一种基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法，包括以下步骤：S1：建立基于SSP的间距策略；S2：确定主要的控制目标；S3：用数学模型表达SSP间距策略；S4：基于数学模型，求解控制系统的控制误差；S5：定义误差的微分；S6：通过求微分，求解车辆的理想加速度。S7：通过得到的车辆理想加速度，求解车辆速度，车距，误差等其他控制目标并验证其有效性。本发明专利技术以保证本车辆与前车保持安全距离为目的，建立基于SSP的车辆纵向动力学的控制器，并考虑了车辆速度、加速度等指标对乘坐舒适性的影响，进行多目标控制，在保证安全跟车距离的前提下，提高了乘坐舒适性和车辆平顺性。提高了乘坐舒适性和车辆平顺性。提高了乘坐舒适性和车辆平顺性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法


[0001]本专利技术涉及智能车辆辅助驾驶
，尤其涉及一种基于SSP间距策略的车辆纵向动力学控制方法。

技术介绍

[0002]在日常的行车驾驶过程中，跟车行驶是一种频率最高的驾驶状态，所以在无人驾驶汽车或是智能辅助驾驶系统中，对于跟车的工况控制十分关键。其中最重要的就是运用合适的间距策略，保证相邻车辆之间有足够的安全距离，避免碰撞事故的发生。因此，如何设计一种间距策略，让车辆自动保持在安全距离之内，跟随前车的速度变化动态调整车速，其中要考虑前车的运动状态，本车的运动状态，系统的时间延迟，预设车距，以及刹车距离等因素。
[0003]执行器的时间延迟也是车辆纵向动力学控制中的必须要考虑的一个关键问题，它会影响系统跟随前车的响应速度，会直接影响车辆的安全性，尤其是高速行驶的工况。因此，在间距策略的设计中应考将时间延迟所产生的影响纳入考虑范围，做到系统的迅速响应。
[0004]此外，在保证安全距离的前提下，也应保证乘坐舒适性和驾驶平顺性。因为驾驶员对车辆的控制一般会采用平滑控制的方式，不会频繁调整踏板来控制车辆，虽然人的这种特点可能无法达到较高跟随精度，但是对车辆的控制却更加平顺，高频操作踏板反而会增大车辆纵向闯动。所以控制系统也要以此为依据，控制车辆的加速度，不频繁进行加减速，这也是SSP间距策略的控制目标。
[0005]综上所述，急需专利技术一种基于安全间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法，解决了在自动跟车行驶过程中，保证与前车安全距离的同时，兼顾舒适性和平顺性的问题。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]一种基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法，所述设计方法包括以下步骤：
[0009]S1、分析跟车行驶的过程，建立基于SSP的安全间距控制策略；
[0010]S2、分析车辆行驶过程中对于运动状态的影响因素，确定主要的控制目标；
[0011]S3、根据S1所提出的间距策略，建立数学模型；
[0012]S4、逐步推导所求的控制量，首先求解系统控制误差；
[0013]S5、为了后续的求微分计算，给出系统控制误差微分的定义，对其进行线性化；
[0014]S6、对系统误差求微分，在各项的微分项中求解得到车辆理想加速度；
[0015]S7、通过得到的车辆理想加速度，进而求得车速，车距，误差等其他控制目标，验证多目标控制是否有效。
[0016]优选地，所述S1建立的基于SSP的安全间距控制策略，其中要包括：期望间距(包括前车车长)、延迟时间导致的本车位移、提前预留的刹车距离，由这三部分构成，将车辆间距策略定义为一个期望车间距离与车辆速度之间的函数；
[0017]优选地，所述S2中，主动悬架的主要控制目标包括跟车距离，速度，加速度，驾驶员在进行纵向控制时能根据自己对车辆性能的理解由期望加速或减速强度直接产生一个预期的油门踏板或刹车踏板控制量。而且熟练驾驶员会根据对车辆性能的理解修正自己预期控制的大小，为了达到人的学习能力，将控制量选为车辆的加速度，通过控制加速度，进而达到多目标控制的目的；
[0018]优选地，所述S3中，根据S1中的间距策略，定义一个期望车距与车辆速度之间的函数模型：
