CN112026775B - 一种车辆四驱控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆四驱控制方法及电子设备，方法包括：获取车辆的驱动力作为当前驱动力；获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；建立目标函数，目标函数为前轮位移函数减去后轮位移函数的差值的绝对值；计算在当前驱动力下，使得目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；控制车辆采用选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩。本发明通过前后轮驱动扭矩分配，从而减少车辆俯仰，提高乘坐舒适性。

Description

一种车辆四驱控制方法及电子设备

技术领域

本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种车辆四驱控制方法及电子设备。

背景技术

乘用车四驱技术，是指车辆在行驶过程中保持四轮驱动的形式，发动机输出扭矩以固定的比例分配到前后轴。而为了减少油耗，现有技术提出了适时四驱。适时四驱控制车辆在两驱与四驱之间切换，在正常路面，车辆以两轮驱动模式行驶，遇到越野路面或者车轮打滑时，切换至四驱模式，将动力分配到另外两轮。

然而，现有的乘用车四驱技术，一般是在出现前后轮速差(即车轮打滑时)才进入四驱作动模式。在城市沥青路面大油门加速行驶时，由于不出现车轮打滑，四驱不工作，以减少油耗。例如，基于横摆角和轮速差进行四驱扭矩分配，提高操控稳定性。

另外的乘用车四驱技术，则是通过制动进行四驱扭矩分配，防止车辆侧倾翻车。

再有部分的电动四驱，通过四驱扭矩分配提供经济性或动力性。

然而，在车辆大油门加速行驶时，如果采用图1所示的前轮驱动模式加速，则前轮1’轻微上抬，但后轮3’下降明显，引起车身2’发生“下蹲”动作，引起车辆俯仰角度改变，导致乘客不适。如果采用图2所示的后轮驱动模式加速，则后轮3’轻微下降，但前轮1’上抬明显，引起车身2’发生“上抬”动作，引起车辆俯仰角度改变，导致乘客不适。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的四驱控制技术在车辆大油门加速行驶时，会引起车辆俯仰角度改变，导致乘客不适的技术问题，提供一种车辆四驱控制方法及电子设备。

本发明提供一种车辆四驱控制方法，包括：

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；

控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩。

进一步地，以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距。

更进一步地，所述计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数，具体包括：

硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数。

进一步地，在所述获取车辆的驱动力作为当前驱动力之前，所述方法还包括：

监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式。

进一步地，所述车辆为发动机驱动车辆，所述车辆的前轴与后轴通过耦合器耦合，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

控制车辆的耦合器将车辆发动机的驱动扭矩采用前轮驱动扭矩分配系数分配到前轮，将车辆发动机的驱动扭矩采用后轮驱动扭矩分配系数分配到后轮。

进一步地，所述车辆为电动机驱动车辆，所述车辆的前轴采用前轴电机驱动，所述车辆的后轴采用后轴电机驱动，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

基于所述驱动力确定车辆驱动扭矩；

基于所述驱动扭矩与所述前轮驱动扭矩分配系数确定前轮驱动扭矩，基于所述驱动扭矩与所述后轮驱动扭矩分配系数确定后轮驱动扭矩；

控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发动机输出后轮驱动扭矩。

本发明提供一种车辆四驱控制电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；

控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩。

进一步地，以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距。

更进一步地，所述计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数，具体包括：

硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数。

进一步地，在所述获取车辆的驱动力作为当前驱动力之前，所述电子设备还能够：

监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式。

进一步地，所述车辆为发动机驱动车辆，所述车辆的前轴与后轴通过耦合器耦合，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

控制车辆的耦合器将车辆发动机的驱动扭矩采用前轮驱动扭矩分配系数分配到前轮，将车辆发动机的驱动扭矩采用后轮驱动扭矩分配系数分配到后轮。

进一步地，所述车辆为电动机驱动车辆，所述车辆的前轴采用前轴电机驱动，所述车辆的后轴采用后轴电机驱动，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

基于所述驱动力确定车辆驱动扭矩；

基于所述驱动扭矩与所述前轮驱动扭矩分配系数确定前轮驱动扭矩，基于所述驱动扭矩与所述后轮驱动扭矩分配系数确定后轮驱动扭矩；

控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发动机输出后轮驱动扭矩。

本发明通过建立前轮位移函数和后轮位移函数，以目标函数的值最小作为限定条件，来选择对应的扭矩分配比例系数，并基于该扭矩分配比例系数控制车辆分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，通过前后轮驱动扭矩分配，从而减少车辆俯仰，提高乘坐舒适性。

