基于电动助力转向控制的先进辅助车道变换系统开发

基于电动助力转向控制的先进辅助车道变换系统开发

提出了一种先进辅助车道变换（ALCA）系统的综合控制算法，该控制算法是为了避免车辆碰撞且在驾驶员转向变换车道可能发生碰撞风险的情况下使车辆返回原始车道。为改善原来的辅助车道变换系统，使用以前积累的位置数据和当前的传感器信息估计和形成目标车辆的历史行驶轨迹，利用该历史轨迹准确地计算目标车辆的侧向偏差，而采用所提出方法估计侧向偏差在1μm范围内。使用目标车辆的纵向相对距离和侧向相对距离及其历史轨迹和碰撞时间（TTC）改善车辆辅助车道变换算法。

为与ALCA系统的算法相一致，利用上部控制器确定系统控制开关的状态和目标横摆率。计算目标横摆率，以避免车道变换过程中目标车辆与后侧车辆发生碰撞。开发相应控制策略使电子稳定性控制（ESC）系统最大限度地利用道路摩擦，尽可能地减少ESC系统所需的转向输入。应用最优控制算法追踪目标横摆率并调节车辆到目标车道的安全区域内。利用下部控制器将ESC系统和电动助力转向（EPS）系统作为制动器以追踪目标横摆率，只激活EPS系统调节车辆使车辆返回到原始车道中。为ALCA系统确定ESC系统的目标横摆率约为2°～2.5°/s，根据不同行驶情况，研究ESC系统的横摆率以降低车辆振动造成的干扰。开发两种不同的制动控制器，使其分别使用于典型的普通路面和打滑路面。利用转向角控制器使车辆达到目标转向角度。根据目标横摆率和测量横摆率之间的差值检测跟踪算法的鲁棒性。转向刚度的精确度主要影响动态控制器的鲁棒性。测试结果表明，该系统能有效地避免车辆发生碰撞。

在实车上安装ALCA系统，在只有转向辅助控制和集成控制两种情况下进行试验。试验结果表明，相比只有转向辅助系统的车辆，采用该系统的车辆能够减轻约20%的转向力。

刊名：J Automobile Engineering（英）

刊期：2015年第228期

作者：Manbok Park et al

编译：赵唤