CN110435628A - 一种汽车四驱控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车四驱控制系统及方法，包括：输入模块、扭矩分配模块、稳定模块、打滑控制模块和输出模块；输入模块用于采集汽车的行驶参数信息，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；扭矩分配模块，用于确定初始输出扭矩N1；稳定模块用于根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；打滑控制模块用于根据行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；输出模块用于输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。本发明利用更加多样化的行驶参数信息，通过稳定模块对扭矩分配模块的修正，提高整车操控稳定性，并通过打滑控制模块解决了车辆在复杂路况下行车抖动、异响等问题。

Description

一种汽车四驱控制系统及方法

技术领域

本发明涉及四驱汽车控制领域，特别涉及一种汽车四驱控制系统及方法。

背景技术

汽车四驱系统由来已久，相比于两驱车辆，四驱车可以将动力传递至所有车轮，最大化的发挥路面附着力，提升车辆的加速性、通过性、操控性，目前常见的四驱系统为适时四驱系统，其核心技术就是通过控制器局域网络(CAN,Controller Area Network)实时接收汽车的车速、轮速、节气门开度等信号，并根据整车模型判断车辆行驶状态，从而实时匹配最优的四驱输出扭矩，使整车得到最好的四驱性能。

目前，适时四驱系统的汽车中，是根据汽车行驶中的节气门开度、车速、转向角度三个信号判断车辆行驶状态，识别路况需求，并根据不同的路况需求分配对应的四驱扭矩，通过节气门开度、车速、转向角度这三个信号，可以确定汽车的转向状态是否过度或不足，也可以确定汽车的车速是否过快或过慢，进一步还可以确定汽车的车速是否过快或过慢，并通过改变四驱驱动桥的扭矩输出，来矫正异常工况。

但是，在目前方案中，仅通过节气门开度、车速、转向角度这三个信号，无法判断出更复杂的车辆行驶状态和路况需求，导致对四驱系统的扭矩矫正效果较差，例如，通过节气门开度、车速、转向角度这三个信号，无法判断出行车过程中如扭矩不足、行车抖动、异响等状况。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车四驱控制系统及方法，以解决现有技术中汽车仅通过节气门开度、车速、转向角度这三个信号，无法判断出更复杂的车辆行驶状态和路况需求，导致对四驱系统的扭矩矫正效果较差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车四驱控制系统，所述汽车四驱控制系统包括：

输入模块、扭矩分配模块、稳定模块、打滑控制模块和输出模块；

所述输入模块分别与所述扭矩分配模块、所述稳定模块和所述打滑控制模块连接；

所述输入模块用于采集汽车的行驶参数信息，并分别向所述扭矩分配模块、所述稳定模块和所述打滑控制模块发送所述行驶参数信息，所述行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；

所述扭矩分配模块，用于确定初始输出扭矩N1；

所述稳定模块，用于根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；

所述打滑控制模块，用于根据所述行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；

所述输出模块，用于采集所述初始输出扭矩N1、所述第一矫正扭矩N2和所述第二矫正扭矩N3，并输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。

进一步的，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述初始输出扭矩N1与Ns、A1、A2、A3的乘积呈线性关系，

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A1为第一速度系数，所述第一速度系数A1通过所述车速v计算得出；

A2为第一转向系数，所述第一转向系数A2通过所述转向角s计算得出；

A3为第一油门系数，所述第一油门系数A3通过所述节气门开度a计算得出；

A1、A2、A3均大于等于0且小于等于1。

进一步的，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述第一矫正扭矩N2与Ns、A4、A5、A6、A7、A8的乘积呈线性关系，

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A4为第二速度系数，所述第二速度系数A4通过所述车速v计算得出；

