1.一种基于相平面的车辆稳定性判断方法,其特征在于,包括:将不同车辆行驶工况参数输入非线性二自由度车辆模型,绘制出全工况下的车辆稳定性相平面图;
采用四边形法对所述全工况下的车辆稳定性相平面图进行划分,得到全工况下的相平面初始稳定区域边界,并记录所述边界的斜率和横轴截距;
将所述不同车辆行驶工况参数以及所述全工况下的相平面初始稳定区域边界的斜率和横轴截距进行对应组合,构建随机森林数据库;
以所述随机森林数据库中的不同车辆行驶工况参数作为输入,所述全工况下的相平面初始稳定区域边界的斜率和横轴截距作为输出,通过随机森林方法进行模型训练,得到随机森林回归预测模型;
将实时车辆行驶工况参数输入到所述非线性二自由度车辆模型和所述随机森林回归预测模型中,得到实时车辆行驶工况下的实时车辆状态点的坐标以及实时车辆行驶工况下的相平面初始稳定边界的斜率和横轴截距;
结合所述实时车辆行驶工况下的相平面初始稳定边界的斜率和横轴截距,将轮胎侧向力动态特性映射到所述实时车辆行驶工况下的车辆稳定性相平面图中,并根据映射结果对所述车辆稳定性相平面图进行区域划分;
根据所述实时车辆状态点在所述车辆稳定性相平面图中所处的区域对车辆稳定性控制模式进行判断,得到判断结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
通过在二自由度车辆模型中引入非线性轮胎侧向力模型,建立非线性二自由度车辆模型。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述非线性轮胎侧向力模型由魔术轮胎公式建立,表示为:其中, 为前轮侧向力; 为后轮侧向力; 为路面附着系数; 为前轮垂向载荷; 为后轮垂向载荷; 为前轮侧偏角; 为后轮侧偏角;Cf、Cr、Bf、Br、Ef、Er均为魔术轮胎模型拟合系数且由轮胎垂向载荷和外倾角确定。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述二自由度车辆模型表示为:其中,表示车辆质心侧偏角;m为车辆质量;u为纵向车速; 表示前轮转角; 表示车辆横摆角速度;a为车辆质心到前轴的距离;b为车辆质心到后轴的距离;Iz为整车质量绕轴的转动惯量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述车辆稳定性相平面图为质心侧偏角、质心侧偏角速度相平面图;
其中,以所述质心侧偏角为横坐标,以所述质心侧偏角速度为纵坐标。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述车辆行驶工况参数包括纵向车速、前轮转角和路面附着系数;
将所述纵向车速、前轮转角和路面附着系数进行组合得到所述不同车辆行驶工况参数。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述随机森林回归预测模型表示为:其中,x表示随机森林模型的输入;y表示随机森林模型的输出;m表示输入值被划分成m个单元;ci表示每个单元上的固定输出值;Rm表示输入值被划分的第m个单元。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述结合所述实时车辆行驶工况下的相平面初始稳定边界的斜率和横轴截距,将轮胎侧向力动态特性映射到所述车辆稳定性相平面图中,并根据映射结果对所述车辆稳定性相平面图进行区域划分,包括:结合所述相平面初始稳定边界的斜率和横轴截距,将轮胎侧向力动态特性映射到所述车辆稳定性相平面图中,得到相平面稳定边界和相平面非稳定边界;
以所述车辆稳定性相平面图的稳定点作为圆心,分别作所述相平面稳定边界和所述相平面非稳定边界的内切圆,得到稳定圆和非稳定圆;
根据所述相平面稳定边界、所述稳定圆、所述非稳定圆对所述车辆稳定性相平面图进行区域划分。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述区域划分包括:所述稳定圆的内部区域为定义为稳定域;
所述稳定圆和所述相平面稳定边界之间的区域定义为操纵控制域;
所述相平面稳定边界和所述非稳定圆之间定义为协调控制域;
所述非稳定圆之外定义为稳定控制域。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述实时车辆状态点在所述车辆稳定性相平面图中所处的区域对车辆稳定性控制模式进行判断,得到判断结果,包括:当所述实时车辆状态点处于所述稳定域中,无需任何控制算法介入;
当所述实时车辆状态点处于所述操纵控制域中,只需操纵控制算法介入;
当所述实时车辆状态点处于所述协调控制域中,车辆稳定性控制算法的控制比例为 ,操纵控制算法的控制比例为1‑ ;
当所述实时车辆状态点处于所述稳定控制域中,则以车辆稳定性控制算法为主,=1;
其中,为车辆稳定性控制算法的权重系数,0≤ ≤1,表示为:其中,R为实时车辆状态点到稳定点之间的距离;假设实时车辆状态点与原点O之间的连线与同象限的相平面稳定边界四边形的交点为点 ,则DS为实时车辆状态点与点 之间的距离;RU为相平面非稳定圆半径。