[发明专利]具有稳定性主动控制的自适应巡航系统及控制方法

权利要求书

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，用于对路面附着系数的预估；

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跟车距离；

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；

该系统的控制方法，包括：

S1、通过数字地图采集前方道路信息，建立弯道模型；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；

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；目标车辆相对于本车辆的距离和方位角为：

ds_y＝ds·sinθ

ds_x＝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、ds_x为目标检测距离在传感器坐标系中的x方向的分量、ds_y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为目标车辆行驶轨迹的曲率半径、ρ_offset为目标车辆到本车道的径向距离；所述二次型量化纵向跟踪性能子目标包括指标L_L0:

式中，w_Δv、w_Δd、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；a_xdes为期望纵向加速度；

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；所述二次型量化横向稳定目标包括指标L_La:

式中，ω_r为横摆角速度；β为质心侧偏角；ω_rN为期望的横摆角速度，β_N为期望的质心侧偏角；w_Δβ、为权系数；

S9、设定本车车速v＝min(v₁,v₂)。