[发明专利]一种基于路面附着系数估算的车身稳定控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于路面附着系数估算的车身稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立纵滑侧偏组合刷子轮胎模型；

S2、获取车辆当前行驶状态参数，并根据纵滑侧偏组合刷子轮胎模型以及车辆当前行驶状态参数计算出车辆当前行驶路面附着系数；

S3、建立横摆角速度滑模控制器以及质心侧偏角滑模控制器；

S4、获取车辆实际运动状态以及驾驶员动作指令，且对车辆实际运动状态与驾驶员期望状态进行对比，并根据比较结果以及车辆当前行驶路面附着系数且结合横摆角速度滑模控制器以及质心侧偏角滑模控制器为车辆选取车身稳定控制策略。

2.根据权利要求1所述的基于路面附着系数估算的车身稳定控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

纵滑侧偏组合刷子轮胎模型为：

其中，

优选地，利用卡尔曼滤波方式对F_x和F_y进行估算；

其中，C_x为轮胎纵滑刚度，C_α为轮胎侧偏刚度，α为轮胎侧偏角，μ为路面附着系数，λ为车轮实际纵向滑转率，r为车轮滚动半径，v_ω为轮心处的纵向速度，F_x为轮胎纵向力，F_y为轮胎侧向力，F_z为轮胎垂向力；

纵滑侧偏组合刷子轮胎模型的非线性格式如下：

y(k)＝f(k,μ(k))+v₁；

优选地，采用卡尔曼滤波方式计算轮胎力数值y＝[F_x,F_y]^T；

其中，f(k,μ(k))为纵滑侧偏组合刷子轮胎模型的表达式，μ(k)为轮胎模型参数，v₁为测量噪声；

将y(k)线性化，纵滑侧偏组合刷子轮胎模型的线性格式如下：

其中，

其中，为μ的观测值；

定义变量g(k)为：

则

3.根据权利要求2所述的基于路面附着系数估算的车身稳定控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

优选地，采用车辆线性二自由度模型获取车身稳态的期望质心侧偏角和期望横摆角速度，并基于最小二乘法对车辆当前行驶路面附着系数进行计算；

车辆线性二自由度模型为：

其中，β为车辆实际质心侧偏角，γ为车辆实际横摆角速度，k₁为车辆前轮胎总侧偏刚度，k₂为车辆后轮胎总侧偏刚度，δ_f为车辆前轮转角，a为车辆质心至车辆前轴距离，b为车辆质心至车辆后轴距离，m为车辆整车质量，I_z为绕z轴的转动惯量，u为车辆纵向速度；

由上式计算出期望质心侧偏角和期望横摆角速度：

其中，γ_d为期望横摆角速度，β_d为期望质心侧偏角，L为轴距且L＝a+b，K为车辆稳定性因数且

由于a_y≤μg，因此车身稳态的横向加速度为：

其中，R为转弯半径，|γ|≤|μg/u|，其中，μ为路面附着系数；

基于路面附着系数μ确定的最大理想横摆角速度和最大理想质心侧偏角表示为：

其中，γ_dmax为最大理想横摆角速度，β_dmax为最大理想质心侧偏角；

则期望横摆角速度、期望质心侧偏角修正为：

其中，γ为期望横摆角速度，β为期望质心侧偏角。