基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制的先進(jìn)輔助車道變換系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

基于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制的先進(jìn)輔助車道變換系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

提出了一種先進(jìn)輔助車道變換（ALCA）系統(tǒng)的綜合控制算法，該控制算法是為了避免車輛碰撞且在駕駛員轉(zhuǎn)向變換車道可能發(fā)生碰撞風(fēng)險(xiǎn)的情況下使車輛返回原始車道。為改善原來(lái)的輔助車道變換系統(tǒng)，使用以前積累的位置數(shù)據(jù)和當(dāng)前的傳感器信息估計(jì)和形成目標(biāo)車輛的歷史行駛軌跡，利用該歷史軌跡準(zhǔn)確地計(jì)算目標(biāo)車輛的側(cè)向偏差，而采用所提出方法估計(jì)側(cè)向偏差在1μm范圍內(nèi)。使用目標(biāo)車輛的縱向相對(duì)距離和側(cè)向相對(duì)距離及其歷史軌跡和碰撞時(shí)間（TTC）改善車輛輔助車道變換算法。

為與ALCA系統(tǒng)的算法相一致，利用上部控制器確定系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和目標(biāo)橫擺率。計(jì)算目標(biāo)橫擺率，以避免車道變換過(guò)程中目標(biāo)車輛與后側(cè)車輛發(fā)生碰撞。開(kāi)發(fā)相應(yīng)控制策略使電子穩(wěn)定性控制（ESC）系統(tǒng)最大限度地利用道路摩擦，盡可能地減少ESC系統(tǒng)所需的轉(zhuǎn)向輸入。應(yīng)用最優(yōu)控制算法追蹤目標(biāo)橫擺率并調(diào)節(jié)車輛到目標(biāo)車道的安全區(qū)域內(nèi)。利用下部控制器將ESC系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)作為制動(dòng)器以追蹤目標(biāo)橫擺率，只激活EPS系統(tǒng)調(diào)節(jié)車輛使車輛返回到原始車道中。為ALCA系統(tǒng)確定ESC系統(tǒng)的目標(biāo)橫擺率約為2°～2.5°/s，根據(jù)不同行駛情況，研究ESC系統(tǒng)的橫擺率以降低車輛振動(dòng)造成的干擾。開(kāi)發(fā)兩種不同的制動(dòng)控制器，使其分別使用于典型的普通路面和打滑路面。利用轉(zhuǎn)向角控制器使車輛達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)向角度。根據(jù)目標(biāo)橫擺率和測(cè)量橫擺率之間的差值檢測(cè)跟蹤算法的魯棒性。轉(zhuǎn)向剛度的精確度主要影響動(dòng)態(tài)控制器的魯棒性。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能有效地避免車輛發(fā)生碰撞。

在實(shí)車上安裝ALCA系統(tǒng)，在只有轉(zhuǎn)向輔助控制和集成控制兩種情況下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，相比只有轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的車輛，采用該系統(tǒng)的車輛能夠減輕約20%的轉(zhuǎn)向力。

刊名：J Automobile Engineering（英）

刊期：2015年第228期

作者：Manbok Park et al

編譯：趙喚