A5为第二转向系数，所述第二转向系数A5通过所述转向角s计算得出；

A6为第二油门系数，所述第二油门系数A6通过所述节气门开度a计算得出；

A7为横摆系数，所述横摆系数A7通过所述横摆角速度m计算得出；

A8为侧向系数，所述侧向系数A8通过所述侧向加速度n的绝对值计算得出；

A4大于等于0.1且小于等于1，A5大于等于0.2且小于等于1，A6大于等于0且小于等于1，A7大于等于-1且小于等于1。

进一步的，所述稳定模块，还用于根据所述横摆系数A7，确定汽车的整车行驶姿态；

当所述横摆系数A7小于0时，确定所述整车行驶姿态为转向不足状态；

当所述横摆系数A7等于0时，确定所述整车行驶姿态为中性转向状态；

当所述横摆系数A7大于0时，确定所述整车行驶姿态为转向过度状态。

进一步的，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a、和转向角s；

所述第二矫正扭矩N3与2Ns、A9、A10、A11、A12的乘积呈线性关系，

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A9为第三速度系数，所述第三速度系数A9通过所述车速v计算得出；

A10为第三转向系数，所述第三转向系数A10通过所述转向角s计算得出；

A11为第三油门系数，所述第三油门系数A11通过所述节气门开度a计算得出；

A12为打滑系数，所述打滑系数A12通过所述轮速差k计算得出；

A9大于等于0.1且小于等于1，A10大于等于0.2且小于等于1，A11和A12大于等于0且小于等于1。

一种汽车四驱控制方法，所述汽车四驱控制方法包括：

采集汽车的行驶参数信息，所述行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；

确定初始输出扭矩N1；

根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2、第二矫正扭矩N3；

输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。

进一步的，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述确定初始输出扭矩N1，包括：

根据所述Ns、A1、A2、A3的乘积与所述初始输出扭矩N1的线性关系，确定所述N1；

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A1为第一速度系数，所述第一速度系数A1通过所述车速v计算得出；

A2为第一转向系数，所述第一转向系数A2通过所述转向角s计算得出；

A3为第一油门系数，所述第一油门系数A3通过所述节气门开度a计算得出；

A1、A2、A3均大于等于0且小于等于1。

进一步的，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2，包括：

所述根据所述行驶参数信息，确定A4、A5、A6、A7和A8；

根据Ns、A4、A5、A6、A7、A8的乘积与所述N2的线性关系，确定所述N2；

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A4为第二速度系数，所述第二速度系数A4通过所述车速v计算得出；

A5为第二转向系数，所述第二转向系数A5通过所述转向角s计算得出；

A6为第二油门系数，所述第二油门系数A6通过所述节气门开度a计算得出；

A7为横摆系数，所述横摆系数A7通过所述横摆角速度m计算得出；

A8为侧向系数_，所述侧向系数A8通过所述侧向加速度n的绝对值计算得出；

A4大于等于0.1且小于等于1，A5大于等于0.2且小于等于1，A6大于等于0且小于等于1，A7大于等于-1且小于等于1。

进一步的，所述汽车四驱控制方法还包括：

根据所述横摆系数A7，确定汽车的整车行驶姿态；

当所述横摆系数A7小于0时，确定所述整车行驶姿态为转向不足状态；

当所述横摆系数A7等于0时，确定所述整车行驶姿态为中性转向状态；

当所述横摆系数A7大于0时，确定所述整车行驶姿态为转向过度状态。

进一步的，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述根据所述行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3，包括：

所述根据所述行驶参数信息，确定A9、A10、A11和A12；

根据2Ns、A9、A10、A11、A12的乘积与所述N3的线性关系，确定所述N3；

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A9为第三速度系数，所述第三速度系数A9通过所述车速v计算得出；

A10为第三转向系数，所述第三转向系数A10通过所述转向角s计算得出；

A11为第三油门系数，所述第三油门系数A11通过所述节气门开度a计算得出；

A12为打滑系数，所述打滑系数A12通过所述轮速差k计算得出；

A9大于等于0.1且小于等于1，A10大于等于0.2且小于等于1，A11和A12大于等于0且小于等于1。

相对于现有技术，本发明所述的一种汽车四驱控制系统及方法具有以下优势：

本发明实施例提供的一种汽车四驱控制系统及方法，包括：输入模块、扭矩分配模块、稳定模块、打滑控制模块和输出模块；输入模块用于采集汽车的行驶参数信息，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；扭矩分配模块，用于确定初始输出扭矩N1；稳定模块用于根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；打滑控制模块用于根据行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；输出模块用于输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。本发明利用更加多样化的行驶参数信息，通过稳定模块对扭矩分配模块的修正，提高整车操控稳定性，并通过打滑控制模块解决了车辆在复杂路况下行车抖动、异响等问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种汽车四驱控制系统的结构框图；

