[发明专利]增程式分布驱动电动车辆避撞优化控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种增程式分布驱动电动车辆避撞优化控制系统及控制方法，该控制系统包括环境感知模块、避障路径规划模块、多目标避撞路径跟踪优化控制模块及增程式分布驱动电动车辆。各模块的主要功能包括：环境感知模块探测得到障碍物信息以及车辆自身状态，避障路径规划模块规划出动态安全避撞路径，多目标避撞路径跟踪优化控制模块根据路径跟踪精度及纵向冲击度要求，采用结合径向基神经网络的模型预测控制方法决策转向盘转角与驱/制动力矩以完成路径跟踪，实现对车辆的避撞控制。与现有技术相比，本发明具有能够在保障路径跟踪精度与车辆稳定性的同时提高避撞车辆安全性与驾驶员舒适度等优点。

技术领域

本发明涉及汽车先进驾驶辅助技术领域，尤其是涉及一种考虑纵向冲击度的增程式分布驱动电动车辆避撞多目标优化控制系统及控制方法。

背景技术

智能汽车融合现代通信与网络技术，并搭载先进的车载传感器、控制器以及执行器，具有复杂环境感知、智能决策与协同控制等功能，可综合提高车辆的安全性、舒适性及能量经济性。

近年来，碰撞在高速公路交通事故中的比重居高不下，其中约40％为车辆追尾碰撞、20％为车辆与静止物体碰撞，近一半的驾驶员在危险情况下采取了避撞动作，但仍无法避免交通事故。因此实现避撞工况下智能汽车安全稳定控制是智能汽车技术发展的必由之路。

智能汽车驾驶辅助技术的发展可以提高车辆避撞工况下的行驶安全性。然而，目前的避撞路径跟踪控制方法大多以保障避撞过程安全性为主，对驾驶员主观感受考虑较少，且鲜有结合车辆动力传动系统及底盘控制系统进行具体分析。专利号CN107878453A公开了一种躲避动障碍物的汽车避撞一体式控制方法，该方法实时优化车辆避撞时前轮转角和车轮滑移率，并通过电动助力转向力矩补偿模块，减小转向盘突变力矩，实现人机和谐的车辆避撞。该方法考虑了避撞过程中驾驶员对转向盘力矩突变的可接受程度，但没有考虑制动系统在避撞时产生的冲击度变化对驾乘舒适度的影响。专利号CN105676643A公开了一种智能车辆转向和制动自适应协调控制方法，该方法采用反步滑模控制技术实现车辆对期望避撞路径和制动速度的精确跟踪控制，考虑了车辆转向和制动之间的耦合关系，但缺乏对避撞过程驾乘舒适度的考虑。

综上，现有的车辆避撞控制方法对车辆驾乘舒适度考虑不足，在车辆避撞过程中常产生较大的纵向冲击度。这一方面会引起驾驶员恐慌，极易引发驾驶员误操作并导致交通事故；另一方面会降低驾驶员对驾驶辅助系统的信任度，减少驾驶辅助系统的使用率，故仅仅考虑避撞安全性的车辆避撞路径跟踪控制方法已无法满足智能汽车技术发展的需求。此外，搭载分布增程式动力传动系统和线控底盘的增程式分布驱动电动车辆，作为现阶段一种较为理想的车辆结构型式，已得到关注与研发：一方面，由于动力电池技术的制约，其在续驶里程方面具有明显的优势，且具有多种驱动模式可进一步提高整车的能量经济性；另一方面，AFS系统和线控液压制动系统技术已较为成熟并得到了广泛的应用。因此，提供一种考虑纵向冲击度的增程式分布驱动电动车辆避撞多目标优化控制系统及方法，是智能汽车发展过程中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够在保障路径跟踪精度与车辆稳定性的同时提高避撞车辆安全性与驾驶员舒适度的增程式分布驱动电动车辆避撞优化控制系统及控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种增程式分布驱动电动车辆避撞优化控制系统，其特征在于，所述的控制系统包括：

环境感知模块，用于获取车辆行驶环境中障碍物信息和车辆自身运动状态，并将信息传送给避障路径规划模块与多目标避撞路径跟踪优化控制模块；

避障路径规划模块，根据环境感知模块输出的车辆自身状态信息、障碍物及周边环境信息，实时动态规划车辆安全避撞路径及安全速度，并将其作为控制目标传送给多目标避撞路径跟踪优化控制模块；