第1章 概论 1
1.1驾驶员辅助系统 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
1.5排放和燃油经济性 7
1.5.1混合动力汽车 8
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 14
2.3两轮车辆侧向动力学的模型 18
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 23
2.6动力学模型中的横摆角速度和侧偏角的讨论 26
2.7从车辆坐标系到地面坐标系 27
2.8路面模型 28
2.9本章小结 30
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 39
3.3.1稳态转向的转向角 39
3.3.2方向角误差能否达到零值 42
3.3.3非零方向角误差的影响 42
3.4考虑不同的纵向速度 43
3.5输出反馈 44
3.6全反馈闭环系统 44
3.7比例控制闭环系统分析 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纵向轮胎力和滑动率之间的依赖关系 68
4.1.4滚动阻力 69
4.1.5法向载荷的计算 71
4.1.6轮胎有效半径计算 72
4.2传动系统动力学 73
4.2.1变矩器 74
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轮胎动态性能 77
4.3本章小结 78
参数表 78
参考文献 79
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 87
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 92
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控制系统结构 103
6.4车队的稳定行驶 104
6.5固定车距与自主控制 104
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 109
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 116
参考文献 117
第6章附录 118
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纵向控制结构 122
7.4车辆跟随准则 123
7.4.1单个车辆的稳定行驶 123
7.4.2车队的稳定行驶 124
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实验结果 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 137
参考文献 138
第7章附录 139
第8章 电子稳定性控制 141
8.1引言 141
8.1.1稳定性控制原理 141
8.1.2汽车厂商开发的稳定性控制系统 142
8.1.3稳定性控制系统的种类 142
8.2差动制动控制系统 143
8.2.1车辆动力学模型 143
8.2.2控制系统架构 145
8.2.3理想的横摆角速度 146
8.2.4理想的车辆侧偏角 146
8.2.5目标横摆角速度和侧偏角的上限值 147
8.2.6上层控制器设计 148
8.2.7下层控制器设计 150
8.3线控转向系统 151
8.3.1概述 151
8.3.2解耦输出的选择 152
8.3.3控制器设计 153
8.4独立的全轮驱动力分配控制 155
8.4.1传统的四轮驱动系统 155
8.4.2基于差速器在左右轮之间分配转矩 156
8.4.3全轮转矩主动控制 156
8.5本章小结 157
参数表 158
参考文献 160
第9章 汽油和柴油发动机的均值建模 162
9.1基于参数方程的汽油发动机模型 162
9.1.1发动机旋转动力学 163
9.1.2有效转矩 163
9.1.3摩擦和泵气损失 164
9.1.4进气歧管压力方程 165
9.1.5流出进气歧管的空气质量流量？ 165
9.1.6流入进气歧管的空气质量流量？ 165
9.2查表建立火花点火发动机模型 166
9.2.1发动机MAP图 167
9.2.2由发动机MAP图得到的二阶发动机模型 169
9.2.3由发动机MAP图得到的一阶发动机模型 171
9.3涡轮增压柴油发动机 172
9.4涡轮增压柴油发动机的均值模型 172
9.4.1进气歧管动力学模型 173
9.4.2排气歧管动力学模型 173
9.4.3涡轮增压器动力学模型 173
9.4.4发动机曲轴动力学模型 174
9.4.5控制系统目标 175
9.5汽油发动机下层控制器 175
9.6本章小结 176
参数表 176
参考文献 178
第10章 被动式汽车悬架的设计与分析 180
10.1引言 180
10.1.1整车、半车、四分之一汽车悬架模型 180
10.1.2悬架的功能 181
10.1.3非独立悬架和独立悬架 182
10.2模型解耦 183
10.3.四分之一汽车悬架的性能变量 184
10.4四分之一汽车模型的自然频率和模态分析 186
10.5使用解耦的近似传递函数 187
10.6悬架质量模型中的振动分析 191
10.7非悬架质量模型的振动分析 192
10.8基于完整四分之一汽车模型的验证 192
10.8.1悬架刚度影响的验证 192
10.8.2悬架阻尼影响的验证 194
10.8.3轮胎刚度影响的验证 195
10.9半车和全车悬架模型 197
10.10本章小结 200
参数表 201
参考文献 202
第11章 主动悬架 203
11.1引言 203
11.2主动控制：综合性能和局限性 204
11.2.1传递函数 204
11.2.2 LQR算法及与H2最优控制关系 205
11.2.3基于LQR算法的主动悬架设计 206
11.2.4 LQR控制器的性能研究 207
11.3主动系统的渐近线 212
11.4悬架问题的不动点及其影响 213
11.5基于不动点的综合性能分析 214
11.5.1平顺性车辆行驶性的关系 215
11.5.2平顺性动挠度的关系 215
11.6主动悬架系统的结论 216
11.7简单的速度反馈控制器性能 217
11.8主动悬架的液压执行器 219
11.9本章小结 220
参数表 220
参考文献 221
第12章 半主动悬架 223
12.1引言 223
12.2半主动悬架动力学模型 224
12.3理论结论：最优半主动悬架 226
12.3.1问题描述 226
12.3.2问题定义 227
12.3.3无阻尼约束的最优解 228
12.3.4有约束最优解 229
12.4最优半主动悬架控制率 230
12.5仿真结果 231
12.6半主动悬架系统传递函数计算 234
12.7半主动悬架系统的性能 236
12.7.1中等权重时的平顺性 236
12.7.2“天棚阻尼”控制 237
12.8本章小结 239
参数表 240
参考文献 240
第13章 轮胎纵向力与侧向力 242
13.1轮胎力 242
13.2轮胎结构 244
13.3低滑移率下的轮胎纵向力 244
13.4小侧偏角下的轮胎侧向力 247
13.5魔术公式轮胎模型 249
13.6统一地面法向力的轮胎侧向力模型的建立 250
13.6.1小侧偏角下的侧向力 251
13.6.2大侧偏角下的侧向力 253
13.7法向压力抛物线分布的轮胎侧向模型的建立 255
13.8轮胎侧向力与纵向力的联合产生 259
13.9魔术公式轮胎模型 262
13.10 Dugoff轮胎模型 264
13.10.1简介 264
13.10.2模型公式 265
13.10.3 Dugo模型的摩擦圆解释 265
13.11动态轮胎模型 266
13.12本章小结 267
参数表 267
参考文献 268
第14章 公路车辆的轮胎—路面摩擦力测量 270
14.1引言 270
14.1.1轮胎—路面摩擦系数的定义 270
14.1.2轮胎—路面摩擦力估计的意义 270
14.1.3轮胎—路面摩擦系数估计的回顾 271
14.1.4基于滑移斜率方法的摩擦力估计的回顾 271
14.2车辆纵向动力学和用于摩擦力估计中的轮胎模型 273
14.2.1车辆纵向动力学 273
14.2.2法向力的确定 274
14.2.3轮胎模型 274
14.2.4牵引和制动过程中摩擦系数的估计 275
14.3纵向摩擦力识别方法总结 277
14.4识别算法 277
14.4.1 RLS算法 277
14.4.2可变增益的RLS算法 278
14.4.3参数迭代条件 279
14.5加速度传感器偏差的估计 280
14.6实验结果 282
14.6.1系统硬件和软件 282
14.6.2干混凝土路面实验 283
14.6.3覆盖有疏松雪的混凝土路面实验 284
14.6.4两种不同摩擦等级组成的路面上的试验 285
14.6.5紧急制动实验 286
14.7本章小节 287
参数表 288
参考文献 289
附录 常用英制一米制单位换算表 291