[发明专利]一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体的说是一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控 制系统及方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业的蓬勃发展，汽车为社会交通提供了巨大的便利。随着汽车保有 量的快速增长，车流量逐渐增大，由此带来的交通事故、道路堵塞及环境污染的现象也变得 越来越严重。因此，提高汽车安全性能、减少道路交通事故已成为人们关注的社会问题，也 是智能交通系统(ITS)要致力解决的重大问题。作为人-车-路交通系统的重要组成部分，驾驶 员由于自身条件的限制，已经成为系统的一个薄弱环节。根据对2014年度全国交通事故的统 计，90.93％的事故是由于驾驶员的决策失误而导致的超速或违法超车等行为引发，另外还有 3.79％的事故由于驾驶员的判断失误而导致的操作不当引发。

作为驾驶辅助系统的重要组成部分，自适应巡航控制系统(ACC, AdaptiveCruiseControlSystem)得到了各国的广泛关注。迄今为止，ACC系统的发展经历了 三个阶段：第一阶段为90年代初，针对高速公路的ACC系统，主要实现车速跟踪和车距跟 踪功能。第二阶段为90年代末针对城市工况的ACC系统，即走－停巡航系统(SG,Stop&Go CruiseControlSystem)，实现自动起步、停车和低速跟车功能。第三阶段为21世纪初至今 综合考虑燃油经济性、跟踪性能和驾驶员感受的车辆多目标协调式ACC系统。至今为止，ACC 系统已被充分证明具有减轻驾驶员劳动强度、提高汽车行驶安全性和增加道路交通流量的潜 力，并得以越来越广泛的应用。

但是，对ACC系统的研究目前还存在一些不足，其中较为重要的一个问题就是ACC系统 对环境的适应性较差，往往是针对直线行驶等几种典型的行驶工况，在其它一些较为特殊的 行驶条件下，ACC系统会对当前的行驶环境做出错误的判断，进而控制车辆做出令驾驶员不 适的反应，甚至使车辆发生危险。例如，当目标车辆已进入弯道而自车尚在弯道之外时，目 标车辆脱离自车的雷达探测范围，按照常规的ACC控制算法，此时自车会加速进入弯道，这 不仅使驾驶员感到紧张，甚至还有可能使车辆发生驶出车道的危险。而当自车也进入弯道后， 弯道内的目标车辆有可能突然重新进入雷达的探测范围，此时自车将会发生急减速的现象， 从而再次引起驾驶员的不适感。因此，为了提高ACC系统的舒适性、可靠性以及市场接受度， 必须加强系统的环境感知能力，特别是车载雷达系统在弯道中对目标车辆的识别与跟踪能力， 使其能够对各种特殊的行驶条件做出综合判断，并结合行驶条件的变化自动调整系统的控制 及报警策略。

另外，当目标车辆以较高车速进入弯道时，自车ACC系统为了保证跟踪性能，也将控制 自车以较高车速进入弯道。而此时，若在弯道转向过程中，ACC还控制车辆进行制动或加速， 较大的纵横向加速度、转向角、载荷转移等因素将可能使车辆动力学特性进入非线性区域， 若轮胎和地面之间的附着力达到极限值，汽车将发生前后轴侧滑甚至激转等危险工况，这反 而会减小车辆的行驶安全性。在转向过程中，前车减速进入弯道或加速驶出弯道，甚至在弯 道中突然紧急减速时，ACC系统也将控制自车减速、加速或紧急制动，此时即有可能发生上 述危险情形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何解决现有的汽车自适应巡航控制系统在用于弯道工 况中所存在的以上不足，从而根据车辆行驶工况，对车辆做出合理的控制。

为了解决以上技术问题，本发明提出一种用于汽车自适应巡航控制系统的弯道控制系统， 包括：

数据采集模块，用于从汽车CAN总线实时获取汽车转向角传感器、轮速传感器、横摆角 传感器以及雷达传感器的信号；

前车车行状态判断模块，用于判断前车是否处于进入弯道的状态；

本车行驶轨迹道路曲率计算模块，用于计算本车行驶轨迹的道路曲率；

有效目标筛选模块，用于根据本车行驶轨迹道路曲率，对前方有效目标进行筛选，得到 位于本车行驶轨迹之内的前方有效目标；

本车最高过弯车速计算模块，用于计算本车转弯半径下车辆通过弯道所能达到的最高过 弯车速；

车速控制模块，用于当本车进入弯道且前方不存在车辆时，控制本车车速为最高过弯车 速和驾驶员设定车速中的较小值；当本车前方存在车辆且没有进入弯道时，控制本车车速与 前车一致；当本车前方存在车辆且本车进入弯道时，控制本车车速为前车车速和最高过弯车 速中的较小值。