图2为本发明实施例所述的一种扭矩分配模块的逻辑结构框图；

图3为本发明实施例所述的一种稳定模块的逻辑结构框图；

图4为本发明实施例所述的一种打滑控制模块的逻辑结构框图；

图5为本发明实施例所述的一种汽车四驱控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，其示出了本发明实施例提供的一种汽车四驱控制系统的结构框图，汽车四驱控制系统包括：输入模块10、扭矩分配模块20、稳定模块30、打滑控制模块40和输出模块50；输入模块10分别与扭矩分配模块20、稳定模块30和打滑控制模块40连接；输入模块10用于采集汽车的行驶参数信息，并分别向扭矩分配模块20、稳定模块30和打滑控制模块40发送行驶参数信息，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；扭矩分配模块20，用于确定初始输出扭矩N1；稳定模块30，用于根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；打滑控制模块40，用于根据行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；输出模块50，用于采集初始输出扭矩N1、第一矫正扭矩N2和第二矫正扭矩N3，并输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。

在本发明实施例中，汽车四驱控制系统可以应用于适时四驱系统的车辆，适时四驱系统是一种由汽车四驱控制系统和智能分动器组成的智能四驱系统，智能分动器硬件中有一套多片离合器系统，可由汽车四驱控制系统实时控制其传递的扭矩，从而达到实时控制四驱系统的通断甚至扭矩值等效果，汽车四驱控制系统是一套电子控制的智能四驱系统，无需驾驶员控制，可以根据控制策略自行加载扭矩值，所以其既可以保障车辆的加速性、通过性、操控性，又可以消除转向制动等现象，兼顾优良的驾驶体验与四驱性能。

具体的，输入模块10可以包括多个传感器，用于采集汽车的行驶参数信息，为各计算模块提供计算所需的输入参数，另外，输入模块10也可以直接从CAN网络上采集汽车的行驶参数信息，和车辆的一些基本信息，如：变速器各档位速比、滚动半径、轴距、前轮转角比例等；需要说明的是，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种，另外行驶参数信息还可以包括：车速v、节气门开度a和转向角s等；在各计算模块基于车速、油门开度、方向盘转角进行调整四驱输出扭矩的基础上，本发明实施例还可以通过横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k进一步优化四驱输出扭矩的值，以使得车辆适应更为复杂的路况和行驶条件。

进一步的，扭矩分配模块20为四驱系统的性能的基础保障模块，它以车速v、节气门开度a和转向角s度三个信号作为输入，依据内部的算法计算出初始输出扭矩N1，给车辆提供足够的驱动力，稳定模块30和打滑控制模块40可以基于初始输出扭矩N1，对初始输出扭矩N1进行值的修正，使其更符合当前路况和行驶状态。

进一步的，稳定模块30是对扭矩分配模块20的一种补偿，主要用于控制车辆的行驶稳定性，其通过输入模块10输出的横摆角速度m，判定车辆的稳定性状态，若出现过度转向则输出正扭矩，增大前桥的驱动力，若出现转向不足则输出负扭矩，减小前桥的驱动力，即稳定性模块30可实时调节整车的操控性能，其与扭矩分配模块20配合工作，使整车在获得最大的驱动力的同时还可以保持良好的操控性。

进一步的，打滑控制模块40的工作主要针对车辆脱困的情况，以及在恶劣路面下可使四驱车辆的性能发挥至极限，其主要监控主驱动桥，具体为后桥的滑转率和轮速差k，轮速差k是指四驱车辆前后驱动桥的轴转速之差，例如，若发现后桥打滑且车速不高，证明此事道路条件恶劣，此时会根据内部算法向前桥输出极高的扭矩，使整车可以更平稳的通过恶劣路面；其次，打滑模块亦可以在铺装路面急加速时使前桥分担更多的驱动责任，不会让后桥因为超负荷工作而打滑，即保护了轮胎，延长其使用寿命，又可以使整车获得最大的加速性能。

