随着汽车产业的发展,交通安全问题越来越成为人们关注的焦点,随之产生的汽车主动安全领域也成为了广大科研工作者研究的热点。本文以提升车辆行驶安全性为目的,针对单一纵向制动避撞系统在低附着路面上出现避撞能力不足的问题,设计了结合纵向制动避撞和转向换道避撞两种方式的车辆主动避撞系统。该系统能够在直线行驶车辆即将与前车发生追尾事故且驾驶人没有及时做出应对的情况下,自主决策避撞方式,控制车辆转向或制动,避免发生追尾事故。根据系统的组成,本文主要从纵向制动避撞控制、转向换道避撞轨迹跟踪控制、主动避撞决策设计三方面进行研究。1.本文首先建立了车辆纵向动力学模型、在Simulink中设计了纵向加速度控制器模型,并与Car Sim软件进行了联合仿真,验证了该控制器对自车加速度控制的效果。搭建了基于碰撞时间安全模型,采用两级制动强度控制策略的纵向制动避撞系统。通过联合仿真验证了该系统在高附着路面条件下的避撞性能。2.通过理论计算,对比分析了两种避撞方式各自具有的特点,并采用模型预测控制方法实现了转向换道避撞轨迹跟踪控制。针对路面附着条件较差时,轨迹跟踪过程中容易出现车辆稳定性较差的问题,提出采用模型预测轨迹跟踪与横摆力矩联合控制的方法进行改善。以车辆稳态行驶时的线性二自由度车辆模型输出的理想横摆角速度参考值和质心侧偏角为零作为控制目标,采用线性二次型最优控制和轮胎力最优分配的方法设计了车辆横摆力矩控制器。3.针对纵向制动避撞方式在低附着路面条件下避撞效果差的问题,采用峰值路面附着系数识别方法对路面进行识别,利用路面识别结果创建了用于评价低附着路面条件下纵向制动避撞效能的安全距离模型。然后建立了主动避撞系统的决策逻辑,计算了避撞决策过程中所需的最晚制动车间距离和最晚转向车间距离参数。通过结合转向换道避撞方式弥补了低附着路面条件下纵向制动避撞的局限性。最后,通过Matlab/Simulink和Car Sim联合仿真的方法,选取几种工况,对本文设计的主动避撞系统进行了仿真,仿真结果表明:当路面附着系数较低,纵向制动避撞无法实现避撞时,本主动避撞系统的车辆能够对路面进行识别,通过自主切换避撞方式实现避撞,并且车辆能够通过模型预测与车辆横摆力矩联合控制缩短避撞跟踪调整时间,减小前轮转角调整量,有效提升转向避撞过程中的稳定性。