随着汽车工业的发展,我国汽车保有量处于不断增长趋势,庞大的汽车体量成为人们生产生活中的安全隐患。以汽车追尾为代表的交通事故极大地推动各国高校、科研机构对车辆主动避撞控制系统的研究。本文以轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,分析不同工况下的避撞决策机制,设计兼具自动紧急制动和主动转向避撞控制系统,提高车辆行驶安全性。首先根据车辆动力性指标选择轮毂电机进行参数匹配,在Simulink环境下搭建轮毂电机模型替换车辆动力学仿真软件Car Sim中传统车辆模型的动力系统,基于Matlab/Simulink和Car Sim联合仿真平台搭建电动汽车整车动力学模型,建立两种工况验证模型的可靠性。考虑到路面附着系数是影响车辆安全行驶的重要因素之一,设计带遗忘因子的递推最小二乘算法对路面附着系数实时估计,建立考虑路面附着系数和驾驶员风格的安全距离模型。然后对碰撞时间倒数TTC-1进行分析,确定其作为车辆采取避撞方式的决策指标。针对车辆纵向制动避撞问题,建立分层控制架构纵向制动避撞控制系统。上层基于最优控制理论求解期望减速度,下层分别基于模糊控制理论建立驱动控制器,基于车辆纵向动力学建立制动控制器,通过设计驱/制动切换策略,将期望减速度分配给驱/制动控制器,控制车辆实现纵向避撞。针对转向换道避撞问题,采用多项式理论规划车辆避撞轨迹,建立考虑车辆稳定性约束的分层循迹控制器。上层控制器以轨迹跟踪为目标,通过小角度假设建立预测模型并推导线性时变模型预测控制算法,将轨迹跟踪问题转换为标准的二次规划问题对其进行求解;下层控制器以横摆稳定性为目标,基于最优控制理论设计横向稳定控制器对满足车辆横摆稳定所需的横摆力矩进行补偿,实现车辆在转向工况下的循迹精度和稳定性。最后对纵向制动、转向换道两种避撞方式进行离线仿真。基于模块化思想在Matlab/Simulink环境下建立避撞控制策略,在Car Sim中搭建避撞测试场景,采用Euro-NACP测试标准对提出的主动避撞控制系统进行验证。仿真结果表明,主动避撞控制系统能够实现避撞并保持合适的安全距离,集成横向稳定控制的轨迹跟踪控制器能够有效控制车辆在高速工况下避开前方车辆实现避撞。