进一步的，输出模块50基于稳定模块30对扭矩分配模块20进行实时补偿时的扭矩输出之和N1+N2，和打滑控制模块40专注于在打滑时输出的第二矫正扭矩N3，N1+N2的值和N3进行比较，自动输出较大值作为目标输出扭矩，这种架构可最大化的精简计算步骤，提升计算效率。

综上所述，本发明实施例提供的一种汽车四驱控制系统，包括：输入模块、扭矩分配模块、稳定模块、打滑控制模块和输出模块；输入模块用于采集汽车的行驶参数信息，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；扭矩分配模块，用于确定初始输出扭矩N1；稳定模块用于根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；打滑控制模块用于根据行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；输出模块用于输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。本发明利用更加多样化的行驶参数信息，通过稳定模块对扭矩分配模块的修正，提高整车操控稳定性，并通过打滑控制模块解决了车辆在复杂路况下行车抖动、异响等问题。

可选的，参照图2，其示出了本发明实施例提供的一种扭矩分配模块的逻辑结构框图，其中行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；由图2可知，初始输出扭矩N1与Ns、A1、A2、A3的乘积呈线性关系。

其中，Ns为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A1为第一速度系数，第一速度系数A1通过车速v计算得出；A2为第一转向系数，第一转向系数A2通过转向角s计算得出；A3为第一油门系数，第一油门系数A3通过节气门开度a计算得出；A1、A2、A3均大于等于0且小于等于1。

具体的，第一速度系数A1以车速v作为输入，A1在汽车低速时为1，随着车速的升高系数逐渐降至0。

以一个示例进行说明，在车速v≤a时，第一速度系数A1为1，在车速v＞b时，第一速度系数A1为0，在a＜v≤b时，第一速度系数A1为其中，a、b的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，第一转向系数A2以方向盘转向角s作为输入，在转向角s为0时A2为1，随着转向角增大，A2迅速降低至0，以此规避转向制动现象。

以一个示例进行说明，在转向角s＜a时，第一转向系数A2为0，在转向角s＞b时，第一转向系数A2为0，在a≤s≤b时，第一转向系数A2为其中，a、b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，第一油门系数A3以节气门开度a作为输入，节气门开度a越大A3越大，以此在动力性与经济性之间取得平衡。

以一个示例进行说明，第一油门系数其中，b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

综上，将实时最大分配扭矩Ns分别与系数A1、A2、A3进行相乘，可以得到初步修正后的初始输出扭矩N1，给车辆提供足够的驱动力，达到四驱行驶的目的，其中实时最大分配扭矩Ns可以为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩。

可选的，参照图3，其示出了本发明实施例提供的一种稳定模块的逻辑结构框图，其中，行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；由图3可知，第一矫正扭矩N2与Ns、A4、A5、A6、A7、A8的乘积呈线性关系。

其中，Ns为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A4为第二速度系数，第二速度系数A4通过车速v计算得出；A5为第二转向系数，第二转向系数A5通过转向角s计算得出；A6为第二油门系数，第二油门系数A6通过节气门开度a计算得出；A7为横摆系数，横摆系数A7通过横摆角速度m计算得出；A8为侧向系数，侧向系数A8通过侧向加速度n的绝对值计算得出；A4大于等于0.1且小于等于1，A5大于等于0.2且小于等于1，A6大于等于0且小于等于1，A7大于等于-1且小于等于1。

具体的，第二速度系数A4以车速v作为输入，A4在汽车低速时为1，随着车速的升高系数逐渐降低，但为了保证高速时也可以补偿整车状态，第二速度系数A4相较第一速度系数A1下降缓慢，且高速时仍可以保证最小0.1的速度系数。

以一个示例进行说明，在车速v≤a时，第二速度系数A4为1，在车速v＞b时，第二速度系数A4为0，在a＜v≤b时，第二速度系数A4为其中，a、b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，第二转向系数A5以方向盘转向角s作为输入，在转向角s为0时A2为1，随着转向角s增大，此系数迅速降低，但为了保证高速时也可以补偿整车状态，第二转向系数A5下降缓慢，高速时仍可以保证最小0.2的转向系数。

