２０２０年（第４２卷）第１０期
厦门汽车网汽 车 工 程
ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０２０（Ｖｏｌ．４２）Ｎｏ．１０
国家重点研发计划（
２０１６ＹＦＢ０１００９００）、深圳市科技计划基础研究（ＪＣＹＪ２０１８０３０６１７２７２０３６４）和中央高校基本科研业务费专项资金（２０７２０１９００１５）资助。
原稿收到日期为２０１９年１１月１９日，修改稿收到日期为２０２０年１月２９日。
通信作者：郭景华，副教授，博士，Ｅ ｍａｉｌ：ｇｕｏｊｈ＠ｘｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。郭景华１，２，王 班１，２，王靖瑶１，２，罗禹贡３，李克强３
（１ 厦门大学航空航天学院，厦门 ３６１００５； ２ 厦门大学深圳研究院，深圳 ５１８０００；
３ 清华大学车辆与运载学院，北京 １０００８４）
［摘要］ 提出了一种智能网联混合动力汽车队列的模型预测分层控制方法，有效提高了队列的安全性、燃油
经济性和乘坐舒适性。首先，建立了可准确表征智能网联混合动力汽车队列行驶中多过程耦合特性的动力学模型。然后，针对智能网联混合动力汽车队列系统的非线性和混杂特征，构建了智能网联混合动力汽车队列的模型预测分
层控制构架。上层控制器利用所建立的基于反馈校正的鲁棒预测模型，消除由于参数误差或车辆动态特性变化引
起的模型失配现象，增强预测模型的准确性和鲁棒性，进而实现安全性、经济性和舒适性多目标协调控制和智能网
联混合动力汽车队列期望加速度的在线优化；下层控制器利用队列中智能网联混合动力汽车多系统动态协调控制
器，实现发动机和电机两个动力源的准确与协调控制。最后，试验结果表明：所提出的模型预测分层控制系统在提
高队列中车辆的跟踪能力的同时，明显改善了车辆的燃油经济性和乘坐舒适性。
关键词：智能网联混合动力汽车；队列；模型预测控制；燃油经济性；协同控制
ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄＣｏｎｎｅｃｔｅｄ
ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｓＰｌａｔｏｏｎｉｎｇ
ＧｕｏＪｉｎｇｈｕａ１，２，ＷａｎｇＢａｎ１，２，ＷａｎｇＪｉｎｇｙａｏ１，２，ＬｕｏＹｕｇｏｎｇ３＆ＬｉＫｅｑｉａｎｇ
３１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ ３６１００５；
２ ＳｈｅｎｚｈｅｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０００；
３ ＳｃｈｏｏｌｏｆＶｅｈｉｃｌｅａｎｄＭｏｂｉｌｉｔｙ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｎｅｃｔｅｄｈｙ ｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ（ＩＣＨＥＶｓ）ｐｌａｔｏｏｎｉｎｇｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓａｆｅｔｙ，ｆｕｅｌｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎｄｒｉｄｉｎｇｃｏｍｆｏｒｔ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｄｙ ｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｍｕｌｔｉ ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｕｐｌｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩＣＨＥＶｓｐｌａｔｏｏｎｉｎｇ．Ｔｈｅｎ，ａｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＨＭＰＣ）ｆｏｒＩＣＨＥＶｓｐｌａｔｏｏｎｉｎｇｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｃｏｎｓｉｄ ｅｒｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒａｎｄｄｉｓｃｒｅｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩＣＨＥＶｓｐｌａｔｏｏｎｉｎｇ．Ｔｈｅｕｐｐｅｒｌａｙｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂｕｉｌｄｓａｒｏｂｕｓｔｐｒｅ ｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｍｏｄｅｌｍｉｓｍａｔｃｈｃａｕｓｅｄｂｙｐａｒａｍｅｔｅｒｅｒｒｏｒｓｏｒｖｅｈｉｃｌｅｄｙ ｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃｈａｎｇｅｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｏａｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｍｕｌｔｉ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓａｆｅｔｙ，ｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎｄｃｏｍｆｏｒｔａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｏｎｌ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ；ｐｌａｔｏｏｎｉｎｇ；ｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；
ｆｕｅｌｅｃｏｎｏｍｙ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌ
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