附图说明

图1为现有技术的前轮驱动模式加速示意图；

图2为现有技术的后轮驱动模式加速示意图；

图3为本发明一实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图；

图4为四驱模式车身示意图；

图5为本发明第二实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图；

图6为本发明第三实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图；

图7为本发明最佳实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图；

图8为前轮位移函数和后轮位移函数计算示意图；

图9现有技术和本发明对车姿控制效果对比示意图；

图10为本发明一种车辆四驱控制电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

如图3所示为本发明一实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图，包括：

步骤S301，获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

步骤S302，获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

步骤S303，建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

步骤S304，计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；

步骤S305，控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩。

具体来说，本实施例应用于汽车电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。如图4所示，当车辆采用四驱扭矩分配，车辆加速时前轮1和后轮3同时发生“抬头”和“下蹲”，相比纯前驱或纯后驱模式车辆车身2俯仰都更小。本实施例基于车辆俯仰最小化进行前后轮驱动扭矩分配，通过建立前轴抬升位移和后轴下蹲位移关于扭矩分配比例系数β的函数△hf(β)和△hr(β)，使两者之差为最小值，求解β，通过β进行前后轮驱动扭矩分配。其中：

步骤S301获取车辆的驱动力作为当前驱动力。车辆的驱动力可以通过获取车辆的各种参数，包括但不限于：前后轴载荷、质心高度、发动机扭矩特性曲线、前后悬架刚度、前后悬架纵倾中心位置、轮胎动半径等，通过现有的计算方式，计算得到。

然后，步骤S302获取前轮位移函数和后轮位移函数。其中，前轮位移函数Δhf(β)为以扭矩分配比例系数β和驱动力F为自变量计算得到的前轮驱动扭矩引起的前轴位移，前轴位移一般为抬升位移。后轮位移函数Δhr(β)为以扭矩分配比例系数β和驱动力F为自变量计算得到的后轮驱动扭矩引起的后轴位移，后轴位移一般为下降位移。

前轮位移函数和后轮位移函数，可以是基于车辆的结构设定的函数，也可以是基于经验设定的函数。由于前轮位移函数和后轮位移函数以扭矩分配比例系数β和驱动力F为自变量。因此，当驱动力F一定时，则前轮位移函数和后轮位移函数将转变为基于扭矩分配比例系数β的函数。

步骤S303的目标函数为前轮位移函数Δhf(β)和后轮位移函数Δhr(β)的差值的绝对值，即目标函数为ABS[Δhf(β)-Δhr(β)]。其中ABS为绝对值函数，对括号内的数值取绝对值。

然后执行步骤S304，计算当前驱动力下，使得目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数。由于给定了当前驱动力，因此，前轮位移函数和后轮位移函数将转变为基于扭矩分配比例系数β的函数，而目标函数为前轮位移函数和后轮位移函数的四则运算，因此，在给定驱动力时，目标函数也为基于扭矩分配比例系数β的函数。通过限定条件：目标函数的值最小。求解基于单一变量的值。可以采用现有的各种限定条件下的寻优算法，计算得到使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数β作为选定扭矩分配比例系数。目标函数的值反映的就是车辆的俯仰，通过限定目标函数的值最小即限定车辆俯仰最小化。

最后，步骤S305在得到选定扭矩分配比例系数后，控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩。

本发明通过建立前轮位移函数和后轮位移函数，以目标函数的值最小作为限定条件，来选择对应的扭矩分配比例系数，并基于该扭矩分配比例系数控制车辆分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，通过前后轮驱动扭矩分配，从而减少车辆俯仰，提高乘坐舒适性。

实施例二

如图5所示为本发明第二实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图，所述车辆为发动机驱动车辆，所述车辆的前轴与后轴通过耦合器耦合，方法包括：

步骤S501，监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式，执行步骤S502，否则结束；

步骤S502，获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

步骤S503，获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距；

步骤S504，建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

步骤S505，硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数；

步骤S506，根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

步骤S507，控制车辆的耦合器将车辆发动机的驱动扭矩采用前轮驱动扭矩分配系数分配到前轮，将车辆发动机的驱动扭矩采用后轮驱动扭矩分配系数分配到后轮。

具体来说，步骤S501检测车速和油门看的，如果当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则此时为低速行驶时大油门加速情况，总驱动扭矩较大，为实现最小的车辆俯仰，ABS[△hf(β)-△hr(β)]值越小越好，因此，执行后续步骤，求解ABS[△hf(β)-△hr(β)]最小值时的扭矩分配比例系数β。而当小油门加速或高速行驶时，总驱动扭矩较小，不进行四驱驱动，结束本次流程。结束后，可以重新再次监测车辆的当前车速和当前油门开度。

