随着汽车产业和经济的发展,机动车保有数逐年增长,交通安全更是成为制约汽车产业进一步发展的桎梏。主动避撞系统作为一种能提升行驶安全性的主动安全技术越发受到人们的关注。主动避撞系统包含了纵向主动避撞和横向主动避撞,虽然前者的技术更为成熟且在市场得到广泛推广,但当主车车速较高或前车与主车的相对距离难以满足纵向主动避撞的需求时,横向主动避撞却能实现更有效的避撞。故针对汽车纵横向主动避撞控制策略的研究对车辆行驶安全性有着重大意义。本文依托校企合作项目“智能驾驶制动控制算法开发”,以电动机械制动助力机构与ESP系统为被控对象,针对包含路面附着估计的纵横向主动避撞控制策略展开研究,并基于制动系统在环的实验平台,对所设计的控制策略进行验证。主要研究内容如下所述:1)基于状态观测的路面附着系数识别算法设计。首先通过对车辆动力学模型的分析设计车辆状态估算器,并基于卡尔曼滤波理论构建轮胎力观测器。其次,构建基于递归最小二乘算法原理的路面附着估计算法,其中包含基于轮胎力模型和基于曲线斜率法的两种估计方法。最后为验证所设计的算法,对算法进行联合仿真与分析,结果表明,所设计估计算法满足性能需求。2)碰撞风险评估与决策设计。为更加综合的评估分析车辆在行驶过程中的碰撞风险,本文基于安全距离模型与碰撞时间余量模型构建碰撞风险评估方法,并遵循优先使用纵向主动避撞的原则设计避撞模式决策逻辑。选取一元五次多项式为横向主动避撞的轨迹原型,介绍如何计算最晚转向点。并设计基于五次多项式的轨迹规划算法。3)纵向主动避撞控制研究。基于电子机械制动助力系统,针对纵向主动避撞过程中车辆纵向主动避撞控制策略进行研究,主要包括车辆的加速度环控制以及压力环控制的算法设计。前者采用基于车辆动力学模型的前馈控制器,并引入PI反馈控制。而对于压力环控制,则是基于PV特性的前馈控制以及模糊PI反馈控制。4)横向主动避撞控制研究。针对MPC理论在横向主动避撞过程中的应用进行研究,并构建MPC横向动力学控制算法。首先基于小角度假设和泰勒一阶展开,将非线性车辆动力学模型线性化,其次,综合考虑轨迹跟踪、执行机构物理特性以及稳定性需求,对目标函数和约束条件进行设计。最后,对所构建的MPC控制器与基于预瞄的侧向加速度反馈控制器进行仿真对比验证,结果表明,MPC控制器更能实现对期望轨迹更精确的跟随。5)硬件在环实验验证。基于dSPACE硬件平台及软件工具链,构建制动系统在环的硬件在环实验平台。首先对压力环控制算法进行快速原型验证,结果表明控制算法能满足车辆纵向主动避撞的需求。其次对主动避撞控制算法进行硬件在环验证。实验结果表明:第一,所述的主动制动控制算法能很好的跟随期望加速度,基本满足避撞需求;第二,所构建的避撞模式决策较为合理;第三,所设计的主动转向控制算法在硬件在环实验中能使得车辆实际运动轨迹较好的跟随理想轨迹;第四,综合实验结果,所设计的主动避撞算法能综合纵横向主动避撞的优势,实现更优的避撞性能。