以一个示例进行说明，第二转向系数A5为其中，a、b、c、d的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，第二油门系数A6以节气门开度a作为输入，节气门开度a越大A6越大，以此在动力性与经济性之间取得平衡。

以一个示例进行说明，第二油门系数其中，b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，横摆系数A7以输入模块中针对横摆车况的计算结果作为横摆角速度m输入，横摆系数A7的取值区间为(-1，1)，理论上，当发生转向不足时，即横摆系数A7＜0时，此时需要减小前桥扭矩；而发生转向过度时，即横摆系数A7＞0时，此时需要增大前桥扭矩；但为了保证整车的操控性，一般要将车辆调校至略居于转向不足状态，所以将此系数曲线略微右移，使横摆系数A7＝0。

以一个示例进行说明，在横摆角速度m≤a时，横摆系数A7为-1，在横摆角速度m＞c时，横摆系数A7为1，在b＜m≤c时，横摆系数A7为在a＜m≤b时，横摆系数A7为其中，a、b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，侧向系数A8为放大系数，以侧向加速度n的绝对值为输入，值越大系数越大。

以一个示例进行说明，侧向系数其中，a、b的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

综上，将实时最大分配扭矩Ns分别与系数A4、A5、A6、A7、A8进行相乘，可以得到第一矫正扭矩N2，稳定模块30的输出是对扭矩分配模块20的一种补偿，主要用于控制车辆的行驶稳定性，在扭矩不足时提供一个补偿扭矩，或在扭矩过大时减小扭矩。

可选的，稳定模块还用于根据横摆系数A7，确定汽车的整车行驶姿态；当横摆系数A7小于0时，确定整车行驶姿态为转向不足状态；当横摆系数A7等于0时，确定整车行驶姿态为中性转向状态；当横摆系数A7大于0时，确定整车行驶姿态为转向过度状态。通过横摆系数A7的值，汽车四驱控制系统可以推断出当前汽车的整车行驶姿态，并可以将该行驶姿态通知给驾驶员，以供驾驶员主动进行行驶姿态调整，提高车辆的操作性。

可选的，参照图4，其示出了本发明实施例提供的一种打滑控制模块的逻辑结构框图，其中，行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a、和转向角s；由图4可知，第二矫正扭矩N3与2Ns、A9、A10、A11、A12的乘积呈线性关系，

其中，Ns为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A9为第三速度系数，第三速度系数A9通过车速v计算得出；A10为第三转向系数，第三转向系数A10通过转向角s计算得出；A11为第三油门系数，第三油门系数A11通过节气门开度a计算得出；A12为打滑系数，打滑系数A12通过轮速差k计算得出；A9大于等于0.1且小于等于1，A10大于等于0.2且小于等于1，A11和A12大于等于0且小于等于1。

具体的，第三速度系数A9以车速v作为输入，A9在汽车低速时为1，随着车速的升高系数逐渐降低，但为了保证高速时也可以补偿整车状态，第三速度系数A9相较第一速度系数A1下降缓慢，且高速时仍可以保证最小0.1的速度系数。

以一个示例进行说明，在车速v≤a时，第三速度系数A9为1，在车速v＞b时，第三速度系数A9为0，在a＜v≤b时，第三速度系数A9为其中，a、b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，第三转向系数A10以方向盘转向角s作为输入，在转向角s为0时A2为1，随着转向角s增大，此系数迅速降低，但为了保证高速时也可以补偿整车状态，第三转向系数A10下降缓慢，高速时仍可以保证最小0.2的转向系数。

以一个示例进行说明，第三转向系数A10为其中，a、b、c、d的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，第三油门系数A11以节气门开度a作为输入，节气门开度a越大A11越大，以此在动力性与经济性之间取得平衡。

以一个示例进行说明，第三油门系数由于打滑控制需要更为激烈的油门响应，所以第三油门系数A11的幂指数可以选取3从而使打滑响应更迅速，其中，b、c的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

进一步的，打滑系数A12以轮速差k作为输入，打滑系数A12的取值范围为(0，1)，当轮速差k符合理想状态时，即k＝0时打滑系数A12为0，随着k升高A12逐渐升高至最大值1。

