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随着汽车技术的迅猛发展,车道保持系统在车辆主动安全技术领域扮演着越来越关键的角色。基于电动转向的车道保持系统由于结构简单、零部件数量少,具有较强的实用性,便于推广使用。针对电动转向系统与车道保持系统的特点及不同要求,本文建立了基于电动转向的车道保持系统总体结构,对包括协调控制在内的相关控制算法进行了研究。本文提出基于电动转向的车道保持系统分层控制结构。上层为车道保持协调控制层,根据跨道时间判断车辆是否有偏离车道的危险,根据转矩信号判断驾驶员操作状态,之后综合车道偏离信息与驾驶员操作信息制定车道保持协调控制命令;中层为主动转向和助力转向功能控制层,依据上层控制器制定的指令制定主动转向和助力转向控制命令,其中主动转向为转角闭环控制,助力转向为电流闭环控制;下层为硬件实现层,由电动转向系统来实现主动转向与助力转向控制命令。为了验证所设计的车道保持协调控制策略,设计了基于电动转向的车道保持系统仿真平台。仿真模型包括驾驶员模型、整车模型、轮胎模型、电动转向系统模型、跨道时间计算模型及辅助模式判断模型等。根据车速与车道中心线轨迹的不同设计了六种仿真工况。针对不同的仿真工况进行仿真,分析仿真进行过程中跨道时间、方向盘转角、电机电压及车辆质心轨迹等车辆相关参数的变化趋势。仿真结果表明,所设计的车道保持协调控制算法具有较好的协调控制效果,能够满足预期设计目标。在仿真分析的基础上,对实验平台车辆进行了电动转向系统改造,开发了电机驱动电路以及相应的基于dSPACE系统的RCP模型。在此基础上,通过主动转向实验与助力转向实验分别验证了主动转向与助力转向基本功能。为了验证所设计的车道保持协调控制算法的控制效果,分别进行硬件在环实验与实车道路实验,实验结果表明,所设计的控制算法能够协调电动转向系统作为车道保持系统执行部件与常规助力转向部件之间的关系,同时能够保证车辆行驶过程中始终处于车道内,提高了车辆行驶过程中的安全性。