[發明專利]增程式分布驅動電動車輛避撞優化控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011010731.6
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112109705A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 趙治國;胡昊銳;王鵬;梁凱沖;陳曉蓉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B60W30/095
• 分類號: B60W30/095
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種增程式分布驅動電動車輛避撞優化控制系統及控制方法，該控制系統包括環境感知模塊、避障路徑規劃模塊、多目標避撞路徑跟蹤優化控制模塊及增程式分布驅動電動車輛。各模塊的主要功能包括：環境感知模塊探測得到障礙物信息以及車輛自身狀態，避障路徑規劃模塊規劃出動態安全避撞路徑，多目標避撞路徑跟蹤優化控制模塊根據路徑跟蹤精度及縱向沖擊度要求，采用結合徑向基神經網絡的模型預測控制方法決策轉向盤轉角與驅/制動力矩以完成路徑跟蹤，實現對車輛的避撞控制。與現有技術相比，本發明具有能夠在保障路徑跟蹤精度與車輛穩定性的同時提高避撞車輛安全性與駕駛員舒適度等優點。

技術領域

本發明涉及汽車先進駕駛輔助技術領域，尤其是涉及一種考慮縱向沖擊度的增程式分布驅動電動車輛避撞多目標優化控制系統及控制方法。

背景技術

智能汽車融合現代通信與網絡技術，并搭載先進的車載傳感器、控制器以及執行器，具有復雜環境感知、智能決策與協同控制等功能，可綜合提高車輛的安全性、舒適性及能量經濟性。

近年來，碰撞在高速公路交通事故中的比重居高不下，其中約40％為車輛追尾碰撞、20％為車輛與靜止物體碰撞，近一半的駕駛員在危險情況下采取了避撞動作，但仍無法避免交通事故。因此實現避撞工況下智能汽車安全穩定控制是智能汽車技術發展的必由之路。

智能汽車駕駛輔助技術的發展可以提高車輛避撞工況下的行駛安全性。然而，目前的避撞路徑跟蹤控制方法大多以保障避撞過程安全性為主，對駕駛員主觀感受考慮較少，且鮮有結合車輛動力傳動系統及底盤控制系統進行具體分析。專利號CN107878453A公開了一種躲避動障礙物的汽車避撞一體式控制方法，該方法實時優化車輛避撞時前輪轉角和車輪滑移率，并通過電動助力轉向力矩補償模塊，減小轉向盤突變力矩，實現人機和諧的車輛避撞。該方法考慮了避撞過程中駕駛員對轉向盤力矩突變的可接受程度，但沒有考慮制動系統在避撞時產生的沖擊度變化對駕乘舒適度的影響。專利號CN105676643A公開了一種智能車輛轉向和制動自適應協調控制方法，該方法采用反步滑模控制技術實現車輛對期望避撞路徑和制動速度的精確跟蹤控制，考慮了車輛轉向和制動之間的耦合關系，但缺乏對避撞過程駕乘舒適度的考慮。

綜上，現有的車輛避撞控制方法對車輛駕乘舒適度考慮不足，在車輛避撞過程中常產生較大的縱向沖擊度。這一方面會引起駕駛員恐慌，極易引發駕駛員誤操作并導致交通事故；另一方面會降低駕駛員對駕駛輔助系統的信任度，減少駕駛輔助系統的使用率，故僅僅考慮避撞安全性的車輛避撞路徑跟蹤控制方法已無法滿足智能汽車技術發展的需求。此外，搭載分布增程式動力傳動系統和線控底盤的增程式分布驅動電動車輛，作為現階段一種較為理想的車輛結構型式，已得到關注與研發：一方面，由于動力電池技術的制約，其在續駛里程方面具有明顯的優勢，且具有多種驅動模式可進一步提高整車的能量經濟性；另一方面，AFS系統和線控液壓制動系統技術已較為成熟并得到了廣泛的應用。因此，提供一種考慮縱向沖擊度的增程式分布驅動電動車輛避撞多目標優化控制系統及方法，是智能汽車發展過程中亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能夠在保障路徑跟蹤精度與車輛穩定性的同時提高避撞車輛安全性與駕駛員舒適度的增程式分布驅動電動車輛避撞優化控制系統及控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種增程式分布驅動電動車輛避撞優化控制系統，其特征在于，所述的控制系統包括：

環境感知模塊，用于獲取車輛行駛環境中障礙物信息和車輛自身運動狀態，并將信息傳送給避障路徑規劃模塊與多目標避撞路徑跟蹤優化控制模塊；

避障路徑規劃模塊，根據環境感知模塊輸出的車輛自身狀態信息、障礙物及周邊環境信息，實時動態規劃車輛安全避撞路徑及安全速度，并將其作為控制目標傳送給多目標避撞路徑跟蹤優化控制模塊；