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線傳操控系統(tǒng)在智能駕駛中的應(yīng)用

2020-11-16 21:44:56·  來源：ATC汽車底盤  作者：吳曉東  
　
智能駕駛車輛功能實現(xiàn)的核心組成汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展缺點(diǎn)燃油經(jīng)濟(jì)性差轉(zhuǎn)向特性調(diào)整煩瑣轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)相連， 當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火時不能提供 助力電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）
智能駕駛車輛功能實現(xiàn)的核心組成
 
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展
缺點(diǎn) 
  • 燃油經(jīng)濟(jì)性差
  • 轉(zhuǎn)向特性調(diào)整煩瑣 
  • 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)相連， 當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火時不能提供 助力
電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）
優(yōu)點(diǎn) 
  • 只在轉(zhuǎn)向時電機(jī)才提供助力 ，可降低燃油消耗 
  • 轉(zhuǎn)向助力由軟件調(diào)整，能夠 兼顧低速時轉(zhuǎn)向輕便性和高 速時的操縱穩(wěn)定性 
  • 結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕便 缺點(diǎn) 
  • 無法實現(xiàn)主動轉(zhuǎn)向
線控轉(zhuǎn)向（SBW）
優(yōu)點(diǎn) 
  • 靈活傳動比。 
  • 提高汽車操作的穩(wěn)定性。 
  • 提高駕駛安全性。 
  • 節(jié)省資源便于維修。 
  • 滿足了汽車電子轉(zhuǎn)向技術(shù)的需求。 
  • 有利于系統(tǒng)集成控制。
 
大部門智能駕駛功能都直接和轉(zhuǎn)向技術(shù)相關(guān)
自適應(yīng)巡航（ACC） 
自動緊急制動（AEB） 
車道偏離預(yù)警（LDW）
車道保持輔助（LKA） 
自動泊車輔助（APS） 
自動換道輔助（LCA）
 
 
 
智能駕駛中的典型應(yīng)用
提升駕駛安全性 
 
智能駕駛中的人機(jī)交互控制問題 
  • 智能車輛的駕駛安全性 
  • 智能駕駛中的人機(jī)交互控制問題--安全
  • 人馬共駕原理--人機(jī)共駕理論
 
關(guān)鍵問題：駕駛員和機(jī)器駛機(jī)理的差異性和沖突,需要研究駕駛員行為模 式的個性化物理表征，形成基于駕駛權(quán)分配機(jī)制的人機(jī)共駕交互理論
 
 
案例：基于行駛安全空間裕度的智能超車換道控制 通過變道域面積評估選擇最佳換道切入空間，結(jié)合當(dāng)前行駛姿態(tài)和目標(biāo) .
行駛姿態(tài)以及動力學(xué)限制，基于QP二次規(guī)劃完成換道控制的橫向和縱向路徑規(guī) 劃。結(jié)合對車輛未來行為能力的預(yù)估分析，實現(xiàn)最優(yōu)的路徑跟隨控制。
 
智能車輛的駕駛舒適性
 
可變傳動比技術(shù)： 
• 實現(xiàn)低速轉(zhuǎn)向輕便和高速轉(zhuǎn)向穩(wěn)定的可變傳動比技術(shù) 
•實現(xiàn)跟隨駕駛員意圖的車輛穩(wěn)定性控制技術(shù)
線控系統(tǒng)的動力學(xué)可變傳遞特性 
發(fā)揮線控系統(tǒng)的物理解耦優(yōu)勢，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向特性的可變傳遞設(shè)計
 
 
可變傳動比指標(biāo)設(shè)計方法
由各單項指標(biāo)的加權(quán)平均可得總優(yōu)化函數(shù)J ：
 
 
個性化的路感模擬設(shè)計方法
 
智能車輛的駕駛個性化
引入基于車輛操控穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行更深入的客觀評價分析，獲得不同路感參數(shù) 設(shè)置和駕駛操縱特性的映射關(guān)系。
 
SBW系統(tǒng)模型及核心算法
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究目前還沒有統(tǒng)一的成熟方案，通過文獻(xiàn)調(diào)研分析 相關(guān)研究的核心是算法的設(shè)計：
• 正向--轉(zhuǎn)角傳遞跟隨控制 
• 逆向--力感回饋模擬控制
 
 
線控轉(zhuǎn)向指令跟隨算法案例
要求轉(zhuǎn)向輪迅速響應(yīng)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖，解決在復(fù)雜未知路面、信號傳遞延 時等情況下如何保持轉(zhuǎn)向?qū)崟r性、精確性。
 
線控轉(zhuǎn)向路感反饋算法案例
線控系統(tǒng)沒有機(jī)械連接，需要通過電機(jī)模擬實際的路感反饋給駕駛員，遙操 作過程中路面反力的在線觀測一直是研究的難點(diǎn)
 
系統(tǒng)模型設(shè)計方案
方向盤模塊系統(tǒng)動力學(xué)模型
 
轉(zhuǎn)向執(zhí)行系統(tǒng)動力學(xué)模型
 
 
總結(jié)和展望
  • By-wire線控系統(tǒng)的物理解耦優(yōu)勢提供更廣闊的智能駕駛 操控可能，如何設(shè)計定義操控傳遞參數(shù)來優(yōu)化車輛行駛 動力學(xué)特性具有巨大意義。 
  • 駕駛?cè)撕椭悄芟到y(tǒng)之間的協(xié)同共駕涉及行駛安全和駕駛舒適性，線控系統(tǒng)可以作為人機(jī)交互的重要橋梁。
  • 為了更加高級的智能駕駛系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，轉(zhuǎn)向和制動行業(yè)會出現(xiàn)兼并重組
 
 
 
 
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