在步骤S503中，以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，前轮位移函数为

该函数为前轮驱动扭矩引起的前轴抬升位移关于β的函数，所述后轮位移函数为

该函数为后轮驱动扭矩引起的后轴下降位移关于β的函数。

如图8所示，其中，F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，O1和O2分别为前悬架俯仰摆动瞬心和后悬架俯仰摆动瞬心，d1为前悬架俯仰摆动瞬心O1到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心O2到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心O1到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心O2到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距。

在步骤S505中，设硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数。通过限定边界条件，避免前轴扭矩分配比例系数和后轴扭矩分配比例系数超过车辆本身的硬件上限。

在步骤S506中，根据所述选定扭矩分配比例系数,确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数。前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数根据前轮位移函数和后轮位移函数的构建来确定。在本实施例中，前轮驱动扭矩分配系数为选定扭矩分配比例系数β，而后轮驱动扭矩分配系数为1-β。

而针对燃油汽车，其前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩的分配，可以直接通过耦合器实现。具体来说，设定耦合器的前轮驱动扭矩分配系数，则能够确定前轮驱动扭矩，设定耦合器的后轮驱动扭矩分配系数则能够确定后轮驱动扭矩。

本实施例在低速大油门时切换成四驱模式，进行前后轴扭矩分配，从而减少车辆俯仰，提高乘坐舒适性。同时，基于车辆的结构参数，构建前轮位移函数和后轮位移函数，更为符合车辆结构，得到准确的前轮位移和后轮位移，基于准确的前轮位移和后轮位移实现最小的前后俯仰，提高乘客舒适度。

实施例三

如图6所示为本发明第三实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图，所述车辆为电动机驱动车辆，所述车辆的前轴采用前轴电机驱动，所述车辆的后轴采用后轴电机驱动，方法包括：

步骤S601，监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式，执行步骤S602，否则结束；

步骤S602，获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

步骤S603，获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距；

步骤S604，建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

步骤S605，硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数；

步骤S606，根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

步骤S607，基于所述驱动力确定车辆驱动扭矩；

步骤S608，基于所述驱动扭矩与所述前轮驱动扭矩分配系数确定前轮驱动扭矩，基于所述驱动扭矩与所述后轮驱动扭矩分配系数确定后轮驱动扭矩；

步骤S609，控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发动机输出后轮驱动扭矩。

具体来说，由于电动汽车采用前轴发动机驱动前轮，提供前轮驱动扭矩，通过后轴发动机驱动后轮，提供后轮驱动扭矩。因此，步骤S607首先确定车辆总的驱动扭矩，然后步骤S608计算前轮驱动扭矩为车辆驱动扭矩与前轮驱动扭矩分配系数的乘积，计算后轮驱动扭矩为车辆驱动扭矩与后轮驱动扭矩分配系数的乘积。然后步骤S609则控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发电机输出后轮驱动扭矩。

本实施例通过前轴发动机和后轴发动机分别输出相应的扭矩，实现最小的前后俯仰，提高乘客舒适度。

如图7所示为本发明最佳实施例一种车辆四驱控制方法的工作流程图，包括：

步骤S701，获取变量，包括油门、速比、车速；

步骤S702，如果车速≤阈值且油门≥阈值，执行步骤S703，否则结束；

步骤S703，根据常量，包括前后轴载荷、质心高度、发动机扭矩特性曲线、前后悬架刚度、前后悬架纵倾中心位置、轮胎动半径，计算驱动力F；

步骤S704，建立前轴抬升位移△hf(β)关于扭矩分配比例系数β的函数；

步骤S705，建立后轴下降位移△hr(β)关于β的函数；

步骤S706，建立目标函数f(β)＝ABS[△hf(β)-△hr(β)]；

步骤S707，确定边界条件β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr’，0≤β≤1；

步骤S708，在边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到β最优解；

步骤S709，以扭矩分配比例系数β为前轴扭矩分配比例系数，以1-β为后轴扭矩分配比例系数，进行扭矩分配，结束。

本实施例计算耦合器扭矩分配比例系数β。其中，前轮驱动扭矩引起的前轴抬升位移关于β的函数

后轮驱动扭矩引起的后轴下降位移关于β的函数

当总驱动扭矩较小时(小油门加速或高速行驶)，不进行四驱驱动。当总驱动扭矩较大时(低速行驶时大油门加速)，为实现最小的车辆俯仰，则ABS[△hf(β)-△hr(β)]值越小越好，求解ABS[△hf(β)-△hr(β)]最小值时的扭矩分配比例系数β。

