1.一种分布式驱动车辆转向稳定性控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、采集车辆运动状态参数包括方向盘转角δw、车辆纵向速度vx、前轮转角δf和路面附着系数μ并得到质心侧偏角β、质心侧偏角速度 和ωz;
S2、基于横摆角速度门限值和稳定度指标,根据β、和ωz判定车辆是否稳定;
S3、若处于非稳定状态,根据vx、δf和μ计算出期望横摆角速度ωexp、期望质心侧偏角βexp以及横摆角速度的跟踪误差eω和质心侧偏角的跟踪误差eβ,并对车辆进行附加横摆力矩滑模控制,得到附加横摆力矩ΔMβ和ΔMω;根据稳定度指标Sβ分配控制比例,得到加权附加横摆力矩ΔM;通过动态载荷分配算法将ΔM分配到各个车轮上,得到各个轮胎的附加横摆力矩;
车辆失稳判定方法为:
S2.1、将vx、δf和μ输入非线性车辆动力学模型得到横摆角速度偏差Δω、β和S2.2、将β和 代入稳定度指标公式中计算得到稳定度指标Sβ;
S2.3、若Sβ=0,判定汽车失稳;当Sβ≠0且Δω>k时,判定汽车失稳;当Sβ≠0且Δω≤k时,判定汽车稳定,继续监测汽车的稳定性,其中,k为横摆角速度门限值;
所述S2.2中获得稳定度指标公式的方法为:S2.2.1、基于非线性车辆动力学模型得到二阶自治系统,进而构建基于五参数菱形相平面的车辆稳定域边界参数:
其中, 为横摆角加速度;kf为前轴侧偏刚度;kr为后轴侧偏刚度;在给定的vx、μ和δf下,绘制二阶自治系统的相轨迹,得到 相平面图;
S2.2.2、基于的二阶自治系统,在纵向车速60~120km/h、附着系数0~l和前轮转角0~
10°的工况下进行仿真,建立五参数值查表数据库;
S2.2.3、得到各个工况下稳定域的边界方程,即稳定度指标公式如下式:其中, 是菱形的第i个边界方程,Ai为第i个边界方程的斜率;Bi为第i个边界方程的常数;βi为第i个边界的β值,i=1,2,3,4。
2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆转向稳定性控制方法,其特征在于,计算出期望横摆角速度ωexp和期望质心侧偏角βexp的方法为:其中,g为重力加速度;K为车辆的稳定性因数;L为轴距;Lf为质心到前轴的距离;Lr为质心到后轴的距离;kr为后轴侧偏刚度。
3.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆转向稳定性控制方法,其特征在于,获得附加横摆力矩ΔMβ和ΔMω的方法为:分别计算横摆角速度跟踪误差eω和质心侧偏角跟踪误差eβ:根据横摆角速度跟踪误差和质心侧偏角跟踪误差对车辆进行附加横摆力矩滑模控制,得到的附加横摆力矩公式为:
其中, 分别是横摆角速度跟踪误差和质心侧偏角跟踪误差的一阶导数; 为期望质心侧偏角加速度;cω为横摆角速度误差及其变化率之间的权重系数,其值大于0;cβ为质心侧偏角误差及其变化率之间的权重系数,其值大于0; 为横摆角加速度;t为时间变量;Kβ、Kω分别为质心侧偏角控制器等速趋近律的系数和横摆角速度控制器等速趋近律的系数。
4.根据权利要求3所述的一种分布式驱动车辆转向稳定性控制方法,其特征在于,计算加权附加横摆力矩ΔM和控制比例的方法为:其中,P为控制比例;H为相图上平衡点到车辆状态点的距离。
5.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆转向稳定性控制方法,其特征在于,通过动态载荷分配算法将ΔM分配到各个车轮的方法为:每个车轮受到的垂直载荷:
各轮分配的转矩表示为:
其中,Fz_ij为各轮受到的垂直载荷Tij为各轮分配的转矩,i=f、r,f、r分别代表前和后;
j=l、r,l、r分别代表左和右;hg是车辆质心高度;ay为车辆侧向加速度;d为轮距,g为重力加速度;Rw为车轮的滚动半径。