车辆稳定性控制方法、系统、设备和产品

本发明属于车辆控制，具体涉及一种车辆稳定性控制方法、系统、设备和产品。

背景技术：

1、随着智能驾驶、线控底盘和电动化技术的发展，车辆底盘系统正向电子化、线控化和智能化方向演进。对于具备高级自动驾驶功能的智能车辆，不仅需要精确跟踪规划轨迹，还需在高速避障、紧急变道、低附着路面行驶等极限工况下保持横向稳定性。当车辆接近轮胎附着极限时，其动力学行为会表现出强非线性特征，如横摆角速度超调、质心侧偏角快速增大、轮胎侧向力饱和等。若控制系统无法及时识别车辆稳定裕度的变化并合理调控，车辆极易发生侧滑、甩尾等失稳现象，严重时将导致偏离预期轨迹甚至引发交通事故。

2、现有的车辆稳定控制技术通常包括状态获取、稳定判断、上层控制、下层分配和执行反馈等环节。上层控制器负责计算纠正车辆姿态所需的附加横摆力矩，下层控制器则将该力矩分配为各车轮的制动力或驱动力。这些方案虽能在一定程度上改善车辆稳定性，但在应对智能车辆的极限工况时仍存在若干不足。

3、其一，稳定状态判断结果与上层控制之间的耦合度不足。部分方案的稳定判断结果多用于触发控制介入或进行简单的阈值切换，而非连续调节控制参数。由于车辆的稳定风险通常是连续演化的，仅根据固定阈值决定是否介入，易导致控制介入过早、过晚或介入强度突变，造成轮端力矩冲击，影响驾乘体验和控制效果。若稳定判断结果不能转化为可连续调节的控制参数，上层控制便难以根据车辆稳定裕度的变化平滑地调整附加横摆力矩。

4、其二，下层轮端力矩分配方法对轮胎动态附着状态的适应能力不足。传统的二次规划（qp）力矩分配方法，通常依据静态的附着约束来设定各车轮的纵向力上限。然而，在强侧向激励工况下，轮胎侧向力会显著占用附着空间，导致可用于纵向控制的附着裕度明显减小。如果下层分配算法仍采用固定的滑移率边界或附着约束，未能根据各车轮当前的侧向力占用和附着状态动态调整目标滑移率的可行范围，则可能将过大的纵向力矩分配给已接近滑移安全边界的车轮，从而诱发车轮抱死、深度滑移，甚至导致侧向附着能力下降，引发二次失稳。

5、综上所述，现有技术在车辆稳定控制的平顺性、对轮胎动态附着极限的适应性以及上下层控制的协同性方面存在明显缺陷，难以在保证安全性的同时兼顾控制的平顺性和可执行性。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种车辆稳定性控制方法、系统、设备和产品，旨在解决现有技术在车辆稳定控制的平顺性、对轮胎动态附着极限的适应性以及上下层控制的协同性方面不足的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供了一种车辆稳定性控制方法，包括：

4、根据车辆的实时运行状态确定一个用于平滑调度控制强度的、表征车辆稳定风险的连续控制介入权重；

5、在一个上层横摆稳定控制模块中，根据所述控制介入权重，动态调整所述上层横摆稳定控制模块的至少一个控制参数；

6、通过经过动态调整的所述上层横摆稳定控制模块，求解出纠正车辆姿态所需的附加横摆力矩；

7、在一个下层力矩分配模块中，以各车轮的目标滑移率为决策变量构建优化问题；

8、求解所述优化问题，以获得能够实现所述附加横摆力矩的各车轮的目标滑移率；

9、根据各车轮的目标滑移率与实时滑移率之间的偏差控制轮端执行器，并继续采集所述车辆的实时运行状态，以实现滚动闭环控制。

10、第二方面，本申请提供了一种车辆稳定性控制系统，包括：

11、稳定状态研判模块，用于根据车辆的实时运行状态确定一个用于平滑调度控制强度的、表征车辆稳定风险的连续控制介入权重；

12、上层横摆稳定控制模块，用于根据所述控制介入权重，动态调整自身的至少一个控制参数，并在调整后求解出纠正车辆姿态所需的附加横摆力矩；

13、下层力矩分配模块，用于以各车轮的目标滑移率为决策变量构建优化问题，并通过求解所述优化问题，以获得能够实现所述附加横摆力矩的各车轮的目标滑移率；

14、闭环反馈模块，用于根据各车轮的目标滑移率与实时滑移率之间的偏差生成轮端力矩指令，并根据所述轮端力矩指令控制轮端执行器，同时继续采集所述车辆的实时运行状态，以实现滚动闭环控制。

15、第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述中任一项所述的车辆稳定性控制方法的步骤。

16、第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的车辆稳定性控制方法的步骤。

17、第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的车辆稳定性控制方法的步骤。

18、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

19、首先，本发明能够实现稳定控制的平滑、连续介入。通过引入能够平滑调度控制强度的、表征车辆稳定风险的连续控制介入权重，进而动态调度上层控制器的关键参数。这使得控制系统能够根据车辆稳定裕度的连续变化，平滑地调整控制强度，避免了传统基于固定阈值触发控制所带来的力矩突变和驾乘冲击，在保证安全的前提下，极大地提升了控制的平顺性和舒适性。

20、其次，本发明提升了下层力矩分配的安全性与合理性。通过以各车轮的目标滑移率作为下层优化分配的决策变量，并结合考虑了侧向力影响的动态附着边界，使得分配决策能够实时感知并适应各车轮的附着利用状态；同时，将各车轮的实时滑移率作为反馈量，根据目标滑移率与实时滑移率之间的偏差生成轮端力矩指令。该方法能主动为即将或已经处于高滑移状态的车轮降低力矩分配，有效预防车轮抱死或深度滑移，从而保障了车辆在极限工况下的侧向附着能力和循迹能力。

21、最后，本发明构建了“状态研判-上层决策-下层分配-执行反馈”之间紧密协同的分层闭环控制架构。上层控制专注于整车姿态的宏观调控，下层分配则聚焦于轮胎附着潜力的精细化管理。上层决策的强度受稳定风险引导，下层分配的结果受上层目标和轮胎动态附着能力的共同约束，而实时滑移率用于轮端目标滑移率的闭环跟踪，执行结果又闭环反馈至下一周期的状态研判，形成了一个完整的滚动优化闭环。这种协同机制确保了上层控制需求与下层执行能力的高度匹配，全面提升了智能车辆在复杂和极限工况下的横向稳定性、抗侧滑能力以及控制系统的整体鲁棒性。

1.一种车辆稳定性控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述控制介入权重的确定步骤包括：

3.根据权利要求1所述的车辆稳定性控制方法，其特征在于，动态调整所述上层横摆稳定控制模块的至少一个控制参数，具体包括：

4.根据权利要求1所述的车辆稳定性控制方法，其特征在于，以各车轮的目标滑移率为决策变量构建所述优化问题，具体包括：

5.根据权利要求4所述的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述动态滑移率边界的确定步骤包括：

6.根据权利要求4所述的车辆稳定性控制方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的车辆稳定性控制方法，其特征在于，根据各车轮的目标滑移率与实时滑移率之间的偏差控制轮端执行器，具体包括：

8.一种车辆稳定性控制系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的车辆稳定性控制方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的车辆稳定性控制方法的步骤。