以一个示例进行说明，在k>a时，打滑系数A12为1，在k≤a时，打滑系数A12为其中，a，b的值为动态参数，可以根据车辆车型的不同进行设置。

综上，将2倍的实时最大分配扭矩2Ns分别与系数A9、A10、A11、A12进行相乘，可以得到第二矫正扭矩N3，打滑控制模块40的输出是对打滑工况下四驱系统的一种补偿，主要用于在打滑工况下控制车辆的行驶稳定性，降低打滑时发生交通事故的几率。

需要说明的是，打滑控制模块40还可以依据输入模块10输入的行驶参数信息，确定当前行车工况为低速猛打滑、高速轻打滑、中速轻打滑中的哪一种，并对应给出起步脱困、急加速脱困、恶劣路面行车对应的解决方案，使得四驱车辆的驾驶体验度更高。

综上所述，本发明实施例提供的一种汽车四驱控制系统，包括：输入模块、扭矩分配模块、稳定模块、打滑控制模块和输出模块；输入模块用于采集汽车的行驶参数信息，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；扭矩分配模块，用于确定初始输出扭矩N1；稳定模块用于根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；打滑控制模块用于根据行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；输出模块用于输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。本发明利用更加多样化的行驶参数信息，通过稳定模块对扭矩分配模块的修正，提高整车操控稳定性，并通过打滑控制模块解决了车辆在复杂路况下行车抖动、异响等问题。

参照图5，示出了本发明实施例的一种汽车四驱控制方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤501，采集汽车的行驶参数信息，所述行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种。

在本发明实施例中，输入模块可以包括多个传感器，用于采集汽车的行驶参数信息，为各计算模块提供计算所需的输入参数，另外，输入模块也可以直接从CAN网络上采集汽车的行驶参数信息，和车辆的一些基本信息，如：变速器各档位速比、滚动半径、轴距、前轮转角比例等；需要说明的是，行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种，另外行驶参数信息还可以包括：车速v、节气门开度a和转向角s等。

步骤502，确定初始输出扭矩N1。

步骤503，根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2、第二矫正扭矩N3。

在本发明实施例中，在各计算模块基于车速、油门开度、方向盘转角进行调整四驱输出扭矩的基础上，本发明实施例还可以先确定初始输出扭矩N1，之后通过横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k进一步确定第一矫正扭矩N2、第二矫正扭矩N3，以便通过第一矫正扭矩N2、第二矫正扭矩N3优化初始输出扭矩N1的值，以使得车辆适应更为复杂的路况和行驶条件。

步骤504，输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。

在本发明实施例中，输出模块基于稳定模块对扭矩分配模块进行实时补偿时的扭矩输出之和N1+N2，和打滑控制模块专注于在打滑时输出的第二矫正扭矩N3，N1+N2的值和N3进行比较，自动输出较大值作为目标输出扭矩，这种架构可最大化的精简计算步骤，提升计算效率。

可选的，本发明实施例提供的一种汽车四驱控制方法还可以包括子步骤：

S1，根据所述横摆系数A7，确定汽车的整车行驶姿态。

S2，当所述横摆系数A7小于0时，确定所述整车行驶姿态为转向不足状态。

S3，当所述横摆系数A7等于0时，确定所述整车行驶姿态为中性转向状态。

S4，当所述横摆系数A7大于0时，确定所述整车行驶姿态为转向过度状态。

在本发明实施例中，通过横摆系数A7的值，汽车四驱控制系统可以推断出当前汽车的整车行驶姿态，并可以将该行驶姿态通知给驾驶员，以供驾驶员主动进行行驶姿态调整，提高车辆的操作性。

可选的，行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；确定初始输出扭矩N1，包括：根据Ns、A1、A2、A3的乘积与初始输出扭矩N1的线性关系，确定N1；其中，Ns为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A1为第一速度系数，第一速度系数A1通过车速v计算得出；A2为第一转向系数，第一转向系数A2通过转向角s计算得出；A3为第一油门系数，第一油门系数A3通过节气门开度a计算得出；A1、A2、A3均大于等于0且小于等于1。

