[发明专利]一种车辆的自适应巡航滑模控制方法

说明书

本发明公开了一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，包括以下步骤：根据主车与目标车数据构建坐标系；根据坐标系进行控制区域划分；设定滑模控制面的切换函数和趋近率；进行各个控制区域的参数设置；计算各控制区域的加减速度；优化区域划分并进行加减速度调整。上述技术方案采用滑模控制的自适应巡航兼顾了快速响应和鲁棒性的要求，并不依赖于非线性系统模型，设计的滑模运动坐标系，覆盖了时距控制的所有工况，坐标系的区域分区和不同分区的参数设置适配了不同区域的物理特性，Follow区域的设定和计算方式在一定程度上避免了滑模控制抖振现象，各个分区的权重计算方式，使得各个区域的切换面上更加平滑顺畅。

技术领域

本发明涉及汽车主动安全技术领域，尤其涉及一种车辆的自适应巡航滑模控制方法。

背景技术

汽车主动安全技术愈发被重视和发展，自适应巡航控制作为主动安全技术领域中非常重要的一项功能，在传统定速巡航基础上结合了车距保持功能，利用车载雷达和前视摄像头探测前方行驶环境，能够在特定情况下取代驾驶员对刹车踏板和油门的控制，有效缓解驾驶员长期驾驶的疲劳问题，大幅度提高驾驶舒适性和安全性。

目前自适应巡航控制技术已发展较为成熟，能够实现定速和定时距的行车控制。针对自适应巡航控制的研究，主要集中在以下几个方向：一是环境感知，及目标选择和跟踪，由于自适应巡航对传感器(毫米波雷达，摄像头，激光雷达)采集的前方路况，目标信息有很大程度依赖性，因此提高传感器识别路况或目标精度会大大提高控制精度；二是对驾驶员行为特性研究，自适应巡航控制特性和驾驶员跟车特性的符合程度直接影响驾驶员驾乘感受，与之相关驾驶员行为特性包括驾驶员期望车距特性和动态跟车特性；三是对控制算法研究，控制多采用分层控制结构，上层控制重点描述驾驶员跟车行为特性，根据当前的行驶环境，以驾驶员跟车模型为依据，输出安全跟车的所需的期望加减速度，下层控制依据上层的期望加减速度，通过油门和制动来切换控制，使得车辆的实际加速度能够追踪期望加速度。因此上层控制算法计算的需求加速度尤为关键。并且主流电子车身稳定系统(ESC)端包含下层控制器，接受需求加减速和变化斜率即可。

自适应巡航系统的工作模式可以实现速度控制(定速巡航)和时距控制(车距保持)，定速巡航即无目标前车时按照设定的速度跟随行驶，时距控制根据行车工况不同，分为稳态跟车，前车急减速，前车急加速，旁车切入，前车切出，远处接近前车，主动避撞等工况，要求自适应巡航上层控制策略在各个工况之间切换时能快速响应，并输出合适的期望加减速度。

总的来说，自适应巡航的上层控制策略，要求在满足安全车距，加速度限值，前车加速度不可控，以及外界多种干扰的条件下，实现最佳跟踪控制性能和舒适性的要求。其中自适应巡航车辆的定速巡航和时距控制之间的，以及时距控制下各个工况之间的平滑过渡是控制的难点。

中国专利文献CN108437991A公开了一种“智能电动汽车自适应巡航控制系统及其方法”。采用了系统包括信息获取模块、工作模式选择模块、控制作用切换模块、期望力矩计算模块、转换器模块和执行器模块。提出安全距离控制策略、驱动/制动切换策略，采用基于神经模糊的反演滑模自适应巡航跟踪模式控制方法。上述技术方案难以对众多工况做到良好适配。

发明内容

本发明主要解决原有的技术方案难以对众多工况做到良好适配的技术问题，提供一种车辆的自适应巡航滑模控制方法，采用滑模控制的自适应巡航兼顾了快速响应和鲁棒性的要求，并不依赖于非线性系统模型，设计的滑模运动坐标系，覆盖了时距控制的所有工况，坐标系的区域分区和不同分区的参数设置适配了不同区域的物理特性，Follow区域的设定和计算方式在一定程度上避免了滑模控制抖振现象，各个分区的权重计算方式，使得各个区域的切换面上更加平滑顺畅。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

S1根据主车与目标车数据构建坐标系；

S2根据坐标系进行控制区域划分；

S3设定滑模控制面的切换函数和趋近率；