极限工况下的车辆转向避撞风险指数

黄子文，李莉，周兵，吴晓建，柴天，许艳

(1.湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙 410082；2.南昌大学 先进制造学院，江西 南昌 330031)

汽车先进驾驶辅助系统(advanced driver assistance system, ADAS)在汽车主动安全领域发挥了关键作用，典型如汽车主动避撞系统（collision avoidance system, CAS），根据一定的介入准则，在车辆即将发生碰撞时自动介入，减少驾驶员因慌乱产生的操作失误，大大提升了车辆行驶的安全性[1-2].汽车的主动避撞系统一般分为自动紧急制动(autonomous emergency braking, AEB)和自动紧急转向(autonomous emergency steering, AES) 2 种方式，在高速工况，转向避撞方式能以更短的避撞距离避开障碍物[3-4].为了减小高速工况下车辆转向控制的算力负担，Kapania 等[5]提出稳态圆周运动假设下的“前馈-反馈”控制方法，Cui 等[6]在该方法基础上设计了反应式的分阶段避撞系统.来飞等[7]设计了“前馈-反馈”控制跟踪规划的七次项参考路径进行转向避撞.以上研究在计算前馈控制的前轮转角时，没有考虑车辆转向时的横向载荷转移效应，视同一轴的左右侧垂直载荷相等，由于轮胎侧向力和垂向力存在耦合效应，势必影响前馈期望转角的精度.这种情况在大侧向加速度轮胎处于强非线性时更严重.

在转向避撞的过程中，常采用基于规则的决策方法，由评价指标确定不同场景的介入准则.其中转向风险指数（steer threat number, STN）通过车辆避撞所需侧向加速度和最大侧向加速度的比值来描述车辆在路面附着约束下的转向避撞能力，能够较好地反映车辆的侧向加速能力，获得了广泛……