半挂汽车列车紧急避撞轨迹跟踪控制算法*
2022-08-04李道飞查安飞张家杰
汽车工程 2022年7期
李道飞,查安飞,徐 彪,张家杰
(浙江大学动力机械及车辆工程研究所,杭州 310027)
前言
半挂汽车列车已成为我国公路物流的主力车型类别,但由于总质量大、质心高、载荷变化范围广等因素,由其引发的交通事故常造成重大伤亡和经济损失。为实现交通零伤亡愿景,提高半挂汽车列车的主动安全性能十分必要。
在乘用车领域,已有不少针对紧急避撞的轨迹规划与跟踪控制研究,制动避撞、转向避撞或联合避撞等技术已得到量产应用。然而,包括半挂汽车列车在内的商用车领域,当前的紧急避障辅助系统的装配率不高,且主要采用制动方式实现。郭祥靖等基于神经网络,结合驾驶员制动经验对半挂汽车列车紧急制动进行了研究;冯瑶针对半挂汽车列车设计了预测性紧急制动算法,根据行驶工况紧急程度建立分级预警机制和安全距离模型,结合本车状态和预警信息计算避撞所需的期望减速度,采用滑模方法进行制动控制。
乘用车紧急避撞研究已表明,考虑转向的策略可在距离更短、更紧急的工况下实现有效避撞。然而,目前商用车领域采用转向来实现紧急避撞的研究和应用仍较少见,这主要是因为商用车使用条件复杂多变,而算力有限的传统控制器平台中,如算法未考虑轮胎力、侧向加速度等稳定性约束,其轨迹跟踪控制存在性能稳定和可靠方面的较大挑战。例如,Morrison 等对重型铰接车辆的紧急制动和转向进行了研究,提出了一种减小滑移率需求,以保证在紧急制动过程中可正常转向的算法,但未考虑转向时车辆可能发生的折叠失稳。……
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