[发明专利]电动汽车信息物理融合自动紧急制动控制系统及设计方法

说明书

本发明涉及电动汽车自动紧急制动技术领域，具体为一种电动汽车信息物理融合自动紧急制动控制系统及设计方法，该系统运用信息物理融合结构，通过各模块的连接配合，巧妙结合了自动紧急制动策略系统的分层结构。以路面附着变化与网络诱导延时扰动为例，对自动紧急制动过程中物理空间和信息空间中的扰动进行估计和抑制，减少其对自动紧急制动性能的影响，从而提高自动紧急制动过程的实时性、安全性与稳定性。本发明也提供了系统的设计方法，分为多扰动估计与多扰动抑制两步骤，并针对网络系统网络诱导延时扰动处理问题，提出了通过延时分析和延时鲁棒控制算法两步，给自动紧急制动系统扰动处理问题提供了可靠的方法论。

技术领域

本发明涉及电动汽车自动紧急制动技术领域，具体为电动汽车信息物理融合自动紧急制动控制系统及设计方法。

背景技术

自动驾驶技术作为未来汽车的主流发展方向获得了人们的极大重视，作为L1级别的自动驾驶技术，自动紧急制动技术属于涉及自动驾驶最基本的行车安全保证功能的强实时性要求技术，同时随着对汽车自动驾驶安全技术稳定性与实时性要求的不断提高，研究物理空间与网络空间中影响自动紧急制动性能的扰动因素已经成为主动安全技术发展趋势和迫切要求。并且，由于物理空间与网络空间中扰动会对自动紧急制动系统造成不同类型的影响，产生不同类型的恶劣结果，因此，单独考虑物理空间与网络空间中的扰动都十分片面，必须将物理空间与网络空间中的扰动统一考虑。

以物理空间中路面附着系数扰动与网络空间中网络诱导延时两扰动为例，物理空间中路面附着系数扰动可能会使自动紧急制动过程中轮胎的附着力达到饱和，很难获得正确的制动门限时间与门限制动减速度，而网络空间中延时扰动则可能会引起系统中信号的不稳定，影响车辆制动效果，两种扰动都可能会导致造成紧急制动失败，甚至可能会出现车辆打滑和轮胎抱死等恶劣工况。I. Koglbaue等在文献(Autonomous emergency brakingsystems adapted to snowy road conditions improve drivers' perceived safetyand trust，Traffic injury prevention，2018.）中指出：在具有附着系数扰动的高低两种路面情况下，测试驾驶员认为非自适应路面情况的自动紧急制动策略不够安全，而自适应路面情况的自动紧急制动系统可以提高测试驾驶员的安全感和信任度。Z. Shuai等在文献(Combined AFS and DYC control of four-wheel- independent-drive electricvehicles over CAN network with time-varying delays, IEEE transactions onvehicular technology, 2014.)中指出了网络诱导延时会使直接横摆力偶矩控制输入信号抖动、振荡，甚至会使车辆失稳，他们通过鲁棒控制方法抑制了系统中延时扰动对系统控制的影响。然而，对于自动紧急制动系统，物理空间中路面附着系数扰动与网络空间中延时两种扰动并没有得到统一考虑，其相应的综合处理方案仍然是一项技术空缺。

申请号为CN 104670191 A的发明专利公开了一种可以随路面附着系数变化的自动紧急制动方法与装置，其可以根据路面附着系数来改变目标减速度。虽然其将环境中路面附着扰动的影响做了抑制处理，但没有将物理空间中路面附着扰动和网络空间中延时扰动综合考虑，在汽车电子电气架构越来越完善和复杂的情况下，仍旧无法在系统中网络延时扰动影响下达到比较理想的自动紧急制动效果。

发明内容