可选的，行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2，包括：根据行驶参数信息，确定A4、A5、A6、A7和A8；根据Ns、A4、A5、A6、A7、A8的乘积与N2的线性关系，确定N2；其中，Ns为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A4为第二速度系数，第二速度系数A4通过车速v计算得出；A5为第二转向系数，第二转向系数A5通过转向角s计算得出；A6为第二油门系数，第二油门系数A6通过节气门开度a计算得出；A7为横摆系数，横摆系数A7通过横摆角速度m计算得出；A8为侧向系数，侧向系数A8通过侧向加速度n的绝对值计算得出；A4大于等于0.1且小于等于1，A5大于等于0.2且小于等于1，A6大于等于0且小于等于1，A7大于等于-1且小于等于1。

可选的，行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；根据行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3，包括：根据行驶参数信息，确定A9、A10、A11和A12；根据2Ns、A9、A10、A11、A12的乘积与N3的线性关系，确定N3；其中，Ns为扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A9为第三速度系数，第三速度系数A9通过车速v计算得出；A10为第三转向系数，第三转向系数A10通过转向角s计算得出；A11为第三油门系数，第三油门系数A11通过节气门开度a计算得出；A12为打滑系数，打滑系数A12通过轮速差k计算得出；A9大于等于0.1且小于等于1，A10大于等于0.2且小于等于1，A11和A12大于等于0且小于等于1。

在本发明实施例中初始输出扭矩N1、第一矫正扭矩N2和第二矫正扭矩N3的具体计算过程可以参照上述汽车四驱控制系统中的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种汽车，汽车包括所述的汽车四驱控制系统。

综上所述，本发明实施例提供的一种汽车四驱控制系统及方法，包括：采集汽车的行驶参数信息，所述行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；确定初始输出扭矩N1，并根据行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2、第二矫正扭矩N3；输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。本发明利用更加多样化的行驶参数信息，通过稳定模块对扭矩分配模块的修正，提高整车操控稳定性，并通过打滑控制模块解决了车辆在复杂路况下行车抖动、异响等问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车四驱控制系统，其特征在于，所述汽车四驱控制系统包括：

输入模块、扭矩分配模块、稳定模块、打滑控制模块和输出模块；

所述输入模块分别与所述扭矩分配模块、所述稳定模块和所述打滑控制模块连接；

所述输入模块用于采集汽车的行驶参数信息，并分别向所述扭矩分配模块、所述稳定模块和所述打滑控制模块发送所述行驶参数信息，所述行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；

所述扭矩分配模块，用于确定初始输出扭矩N1；

所述稳定模块，用于根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2；

所述打滑控制模块，用于根据所述行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3；

所述输出模块，用于采集所述初始输出扭矩N1、所述第一矫正扭矩N2和所述第二矫正扭矩N3，并输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的汽车四驱控制系统，其特征在于，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述初始输出扭矩N1与Ns、A1、A2、A3的乘积呈线性关系，

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A1为第一速度系数，所述第一速度系数A1通过所述车速v计算得出；

A2为第一转向系数，所述第一转向系数A2通过所述转向角s计算得出；

A3为第一油门系数，所述第一油门系数A3通过所述节气门开度a计算得出；

A1、A2、A3均大于等于0且小于等于1。

3.根据权利要求1所述的汽车四驱控制系统，其特征在于，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述第一矫正扭矩N2与Ns、A4、A5、A6、A7、A8的乘积呈线性关系，

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A4为第二速度系数，所述第二速度系数A4通过所述车速v计算得出；

A5为第二转向系数，所述第二转向系数A5通过所述转向角s计算得出；

A6为第二油门系数，所述第二油门系数A6通过所述节气门开度a计算得出；

A7为横摆系数，所述横摆系数A7通过所述横摆角速度m计算得出；

A8为侧向系数，所述侧向系数A8通过所述侧向加速度n的绝对值计算得出；

A4大于等于0.1且小于等于1，A5大于等于0.2且小于等于1，A6大于等于0且小于等于1，A7大于等于-1且小于等于1。

4.根据权利要求3所述的汽车四驱控制系统，其特征在于，所述稳定模块，还用于根据所述横摆系数A7，确定汽车的整车行驶姿态；

当所述横摆系数A7小于0时，确定所述整车行驶姿态为转向不足状态；

当所述横摆系数A7等于0时，确定所述整车行驶姿态为中性转向状态；

当所述横摆系数A7大于0时，确定所述整车行驶姿态为转向过度状态。

5.根据权利要求1所述的汽车四驱控制系统，其特征在于，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a、和转向角s；

