可变附着系数路面上的自动紧急制动避撞安全策略研究

针对路面条件变化时紧急制动系统易出现的制动时机决策失准问题,提出基于车辆运动学的动态决策增强安全模型的紧急制动策略。首先,依据目标车加减速状态细化工况,基于车辆速度与加速度建立动态决策安全模型,以提高极端工况下控制策略对车辆动态行驶速度的适应性。接着,以无迹卡尔曼滤波(UKF)算法连续辨识获得道路附着系数,通过系列道路条件下对实车和模型的制动性能试验建立路况与车辆减速能力的关系,根据道路条件实时更新模型依赖的极限减速度参数,进一步增强控制策略安全性和对动态道路条件的适应性。最后,通过附着系数连续多变路面工况试验和中国新车评价规程(C-NCAP)测试工况试验,对控制策略进行验证。结果表明,滤波算法具备精准的辨识效果;而自动紧急制动策略可在变化附着系数路面上实现对制动时机的准确决断。     

弯道行驶防侧滑预警与控制系统设计

弯道侧滑对汽车行驶安全性具有重要影响。为提高车辆在弯道行驶的安全性,文中设计一种弯道行驶防侧滑预警与控制系统。首先对汽车弯道行驶工况进行受力分析,提取弯道行驶安全影响因素;然后对预警与控制系统原理图进行设计,针对汽车侧滑时驾驶员反应时间不足及制动时安全性情况设计了预警安全系数及点刹制动两种方案;最后在控制成本和避免警报过多干预驾驶员驾驶行为的前提下对预警与控制系统模块进行设计及装置选型,采用车辆稳定性控制(DSC)系统现有传感器和预警声道由弱至强的方法实现预警和控制,使整个系统经济可行且适用性较强。     

基于实车测试的AEB系统测试评价方法研究

基于对实车自动紧急制动和前向碰撞预警功能的测试数据,研究了自动紧急制动(AEB)系统的测试评价方法。通过在碰撞点偏置、夜间环境、儿童和骑车人目标物、弯道等不同的测试场景中对AEB系统进行测试,分析各场景对AEB系统的自动紧急制动功能、前向碰撞预警功能和漏识别率的影响,并根据试验中AEB系统的碰撞时间(TTC)、制动减速度峰值、制动停止后距离等参数的变化情况,研究了使用各参数评价AEB系统的合理性和必要性。     

基于国外技术研究方法的弯道驾驶行为特征统计分析

为理解驾驶员行为特征,提高自动驾驶汽车的类人驾驶能力,借鉴国外研究成果,基于自然驾驶数据集,对驾驶员在弯道行驶过程中的行为特征开展了研究。选择车辆纵向速度、侧向加速度、横摆角速度和车速作为驾驶员行为特征,选择弯道曲率半径作为道路几何特征,利用车辆动力学原理进行弯道工况识别,通过核密度估计及相对熵对数据集特征参数分布的收敛性进行验证,并对弯道行驶过程中驾驶员行为特征及道路几何特征进行了统计分析。分析结果可以为设计具有类人操作特性的自动驾驶或驾驶辅助个性化系统提供数据支撑。     

桥面铺装层层间剪应变分析

为了分析桥面铺装层上下面层层间及桥面板与铺装层之间的剪应变变化规律,基于在试验路不同位置埋设传感器,分别采集在试验车超载-13%、超载0%、超载20%、超载40%等工况,与试验车以30 km/h、40 km/h、50 km/h等速度匀速行驶、紧急制动等工况组合的剪应变。并分析不同荷载、不同位置、匀速行驶及制动等工况的剪应变变化规律。结果表明超载和紧急制动工况下,各项剪应变显著增长,并且剪应变与荷载呈良好的线性相关关系。     

汽车电子稳定系统ESP的工作原理及应用

介绍汽车电子稳定系统ESP的工作原理、组成部件及其功能。ESP系统基于汽车翻转角速度、横向线加速度和偏转力矩等的测量值,不但能够纠正诸如翻转或者打滑等各种汽车不稳定行驶状态,而且能够显著提高汽车线内行驶的稳定性,缩短在弯道或湿滑路面上紧急制动时的制动距离等。     

汽车电子稳定系统分析

汽车电子稳定系统(ESP)能够纠正汽车的各种不稳定行驶状态,提高汽车线内行驶的稳定性,缩短在弯道或湿滑路面上紧急制动时的制动距离。文中分析了ESP系统的工作原理,介绍了其应用情况。     

