[發明專利]電動汽車信息物理融合自動緊急制動控制系統及設計方法

有效

• 申請號: 202110233396.4
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112596397B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 曹萬科;楊夢超;李建威;何洪文
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;B60T7/12
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 宋紅賓

本發明涉及電動汽車自動緊急制動技術領域，具體為一種電動汽車信息物理融合自動緊急制動控制系統及設計方法，該系統運用信息物理融合結構，通過各模塊的連接配合，巧妙結合了自動緊急制動策略系統的分層結構。以路面附著變化與網絡誘導延時擾動為例，對自動緊急制動過程中物理空間和信息空間中的擾動進行估計和抑制，減少其對自動緊急制動性能的影響，從而提高自動緊急制動過程的實時性、安全性與穩定性。本發明也提供了系統的設計方法，分為多擾動估計與多擾動抑制兩步驟，并針對網絡系統網絡誘導延時擾動處理問題，提出了通過延時分析和延時魯棒控制算法兩步，給自動緊急制動系統擾動處理問題提供了可靠的方法論。

技術領域

本發明涉及電動汽車自動緊急制動技術領域，具體為電動汽車信息物理融合自動緊急制動控制系統及設計方法。

背景技術

自動駕駛技術作為未來汽車的主流發展方向獲得了人們的極大重視，作為L1級別的自動駕駛技術，自動緊急制動技術屬于涉及自動駕駛最基本的行車安全保證功能的強實時性要求技術，同時隨著對汽車自動駕駛安全技術穩定性與實時性要求的不斷提高，研究物理空間與網絡空間中影響自動緊急制動性能的擾動因素已經成為主動安全技術發展趨勢和迫切要求。并且，由于物理空間與網絡空間中擾動會對自動緊急制動系統造成不同類型的影響，產生不同類型的惡劣結果，因此，單獨考慮物理空間與網絡空間中的擾動都十分片面，必須將物理空間與網絡空間中的擾動統一考慮。

以物理空間中路面附著系數擾動與網絡空間中網絡誘導延時兩擾動為例，物理空間中路面附著系數擾動可能會使自動緊急制動過程中輪胎的附著力達到飽和，很難獲得正確的制動門限時間與門限制動減速度，而網絡空間中延時擾動則可能會引起系統中信號的不穩定，影響車輛制動效果，兩種擾動都可能會導致造成緊急制動失敗，甚至可能會出現車輛打滑和輪胎抱死等惡劣工況。I. Koglbaue等在文獻(Autonomous emergency brakingsystems adapted to snowy road conditions improve drivers' perceived safetyand trust，Traffic injury prevention，2018.）中指出：在具有附著系數擾動的高低兩種路面情況下，測試駕駛員認為非自適應路面情況的自動緊急制動策略不夠安全，而自適應路面情況的自動緊急制動系統可以提高測試駕駛員的安全感和信任度。Z. Shuai等在文獻(Combined AFS and DYC control of four-wheel- independent-drive electricvehicles over CAN network with time-varying delays, IEEE transactions onvehicular technology, 2014.)中指出了網絡誘導延時會使直接橫擺力偶矩控制輸入信號抖動、振蕩，甚至會使車輛失穩，他們通過魯棒控制方法抑制了系統中延時擾動對系統控制的影響。然而，對于自動緊急制動系統，物理空間中路面附著系數擾動與網絡空間中延時兩種擾動并沒有得到統一考慮，其相應的綜合處理方案仍然是一項技術空缺。

申請號為CN 104670191 A的發明專利公開了一種可以隨路面附著系數變化的自動緊急制動方法與裝置，其可以根據路面附著系數來改變目標減速度。雖然其將環境中路面附著擾動的影響做了抑制處理，但沒有將物理空間中路面附著擾動和網絡空間中延時擾動綜合考慮，在汽車電子電氣架構越來越完善和復雜的情況下，仍舊無法在系統中網絡延時擾動影響下達到比較理想的自動緊急制動效果。

發明內容