所述第二矫正扭矩N3与2Ns、A9、A10、A11、A12的乘积呈线性关系，

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A9为第三速度系数，所述第三速度系数A9通过所述车速v计算得出；

A10为第三转向系数，所述第三转向系数A10通过所述转向角s计算得出；

A11为第三油门系数，所述第三油门系数A11通过所述节气门开度a计算得出；

A12为打滑系数，所述打滑系数A12通过所述轮速差k计算得出；

A9大于等于0.1且小于等于1，A10大于等于0.2且小于等于1，A11和A12大于等于0且小于等于1。

6.一种汽车四驱控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至5任一所述的汽车四驱控制系统，所述方法包括：

采集汽车的行驶参数信息，所述行驶参数信息包括：横摆角速度m、侧向加速度n和轮速差k中的至少一种；

确定初始输出扭矩N1；

根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2、第二矫正扭矩N3；

输出N1+N2和N3中的较大值作为目标输出扭矩。

7.根据权利要求6所述的汽车四驱控制方法，其特征在于，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述确定初始输出扭矩N1，包括：

根据所述Ns、A1、A2、A3的乘积与所述初始输出扭矩N1的线性关系，确定所述N1；

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A1为第一速度系数，所述第一速度系数A1通过所述车速v计算得出；

A2为第一转向系数，所述第一转向系数A2通过所述转向角s计算得出；

A3为第一油门系数，所述第一油门系数A3通过所述节气门开度a计算得出；

A1、A2、A3均大于等于0且小于等于1。

8.根据权利要求6所述的汽车四驱控制方法，其特征在于，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述根据所述行驶参数信息，确定第一矫正扭矩N2，包括：

所述根据所述行驶参数信息，确定A4、A5、A6、A7和A8；

根据Ns、A4、A5、A6、A7、A8的乘积与所述N2的线性关系，确定所述N2；

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A4为第二速度系数，所述第二速度系数A4通过所述车速v计算得出；

A5为第二转向系数，所述第二转向系数A5通过所述转向角s计算得出；

A6为第二油门系数，所述第二油门系数A6通过所述节气门开度a计算得出；

A7为横摆系数，所述横摆系数A7通过所述横摆角速度m计算得出；

A8为侧向系数，所述侧向系数A8通过所述侧向加速度n的绝对值计算得出；

A4大于等于0.1且小于等于1，A5大于等于0.2且小于等于1，A6大于等于0且小于等于1，A7大于等于-1且小于等于1。

9.根据权利要求8所述的汽车四驱控制方法，其特征在于，所述汽车四驱控制方法还包括：

根据所述横摆系数A7，确定汽车的整车行驶姿态；

当所述横摆系数A7小于0时，确定所述整车行驶姿态为转向不足状态；

当所述横摆系数A7等于0时，确定所述整车行驶姿态为中性转向状态；

当所述横摆系数A7大于0时，确定所述整车行驶姿态为转向过度状态。

10.根据权利要求6所述的汽车四驱控制方法，其特征在于，所述行驶参数信息还包括：实时最大分配扭矩Ns、车速v、节气门开度a和转向角s；

所述根据所述行驶参数信息，确定第二矫正扭矩N3，包括：

所述根据所述行驶参数信息，确定A9、A10、A11和A12；

根据2Ns、A9、A10、A11、A12的乘积与所述N3的线性关系，确定所述N3；

其中，Ns为所述扭矩分配模块在预设时间范围内的最大分配扭矩，A9为第三速度系数，所述第三速度系数A9通过所述车速v计算得出；

A10为第三转向系数，所述第三转向系数A10通过所述转向角s计算得出；

A11为第三油门系数，所述第三油门系数A11通过所述节气门开度a计算得出；

A12为打滑系数，所述打滑系数A12通过所述轮速差k计算得出；

A9大于等于0.1且小于等于1，A10大于等于0.2且小于等于1，A11和A12大于等于0且小于等于1。