双离合自动变速器特殊工况下换挡规律的智能在线修正研究

针对某装备6挡双离合自动变速器的车辆,制定了传统两参数综合换挡规律,并分析了在该换挡规律控制下,车辆行驶在城市拥挤道路、紧急制动、加速超车、弯道和坡道等特殊工况时出现不合理换挡现象的原因。为减少不合理的换挡,综合考虑行驶环境和驾驶员意图,采用模糊控制方法,提出了基于传统两参数换挡规律的在线修正换挡规律。最后通过AMESim-Simulink联合仿真,对比了传统换挡规律和在线修正换挡规律在上述特殊工况下的控制效果,验证了在线修正换挡规律的有效性。     

基于深度强化学习的分布式电驱动车辆扭矩分配策略

为在保证分布式电驱动车辆制动稳定性的前提下实现经济性的提升,提出了基于深度强化学习的分布式驱动前、后轴扭矩分配策略.在建立分布式电驱动车辆关键部件物理模型的基础上,基于车辆模型及制动稳定性约束,建立了基于深度强化学习的扭矩最优分配控制模型,并对传统固定比值的扭矩分配策略和所提出的策略进行了对比,结果表明:在新欧洲驾驶循...     

考虑预碰撞时间的自动紧急制动系统分层控制策略研究

为提升汽车的主动安全,对车辆自动紧急制动系统控制策略进行研究。利用分层控制的思想对控制策略进行建模,上层控制器为对车辆制动减速度进行决策的预碰撞时间模型,根据汽车追尾事故深度调查的驾驶员紧急制动数据分析制动系统的制动减速度,在考虑舒适性的条件下确定预碰撞时间阈值。下层控制器按照上层控制器输出的制动减速度,分析车辆轮胎模型和制动系统的关系,通过PID控制调节制动压力对车辆进行控制。在安全评价规程标准工况下验证控制策略的可靠性,通过追尾事故场景的重建来验证控制策略的有效性。仿真结果表明:设计的控制策略在相对车速65km/h以内时能有效避撞,而高于65km/h时能最大程度地降低碰撞车速,减小伤害。     

基于DRL的四轮独立驱动电动车辆的侧向车速估计

为精确估计车辆行驶状态,提出了一种四轮独立驱动电动车辆侧向车速估计方法。基于深度强化学习(DRL)范式,设计了侧向车速估计方法的架构;基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法,设计了DRL智能体;采用循环神经网络,搭建了DDPG算法中的Actor网络和Critic网络。基于设计的奖励函数和训练场景,借助Matlab/Simulink软件,完成了算法的实现和训练;并通过在车辆双车道变换等实际行驶工况的仿真,进行了验证。结果表明：在经过了630次的学习训练之后,与扩展Kalman滤波方法相比,本文方法的估计精度提升40%。因而,本文方法能够在常用行驶工况中对车辆侧向车速进行估计。     

基于点刹式策略的自动驾驶车辆制动系统

自动驾驶车辆需具备自动完成制动动作的能力,其过程对精度及舒适性要求极高,是反映整车安全性的重要指标。文章通过分析整车气制动系统的工作特性,基于两种制动策略,对整车自动紧急制动系统进行验证。结果表明,点刹式制动策略在满足自动驾驶的同时,不仅可以提升制动精度,而且在一定程度上改善舒适性,提高整车及驾乘人员的安全性,有助于进一步加快自动驾驶的商业化落地。     

为启动座椅坐垫倾角调节机构的汽车制动模式识别策略的研究

为准确地判定紧急制动状态,以便及时启动座椅坐垫倾角调节机构,对汽车制动模式判别策略进行研究.选取在汽车中低速行驶下的缓慢、点刹、紧急制动3种模式,采用正交试验设计方法,选用不同驾驶员以不同车速进行了制动实验.在对实验数据进行分析的基础上,采用了踏板力峰值法与踏板力变化率法两种判别算法.实验结果发现,两种算法都存在局限性.为此,又尝试了基于RBF神经网络模式识别算法.结果表明,这种算法能准确地判别制动模式.     

基于毫米波雷达的自动紧急刹车系统设计

设计了一种基于毫米波雷达的自动紧急制动(A EB)控制系统,其能够自动检测前方的障碍,并在紧急情况下发出预警信号提醒驾驶员制动甚至主动强制制动,保证驾驶员安全。基于ARS408-21毫米波雷达,设计了上位机雷达标定软件用于配置、标定雷达参数和获取雷达检测的目标信息。基于MPC5748G微控制器设计了外围电路系统板,作为A EB系统主控制器。制定了基于车速和碰撞时间的预警和紧急制动策略。A EB系统的实车试验结果表明,系统功能符合设计要求,提升了汽车的主动安全性能。     

