【摘 要】
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随着汽车工业逐步迈入智能化时代,消费者更加青睐具有智能辅助功能的汽车产品。其中,以避免追尾碰撞事故发生的AEB系统深受广大消费者喜爱。商用车是支撑我国国民经济发展的重要交通运输工具,但目前国内AEB系统的研究主要面向乘用车,相比之下商用车AEB系统的研究则进展缓慢。因此,深入开展商用车AEB系统的研究将降低其碰撞事故中带来的人员与财产损失,促进商用车智能化快速发展。本文以国内外AEB系统研究成果为
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随着汽车工业逐步迈入智能化时代,消费者更加青睐具有智能辅助功能的汽车产品。其中,以避免追尾碰撞事故发生的AEB系统深受广大消费者喜爱。商用车是支撑我国国民经济发展的重要交通运输工具,但目前国内AEB系统的研究主要面向乘用车,相比之下商用车AEB系统的研究则进展缓慢。因此,深入开展商用车AEB系统的研究将降低其碰撞事故中带来的人员与财产损失,促进商用车智能化快速发展。本文以国内外AEB系统研究成果为基础,面向中型商用车AEB系统的预警与制动控制策略的研究。主要内容如下:首先,以车辆系统动力学和控制理论为基础,在TruckSim中建立商用车整车动力学模型。基于雷达系统环境感知理论,调整商用车毫米波雷达参数及车体安装位置,同时搭建AEB系统仿真动画场景,为后续控制策略的仿真验证提供支撑。之后为了避免车辆制动驱动同时存在的不协调现象,深入分析车辆驱动系统与制动系统,构建车辆节气门控制模型与车辆逆纵向动力学模型,在此基础上设计节气门控制与车辆制动压力模型的状态切换逻辑开关,从而实现车辆纵向运动控制。其次,针对中型商用车预警时机过早引起驾驶员反感,或者预警时机过晚,驾驶员采取了制动措施但仍不能避免碰撞的问题。以驾驶员反应时间及车辆制动过程时间为依据,确定预警时机阀值TTCw,提出基于自车车速与TTCw阈值结合的分速分时预警方案。同时,针对中型商用车在制动过程中存在高速制动时机过迟,低速制动时机过早的问题。深入分析了安全距离模型和商用车AEB系统建模准则,提出基于TTC阈值与速度区间匹配的分级制动方案,并进一步确立了制动方式与制动减速度。然后,基于分层控制理论的思想,设计了上层控制器与下层控制器统一的A EB系统控制模型。其中包括基于有限状态机的上层控制器设计,通过将TTC阀值与速度区间值对应,实现预警时机和制动时机与制动减速度的上层信号输出。再者,针对车辆系统动力学模型具有强耦合性,多变量及强非线性等特点,传统PID控制器参数在复杂系统下难以精确获得,而粒子群算法整定PID控制器参数具有搜索速度快,全局寻优能力强,效率高等优势。因此,设计了基于粒子群算法优化PID控制器参数的下层控制器。进一步比较了 PID控制器与粒子群PID控制器对汽车制动减速跟随的效果,验证了粒子群PID控制器的有效性及优越性。最后,依据《JT/T 1242-2019营运车辆自动紧急制动系统性能要求和测试》和《商用车自动紧急制动系统(AEBS)后装技术规范和性能测试要求》中规定的相关测试工况对所提出的商用车AEB系统控制策略进行仿真分析验证。结果表明,该商用车AEB系统的预警策略和制动策略均能有效执行,满足了车辆主动制动减速和避免碰撞的功能需求。图[79]表[9]参[63]
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