态转向 38
3.3.1 稳态转向的转向角 38
3.3.2 方向角误差能否达到零值 41
3.3.3 非零方向角误差有什么影响 42
3.4 考虑不同的纵向速度 43
3.5 输出反馈 43
3.6 全反馈闭环系统 44
3.7 比例控制闭环系统的分析 47
3.8 带超前补偿器的回路分析 52
3.9 带超前补偿器的仿真性能 55
3.10 闭环系统的性能分析 56
3.10.1 随车速的性能变化 56
3.10.2 随传感器位置的性能变化 58
3.11 带超前传感器测量的补偿器设计 59
3.12 本章小结 60
参数表 61
参考文献 62
第4章 车辆纵向动力学 64
4.1 整车纵向动力学 64
4.1.1 空气阻力 65
4.1.2 轮胎纵向力 66
4.1.3 为何纵向轮胎力和滑动率存在依赖关系 67
4.1.4 滚动阻力 69
4.1.5 法向载荷的计算 71
4.1.6 车轮有效半径的计算 72
4.2 传动系统动力学 73
4.2.1 变矩器 73
4.2.2 传动系的动力学模型 75
4.2.3 发动机动力学 76
4.2.4 轮胎的动态性能 77
4.3 本章小结 78
参数表 78
参考文献 80
第5章 车辆纵向控制 81
5.1 引言 81
5.1.1 自适应巡航控制系统 81
5.1.2 避撞系统 82
5.1.3 自动化公路系统 82
5.2 纵向自动控制的优点 83
5.3 巡航控制系统 84
5.4 巡航控制系统的上层控制器 85
5.5 巡航控制系统的下层控制器 87
5.5.1 根据期望加速度计算发动机转矩 88
5.5.2 发动机控制 89
5.6 防抱死制动系统 89
5.6.1 目的 89
5.6.2 ABS的功能 90
5.6.3 基于减速度门限值的算法 93
5.6.4 其他ABS控制算法 96
5.6.5 关于ABS的近期研究出版物 97
5.7 本章小结 97
参数表 97
参考文献 98
第6章 自适应巡航控制 101
6.1 引言 101
6.2 车辆跟随准则 102
6.3 控制系统的结构 103
6.4 车队的稳定行驶 104
6.5 固定车距与自主控制 105
6.6 固定时距控制策略的自主控制 106
6.6.1 基于CTG车距控制策略的车队稳定行驶 107
6.6.2 典型的延迟值 108
6.7 过渡控制 111
6.7.1 过渡控制器的必要性 111
6.7.2 通过R-R图设计转换控制器 112
6.8 下层控制器 115
6.9 本章小结 116
参数表 117
参考文献 118
附录6.A 119
第7章 车队的纵向控制 121
7.1 自动化高速公路系统 121
7.2 自动化高速公路系统中的车辆控制 121
7.3 纵向控制系统的结构 122
7.4 车辆跟随准则 123
7.5 信号及系统范数的背景 124
7.5.1 信号的范数 124
7.5.2 系统的范数 125
7.5.3 利用诱导范数研究信号放大 125
7.6 保证车队稳定行驶的设计方法 127
7.7 固定车距的自主控制 127
7.8 采用无线通信的固定车距控制策略 129
7.9 试验结果 131
7.10 下层控制器 132
7.11 参数未知车辆的自适应控制 133
7.11.1 重新定义符号 133
7.11.2 自适应控制器 134
7.12 本章小结 136
参数表 136
参考文献 137
附录7.A 138
第8章 电子稳定性控制 140
8.1 引言 140
8.1.1 稳定性控制原理 140
8.1.2 汽车厂商开发的稳定性控制系统 141
8.1.3 稳定性控制系统的种类 141
8.2 差动制动控制系统 142
8.2.1 车辆动力学模型 142
8.2.2 控制系统架构 144
8.2.3 理想的横摆角速度 145
8.2.4 理想的车辆侧偏角 145
8.2.5 目标横摆角速度和侧偏角的上限值 146
8.2.6 上层控制器的设计 147
8.2.7 下层控制器的设计 150
8.3 线控转向系统 150
8.3.1 系统简介 150
8.3.2 解耦输出的选择 151
8.3.3 控制器设计 153
8.4 独立的全轮驱动力分配控制 154
8.4.1 传统的四轮驱动系统 154
8.4.2 基于差速器在左右轮之间分配转矩 155
8.4.3 全轮转矩主动控制 156
8.5 侧偏角控制 157
8.6 本章小结 163
参数表 163
参考文献 165
第9章 汽油和柴油发动机的均值建模 168
9.1 基于参数方程的汽油发动机模型 168
9.1.1 发动机旋转动力学 169
9.1.2 有效转矩 169
9.1.3 摩擦和泵气损失 170
9.1.4 进气歧管压力方程 170
9.1.5 流出进气歧管的空气质量流量mao 171
9.1.6 流入进气歧管的空气质量流量mai 171
9.2 查表建立电火花点火发动机模型 172
9.2.1 发动机Map图 173
9.2.2 由发动机Map图得到的二阶发动机模型 176
9.2.3 由发动机Map图得到的一阶发动机模型 176
9.3 涡轮增压柴油发动机 177
9.4 涡轮增压柴油发动机的均值模型 178
9.4.1 进气歧管动力学模型 179
9.4.2 排气歧管动力学模型 179
9.4.3 涡轮增压器动力学模型 179
9.4.4 发动机曲轴动力学模型 179
9.4.5 控制系统的目标 180
9.5 汽油发动机的下层控制器 180
9.6 本章小结 182
参数表 182
