在當前的汽車行業中，安全性仍然是首要關注點之一。自動緊急制動系統（AEB）作為增強道路安全的核心技術，正逐漸普及。該系統通過高級傳感器和算法來預測和應對潛在的撞車風險，極大提升了安全性。在 AEB 系統的開發過程中，仿真工具的作用不容小覷，它們將成為工程師設計和測試的重要輔助工具。

推動 AEB 創新：仿真技術的重要作用

在開發自動緊急制動系統（AEB）時，構建一個準確的車輛動力學模型是實現快速迭代和早期驗證的關鍵步驟。多自由度車輛動力學模型提供了模擬車輛在多種情境下的行為，尤其是在緊急制動情況下，車輛動力學響應特性與操縱穩定性和駕乘舒適性密切相關。它允許工程師在實車測試之前，在虛擬仿真環境中對車輛的響應進行預測和并進行控制算法優化，從而確保 AEB 系統在真實路況下能夠有效地執行其安全任務。

為了支持這一進程，Simulink系統中的車輛動力學工具箱（Vehicle Dynamics Blockset），為工程師提供了一種便捷的方式來構建和測試車輛動力學模型，它不僅提供搭建車輛動力學模型所需的各總成模塊庫，高清 3D 可視化場景和接口，也提供了涵蓋14DOF、7DOF、3DOF等不同自由度的整車模型。

圖1：車輛動力學工具箱

在搭建模型的過程中，用戶可以根據開發需要對車輛的各個方面進行定制，包括動力總成、輪系、轉向系統、懸掛和車身等進行建模；并加入特定的控制算法，如自動緊急制動（AEB）和前碰撞警告（FCW）算法等；也可以設定車輛特定參數、定義測試場景和條件，包括地面摩擦系數的設置；并可利用 3D 可視化工具進行模型的可視化和調試。

圖2：車胎參數設置

自動緊急制動（AEB）是一種先進的主動安全系統，其核心是 AEB 控制器，它負責發出精確的轉向和制動控制指令，然后交由車輛動力學模型進行解讀和執行。對于 AEB 而言，高保真車輛動力學模型能夠讓虛擬仿真測試結果與真實測試結果相匹配是非常重要的。因此，在 AEB 的開發中，當車輛動力學模型搭建完成后，就可以進行制動系統的開發。特別重要的一環是在各種路面條件下測試制動系統的響應。

圖3：使用Simulink進行制動試驗

Simulink 提供了一個強大的仿真平臺，工程師可以在該平臺上模擬包括干燥、濕滑、雪地等多種路面狀況。通過這些仿真測試，工程師能夠觀察和分析防抱死制動系統（ABS）在不同路況下的性能，特別是在緊急制動時輪胎與路面的交互作用，以確保研發出高級別的制動系統。

圖4：利用模型預測控制（MPC）算法實現的ABS的Simulink模型

可以看出，仿真技術在開發 AEB 的研發中扮演了至關重要的角色。它不僅減少了對物理原型的依賴，而且大幅提升了設計的精準度和安全性驗證的效率。

利用仿真技術，進行智能制動系統的開發

借助 MATLAB 和 Simulink，中汽創智公司進行了集成式制動控制系統（IBC）的研發。Simulink 平臺使其能夠靈活構建適當詳細程度的模型，如 IBC 控制算法模型、機電液化執行器的物理模型以及車輛模型，這不僅顯著提升了建模的速度和質量，而且促進了模型在不同平臺間的高效迭代和移植，顯著縮短了整個開發周期。

此外，通過 MathWorks 的 Virtual Vehicle Composer 應用程序（圖5），中汽創智得以輕松創建定制化的虛擬車輛模型。這一工具的便利性在于其不僅適用于桌面開發環境，還能無縫遷移到云端。這種靈活性和擴展性為智能制動系統的研發提供了重要的支持。

圖5：Virtual Vehicle Composer

結語

虛擬仿真技術以及 MATLAB 和 Simulink 等工具善用，為工程師們提供了一個既單一又完備的仿真環境，這不僅成本效益顯著，還能大幅提升測試的效率和系統開發的準確性。未來，隨著仿真技術的不斷進步和自動駕駛技術的不斷成熟，它們在自動緊急制動系統（AEB）的研發中扮演的角色日趨重要。