基于TD3算法的人机混驾交通环境自动驾驶汽车换道研究

提高人类驾驶人的接受度是自动驾驶汽车未来的重要方向,而深度强化学习是其发展的一项关键技术。为了解决人机混驾混合交通流下的换道决策问题,利用深度强化学习算法TD3（Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient）实现自动驾驶汽车的自主换道行为。首先介绍基于马尔科夫决策过程的强化学习的理论框架,其次基于来自真实工况的NGSIM数据集中的驾驶数据,通过自动驾驶模拟器NGSIM-ENV搭建单向6车道、交通拥挤程度适中的仿真场景,非自动驾驶车辆按照数据集中驾驶人行车数据行驶。针对连续动作空间下的自动驾驶换道决策,采用改进的深度强化学习算法TD3构建换道模型控制自动驾驶汽车的换道驾驶行为。在所提出的TD3换道模型中,构建决策所需周围环境及自车信息的状态空间、包含受控汽车加速度和航向角的动作空间,同时综合考虑安全性、行车效率和舒适性等因素设计强化学习的奖励函数。最终在NGSIM-ENV仿真平台上,将基于TD3算法控制的自动驾驶汽车换道行为与人类驾驶人行车数据进行比较。研究结果表明：基于TD3算法控制的车辆其平均行驶速度比人类驾驶人的平均行车速度高4.8%,在安全性以及舒适性上也有一定的提升;试验结果验证了训练完成后TD3换道模型的有效性,其能够在复杂交通环境下自主实现安全、舒适、流畅的换道行为。     

重型汽车低附着路面制动稳定性的仿真研究

文章利用trucksim重型汽车动力学仿真软件,对六轮双轴重型汽车在低附着路面左右车轮附着系数不一致情况下进行紧急制动的行驶工况进行了仿真研究。研究结果表明在低附着路面进行紧急制动时,对制动轮进行制动压力控制,有ABS控制的重型汽车比没有ABS控制的重型汽车具有更好地行驶稳定性。但在低附着路面上,有ABS控制的重型汽车比没有ABS控制的重型汽车的制动距离增加了很多,这对重型汽车的行车安全性非常不利。     

弯道路面车辆制动稳定性控制仿真研究

车辆在弯道路面行驶,由于离心力的作用,制动易导致车辆失去横向稳定性。本文分析了车辆弯道制动时ABS控制方法存在的不足,提出了车辆ABS与横摆力矩控制的协调控制策略。利用模糊控制原理设计了横摆力矩控制器,在车辆ABS的基础上,通过对车辆的横摆力矩控制和车轮滑移率的调节,实现了制动过程中对附加横摆力矩的动态调整,从而提高车辆在弯道路面上的制动稳定性,通过在低附着系数弯道路面上车辆制动力矩分配仿真验证了该控制方法的有效性。     

摩托车制动防抱死系统设计

摩托车的制动系统对其行驶安全有着重要影响。本文通过对制动系统的性能要求分析，设计了一种基于液压控制的制动防抱死系统。由霍尔传感器测量前后车轮的轮速，通过电子控制单元调节液压系统，进而使前轮和后轮的主缸和轮缸的压力合理变化，在紧急制动时不会出现抱死状态。通过试验，验证了紧急制动时，ABS系统对横摆角和抱死的影响。结果表明，该制动防抱死系统设计合理，能够解决摩托车在紧急制动时存在的制动距离长、横摆角大、制动抱死等问题。     

2020年一汽奥迪A3 新技术剖析(十四)

Audi pre sense front的系统特点.在带挂车行驶模式时,因总质量发生了变化,制动特性和稳定特性就不同了,因此自动制动时制动特性与平常是不一样的.在车辆上实施紧急制动时,Audi pre sense front最多可将车速降低50km/h.ABS控制单元J104根据情况可能会接通危险警报灯(紧急制动警报).     

考虑预期功能安全的智能汽车自动紧急制动系统

预期功能安全的提出，使得传统的自动紧急制动系统的安全性受到了挑战。为此，本文中利用基于系统理论过程分析（systems-theoretic process analysis,STPA）方法得到了自动紧急制动系统的预期功能安全要求，在传统的自动紧急制动系统基础上增加了感知盲区安全车速规划策略。然后基于盲区场景下车辆与行人相遇运动学模型，构造盲区安全车速公式。接着设计加入非线性干扰观测器的速度滑模控制器，对该速度进行跟踪控制，最后在CarSim与Simulink联合平台上开展仿真试验，比较此系统与没有增加预期功能安全要求的自动紧急制动系统的安全性，并进一步在硬件在环仿真试验台上验证。结果表明，考虑预期功能安全的自动紧急制动系统能有效降低行人碰撞风险，并确保车辆安全通过盲区的行驶效率。