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原文传递具有稳定性主动控制的自适应巡航系统及控制方法

专利名称：	具有稳定性主动控制的自适应巡航系统及控制方法
摘要：	本发明公开了具有稳定性主动控制的自适应巡航系统及控制方法，涉及汽车控制技术领域，包括：道路信息与导航模块、毫米波雷达模块、路面附着系数估计模块、最小安全跟车车距模块、弯道最高车速计算模块、ESC模块和车速自适应控制算法模块。同时还涉及一种基于上述系统的控制方法，在汽车弯道行驶时，自适应巡航控制不但要满足车辆纵向跟踪性，同时考虑横向稳定性的主动控制，将其作为车速控制的影响因素之一，尽量减少ESC系统对稳定性的被动控制，提升转向行驶的安全性，降低能量消耗。控制方法基于车辆动力学，不但考虑了车辆在入弯时的轴荷转移、路面附着状态等，为弯道行驶及跟车时的最小安全车距及安全车速的计算提供理论计算依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	李玉芳;倪铭;赵万忠
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201811485340.2
公开号：	CN109733398A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	贺翔
分类号：	B60W30/16(2012.01);B;B60;B60W;B60W30
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.具有稳定性主动控制的自适应巡航系统，其特征在于，包括：道路信息与导航模块，用于获取车辆位置与前方道路信息；毫米波雷达模块，用于获取前方车辆的车速、车距、方向角数据信息；路面附着系数估计模块，用于对路面附着参数的预估；最小安全跟车车距模块，用于自适应调整车辆在不同车速、不同路面附着系数下的最小安全距离；弯道最高车速计算模块，用于计算在当前路面附着系数下对应弯道半径所能达到的最高安全车速； ESC模块，用于实时估计本车的质心侧偏角与横摆角速度的大小；车速自适应控制模块，用于判断车辆在弯道半径下的最高安全车速v1，以及满足本车与目标车辆的安全距离的最高车速v2，取v1、v2的较小值作为运行车速。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述毫米波雷达模块获取的所述数据信息，每隔一个采样时间获取相应的点迹，通过多项式对所述数据信息进行拟合，判断前方车辆的行驶轨迹与本车是否处于同一个车道。 3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ESC模块保持基于制动力的稳定性被动控制，所述ESC模块将估计的横摆角速度ωr和质心侧偏角β值与期望的ωrN和βN的差的绝对值进行比较，判断\|ωr-ωrN\|和\|β-βN\|的误差是否在一定范围内，当误差超过范围，则对本车进行减速。 4.具有稳定性主动控制的自适应巡航控制方法，其特征在于，包括： S1、通过数字地图采集前方道路信息，建立弯道模型； S2、采集目标车辆相对于本车的距离和方位角，并设定二次型量化纵向跟踪性能子目标； S3、判断目标车辆与本车横向距离是否超过预期，若超过预期，执行S5，若不超过预期，执行S4； S4、比较目标车辆与本车的安全距离，控制本车的车速； S5、将不同路面附着条件下不同车速所对应的最小制动距离记录下来，制作最小安全跟车距离的二维查找表，同时在车辆行驶时实时对本车的路面附着系数进行估算，根据估算的结果进行查表，得到最小安全跟车距离； S6、对最小安全跟车距离和本车设定的跟车距离进行比较，若本车设定的跟车距离小于最小安全跟车距离，将最小安全跟车距离标定为本车设定的跟车距离； S7、根据弯道模型中提供的弯道半径，计算本车所处弯道最高安全车速，即弯道半径下的最高车速v1； S8、建立本车的二自由度车辆模型的横向动力学模型和二次型量化横向稳定目标，调节本车车速，满足二次型量化横向稳定目标，得到满足稳定性条件和目标车辆安全距离的车速v2； S9、设定本车车速v＝min(v1,v2)。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述弯道模型为： C(l)＝C0+C1·l C0，C1分别表示弯道的曲率及其变化率，l表示弯道自身的长度。 6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述本车的距离和方位角为： dsy＝ds·sinθ dsx＝ds·cosθ 其中，ds为目标检测距离、θ为目标相对传感器坐标系方位角、dsx为目标检测距离在传感器坐标系中的x方向的分量、dsy目标检测距离在传感器坐标系中y方向的分量、ρ为本车行驶轨迹的曲率半径、ρ1为目标车行驶轨迹的曲率半径、ρoffset为目标车到本车道的径向距离。 7.根据权利要求4-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述二次型量化纵向跟踪性能子目标包括指标LL0: 式中，wΔv、wΔd、为权系数；Δv、Δd为所述目标车辆和本车的相对速度和相对距离；axdes为期望纵向加速度。 8.根据权利要求4-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述二自由度车辆模型的横向动力学模型：式中，kαf和kαr分别为本车前后轮的侧偏刚度调节系数；Cf和Cr分别为本车前后轮的侧偏刚度；lf和lr分别为车头、车尾距质心的距离；m为汽车质量；vx为汽车的纵向速度；Iz为汽车绕z轴的转动惯量；δ为前轮转向角；Mzdes为期望横摆力矩。 9.根据权利要求4-8任意一项所述的方法，其特征在于，所述二次型量化横向稳定目标包括指标LLa: 式中，wΔβ、为权系数。 10.根据权利要求4-9任意一项所述的方法，其特征在于，弯道半径下的最高车速vmax为：式中，aymax最大横向加速度，单位为m/s2、ρ为所处弯道的曲率，单位为1/m。
所属类别：	发明专利