参考文献 184
第10章 被动式汽车悬架的设计与分析 186
10.1 引言 186
10.1.1 整车、半车和四分之一汽车悬架模型 186
10.1.2 悬架的功能 187
10.1.3 非独立悬架和独立悬架 188
10.2 模型解耦 189
10.3 四分之一汽车悬架的性能变量 190
10.4 四分之一汽车模型的自然频率和模态分析 191
10.5 使用解耦的近似传递函数 193
10.6 悬架质量模型中的振动分析 196
10.7 非悬架质量模型的振动分析 197
10.8 基于完整四分之一汽车模型的验证 197
10.8.1 悬架刚度影响的验证 197
10.8.2 悬架阻尼影响的验证 197
10.8.3 轮胎刚度影响的验证 200
10.9 半车和全车悬架模型 202
10.10 本章小结 205
参数表 206
参考文献 207
第11章 主动悬架 208
11.1 引言 208
11.2 主动控制：综合性能和局限性 209
11.2.1 传递函数 209
11.2.2 LQR算法及与H2最优控制关系 210
11.2.3 基于LQR算法的主动悬架设计 210
11.2.4 LQR控制器的性能研究 212
11.3 主动系统的渐近线 217
11.4 悬架问题的不动点及其影响 218
11.5 基于不动点的综合性能分析 219
11.5.1 平顺性／车辆行驶性的关系 219
11.5.2 平顺性／动挠度的关系 220
11.6 主动悬架系统的结论 220
11.7 简单速度反馈控制器的性能 221
11.8 主动悬架的液压执行器 223
11.9 本章小结 224
参数表 225
参考文献 226
第12章 半主动悬架 227
12.1 引言 227
12.2 半主动悬架动力学模型 228
12.3 理论结论：最优半主动悬架 230
12.3.1 问题描述 230
12.3.2 问题定义 231
12.3.3 无阻尼约束的最优解 232
12.3.4 有约束最优解 233
12.4 最优半主动悬架控制率 234
12.5 仿真结果 235
12.6 半主动悬架系统传递函数的计算 238
12.7 半主动悬架系统的性能 240
12.7.1 中等权重时的平顺性 240
12.7.2 天棚阻尼控制 240
12.8 本章小结 243
参数表 244
参考文献 244
第13章 轮胎纵向力与侧向力 246
13.1 轮胎力 246
13.2 轮胎结构 248
13.3 低滑移率下的轮胎纵向力 249
13.4 小侧偏角下的轮胎侧向力 251
13.5 魔术公式轮胎模型 253
13.6 统一地面法向力的轮胎侧向力模型的建立 254
13.6.1 小侧偏角下的侧向力 256
13.6.2 大侧偏角下的侧向力 257
13.7 地面法向压力抛物线分布的轮胎侧向模型的建立 260
13.8 轮胎侧向力与纵向力的联合产生 264
13.9 魔术公式轮胎模型 266
13.10 DUGOFF轮胎模型 269
13.10.1 简介 269
13.10.2 模型公式 269
13.10.3 Dugoff模型的摩擦圆解释 270
13.11 动态轮胎模型 270
13.12 本章小结 271
参数表 272
参考文献 273
第14章 公路车辆的轮胎-路面摩擦力测量 274
14.1 引言 274
14.1.1 轮胎-路面摩擦系数的定义 274
14.1.2 轮胎-路面摩擦力估计的意义 274
14.1.3 轮胎-路面摩擦系数估计的回顾 275
14.1.4 基于滑移斜率方法的摩擦力估计的回顾 275
14.2 车辆纵向动力学和用于摩擦力估计中的轮胎模型 276
14.2.1 车辆纵向动力学 276
14.2.2 法向力的确定 277
14.2.3 轮胎模型 278
14.2.4 牵引和制动过程中摩擦系数的估计 278
14.3 纵向摩擦力识别方法的总结 281
14.4 识别算法 281
14.4.1 RLS算法 281
14.4.2 可变增益的RLS算法 282
14.4.3 参数迭代条件 283
14.5 加速度传感器偏差的估计 283
14.6 试验结果 285
14.6.1 系统硬件和软件 285
14.6.2 干混凝土路面试验 286
14.6.3 覆盖有疏松雪的混凝土路面试验 287
14.6.4 两种不同摩擦等级材料组成的路面上的试验 288
14.6.5 紧急制动试验 290
14.7 本章概述 291
参数表 292
参考文献 293
第15章 侧倾动力学与侧翻预防 295
15.1 防车辆侧翻的评价等级 295
15.2 一自由度的侧倾动力学模型 300
15.3 四自由度侧倾动力学模型 304
15.4 侧翻指数 307
15.5 防止侧翻 310
15.6 本章小结 314
参数表 314
参考文献 316
第16章 油电混合动力汽车的动力学与控制 318
16.1 混合动力系统的类型 318
16.2 动力系统的动态模型 321
16.2.1 并联式油电混合动力汽车的动态仿真模型 321
16.2.2 混联式油电混合动力汽车的动态仿真模型 323
16.3 能量管理控制技术基础 327
16.3.1 动态规划概述 327
16.3.2 模型预测控制概述 330
16.3.3 等效燃油消耗的最小策略 333
16.4 循环工况 334
16.5 性能指标、约束条件和控制系统的模型设计 336
16.6 并联式混合动力汽车控制系统设计 338
16.7 本章小结 340
参数表 340
参考文献 341