[发明专利]分布式驱动电动汽车质心侧偏角与轮胎侧向力估计方法

权利要求书

1.分布式驱动电动汽车质心侧偏角与轮胎侧向力估计方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、建立八自由度车辆动力学方程，包括纵向运动、横向运动、横摆运动、侧倾运动以及四个轮胎的运动；

步骤二、选取线性轮胎模型和非线性Dugoff轮胎模型作为交互多模型算法的模型集；

步骤三、基于交互多模型算法-容积卡尔曼滤波对车辆质心侧偏角和轮胎侧向力进行估计；

所述步骤一，建立八自由度车辆动力学方程，包括纵向运动、横向运动、横摆运动、侧倾运动以及四个轮胎的运动，得到车辆动力学模型；

所述建立八自由度车辆动力学方程如下：

其中，式(1)、(2)分别为车辆的车身纵向、横向运动方程，式(3)、(4)分别为车辆整车纵向、横向运动方程，式(5)、(6)分别为整车横摆、侧倾运动方程；m、m_s分别表示车辆总质量和车辆簧载质量；I_zz、I_xz、I_xxs、I_xzs分别表示车辆横摆转动惯量、车辆质量绕x,z轴的转动惯量积、车辆簧载质量横摆转动惯量和车辆簧载质量绕x,z轴的转动惯量积；V_x、V_y、ω_z、ω_x分别表示车辆纵向速度、车辆横向速度、车辆横摆角速度和车辆侧偏角速度；β、δ、φ分别表示车辆质心侧偏角、前轮转角及车辆侧偏角；F_x、F_y分别表示车辆四轮纵向力、侧向力；下标i＝f,r分别表示车辆前轴和车辆后轴，下标j＝q,p分别表示车辆左轮和车辆右轮，由此下标fq、fp、rq、rp分别表示车辆左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；h表示车辆簧载部分质心到侧倾轴垂直距离；M_z、M_x分别表示横摆、侧倾力矩；B_f、B_r分别表示车辆前、后车轨宽；L_f、L_r分别表示车辆前、后车轴距；g表示重力加速度；上标志“·”表示对所示量的微分；

建立各个轮胎垂向载荷的表达式为：

其中，F_z表示车辆垂向力；下标i＝f,r分别表示车辆前轴和车辆后轴，下标j＝q,p分别表示车辆左轮和车辆右轮，由此下标fq、fp、rq、rp分别表示车辆左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；m、m_s、m_uf、m_ur分别表示车辆总质量、车辆簧载质量、车辆前、后非簧载质量；C_φf、C_φr分别表示车辆前、后侧倾刚度；K_φf、K_φr分别表示车辆前、后侧倾阻尼系数；V_x、V_y、ω_z、ω_x分别表示车辆纵向速度、车辆横向速度、车辆横摆角速度和车辆侧偏角速度；g表示重力加速度；h_cg、h_uf、h_ur分别表示车辆质心及前、后轮侧偏中心距地面的高度；分别表示车辆前、后侧倾中心高度；B_f、B_r分别表示车辆前、后车轨宽；L_f、L_r分别表示车辆前、后车轴距；φ表示侧倾角；上标志“·”表示对所示量的微分；

轮胎滑移率表达式为：

其中，λ表示轮胎滑移率；V_x、ω_ij分别表示车辆纵向速度和轮胎横摆角速度；下标i＝f,r分别表示车辆前轴和车辆后轴，下标j＝q,p分别表示车辆左轮和车辆右轮，由此下标fq、fp、rq、rp分别表示车辆左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；R_e为轮胎有效半径。