[0019][0020]式中，L为包括前行车辆车长W
i
‑1的期望间距；t为纵向控制系统的延迟时间；x
i
为本车的位移，为本车的速度，d
i
为在水平干燥路面上制动距离；γ为由驾驶员待选的安全系数。通过在此函数中求解车辆的目标加速度，通过控制加速度始终保持在目标加速度，从而实现对车速以及车距的控制，保证车辆之间的安全距离；
[0021]优选地，所述S4中，在上述模型中求解实际车距与控制车距之间的误差：
[0022][0023]式中，ε
i
＝x
i
‑
x
i
‑1，代表实际车距。令车距误差δ
i
的导数λ为一个正数，代表控制增益系数；
[0024]优选地，所述S5中，将误差的微分进行线性化，做此构造的目的为方便后续计算；
[0025][0026]令车距误差δ
i
的导数λ为一个正数，代表控制增益系数；
[0027]优选地，所述S6中，将S4中得到的误差表达式两端同时微分，并代入S5中构造的微分项可得理想加速度为：
[0028][0029]式中，为理想加速度，j
i
为制动器所能提供的最大减速度；
[0030]优选地，所述S7中，将得到的理想加速度通过积分，作差等运算得到其余控制目标(车距，车速)，并验证多目标控制的有效性。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032]1、本专利技术设计了一种安全间距策略来设计控制车辆加速度，能有效保证与前车车距保持安全距离。
[0033]2、本专利技术针对执行器及信号传输的时间延迟，留出了安全裕度，避免因此造成的碰撞风险。
[0034]3、本专利技术提出的SSP间距策略，可以在保证安全距离的基础上，避免频繁加减速，提升了乘坐舒适性和平顺性。
附图说明
[0035]为了更清楚的说明本专利技术的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术设计流程图。
[0037]图2为本专利技术设定的前车速度图。
[0038]图3为本专利技术与前车速度对比图。
[0039]图4为本专利技术理想加速度变化图。
[0040]图5为本专利技术本车与前车距离变化图。
[0041]图6为本专利技术跟踪误差示意图。
具体实施方式
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SSP间距策略的多目标纵向动力学控制方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S1、分析跟车行驶的过程，建立基于SSP的安全间距控制策略；S2、分析车辆行驶过程中对于运动状态的影响因素，确定主要的控制目标；S3、根据S1所提出的间距策略，建立数学模型；S4、逐步推导所求的控制量，首先求解系统控制误差；S5、为了后续的求微分计算，给出系统控制误差微分的定义，对其进行线性化；S6、对系统误差求微分，在各项的微分项中求解得到车辆理想加速度；S7、通过得到的车辆理想加速度，进而求得车速，车距，误差等其他控制目标，验证多目标控制是否有效。2.根据权利要求1所述的基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法，其特征在于：所述S1中，确定跟车车距的组成部分，其中应包括：驾驶员的期望跟车间距，将其定义为本车车头与前车车头的的距离，同时还要考虑系统之间存在的时间延迟，在延迟的时间内车辆所产生的位移也要纳入控制范围，此外还要包括预留的刹车距离，主要由上述三部分构成了在跟车过程中的SSP安全间距策略。3.根据权利要求2所述的基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法，其特征在于：所述S2中，分析间距策略的性能要求，确定多目标控制的内容主要包括：安全性能准则、车速跟踪性能和车辆乘坐品质。4.根据权利要求3所述的基于SSP间距策略的多目标车辆纵向动力学控制方法，其特征在于：所述S3中，将S1中所阐述的间距策略用数学函数模型表达，建立方法如下：式中，L为包括前行车辆车长W
i

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泰佑，吕明泽，赵晶，高传宝，
申请(专利权)人：湖州泛像智能汽车系统有限公司，
类型：发明
国别省市：