基于電動助力轉向控制的先進輔助車道變換系統(tǒng)開發(fā)

提出了一種先進輔助車道變換（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向變換車道可能發(fā)生碰撞風險的情況下使車輛返回原始車道。為改善原來的輔助車道變換系統(tǒng)，使用以前積累的位置數(shù)據(jù)和當前的傳感器信息估計和形成目標車輛的歷史行駛軌跡，利用該歷史軌跡準確地計算目標車輛的側向偏差，而采用所提出方法估計側向偏差在1μm范圍內(nèi)。使用目標車輛的縱向相對距離和側向相對距離及其歷史軌跡和碰撞時間（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)控制開關的狀態(tài)和目標橫擺率。計算目標橫擺率，以避免車道變換過程中目標車輛與后側車輛發(fā)生碰撞。開發(fā)相應控制策略使電子穩(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)所需的轉向輸入。應用最優(yōu)控制算法追蹤目標橫擺率并調節(jié)車輛到目標車道的安全區(qū)域內(nèi)。利用下部控制器將ESC系統(tǒng)和電動助力轉向（EPS）系統(tǒng)作為制動器以追蹤目標橫擺率，只激活EPS系統(tǒng)調節(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造成的干擾。開發(fā)兩種不同的制動控制器，使其分別使用于典型的普通路面和打滑路面。利用轉向角控制器使車輛達到目標轉向角度。根據(jù)目標橫擺率和測量橫擺率之間的差值檢測跟蹤算法的魯棒性。轉向剛度的精確度主要影響動態(tài)控制器的魯棒性。測試結果表明，該系統(tǒng)能有效地避免車輛發(fā)生碰撞。

在實車上安裝ALCA系統(tǒng)，在只有轉向輔助控制和集成控制兩種情況下進行試驗。試驗結果表明，相比只有轉向輔助系統(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