如图9所示，车辆的车身2相当于现有技术的车身2’，俯仰Z方向位移更小，车辆俯仰运动更轻微，乘坐舒适性更好。

实施例四

如图10所示为本发明一种车辆四驱控制电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器1001；以及，

与至少一个所述处理器1001通信连接的存储器1002；其中，

所述存储器1002存储有可被至少一个所述处理器1001执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器1001执行，以使至少一个所述处理器1001能够：

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；

控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩。

电子设备优选为汽车电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。图10中以一个处理器1001为例。

电子设备还可以包括：输入装置1003和显示装置1004。

处理器1001、存储器1002、输入装置1003及显示装置1004可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器1002作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的车辆四驱控制方法对应的程序指令/模块，例如，图3所示的方法流程。处理器1001通过运行存储在存储器1002中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的车辆四驱控制方法。

存储器1002可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据车辆四驱控制方法的使用所创建的数据等。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1002可选包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行车辆四驱控制方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置1003可接收输入的用户点击，以及产生与车辆四驱控制方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置1004可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器1002中，当被所述一个或者多个处理器1001运行时，执行上述任意方法实施例中的车辆四驱控制方法。

本发明通过建立前轮位移函数和后轮位移函数，以目标函数的值最小作为限定条件，来选择对应的扭矩分配比例系数，并基于该扭矩分配比例系数控制车辆分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，通过前后轮驱动扭矩分配，从而减少车辆俯仰，提高乘坐舒适性。

实施例五

本发明第五实施例一种车辆四驱控制电子设备，包括：

至少一个处理器；

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式，否则结束；

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距；

步骤S504，建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

步骤S505，硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数；

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

控制车辆的耦合器将车辆发动机的驱动扭矩采用前轮驱动扭矩分配系数分配到前轮，将车辆发动机的驱动扭矩采用后轮驱动扭矩分配系数分配到后轮。

本实施例在低速大油门时切换成四驱模式，进行前后轴扭矩分配，从而减少车辆俯仰，提高乘坐舒适性。同时，基于车辆的结构参数，构建前轮位移函数和后轮位移函数，更为符合车辆结构，得到准确的前轮位移和后轮位移，基于准确的前轮位移和后轮位移实现最小的前后俯仰，提高乘客舒适度。

实施例六

本发明第六实施例一种车辆四驱控制电子设备，包括：

至少一个处理器；

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式，否则结束；

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距；

步骤S504，建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

步骤S505，硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数；

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

基于所述驱动力确定车辆驱动扭矩；

基于所述驱动扭矩与所述前轮驱动扭矩分配系数确定前轮驱动扭矩，基于所述驱动扭矩与所述后轮驱动扭矩分配系数确定后轮驱动扭矩；

控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发动机输出后轮驱动扭矩。

本实施例通过前轴发动机和后轴发动机分别输出相应的扭矩，实现最小的前后俯仰，提高乘客舒适度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车辆四驱控制方法，其特征在于，包括：

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；

控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩；

以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后

F为驱动力，c₁为前悬架弹簧刚度，c₂为后悬架弹簧刚度，d₁为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d₂为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e₁为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e₂为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距。

2.根据权利要求1所述的车辆四驱控制方法，其特征在于，所述计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数，具体包括：

硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数。

3.根据权利要求1所述的车辆四驱控制方法，其特征在于，在所述获取车辆的驱动力作为当前驱动力之前，所述方法还包括：

监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式。

4.根据权利要求1所述的车辆四驱控制方法，其特征在于，所述车辆为发动机驱动车辆，所述车辆的前轴与后轴通过耦合器耦合，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

控制车辆的耦合器将车辆发动机的驱动扭矩采用前轮驱动扭矩分配系数分配到前轮，将车辆发动机的驱动扭矩采用后轮驱动扭矩分配系数分配到后轮。

5.根据权利要求1所述的车辆四驱控制方法，其特征在于，所述车辆为电动机驱动车辆，所述车辆的前轴采用前轴电机驱动，所述车辆的后轴采用后轴电机驱动，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

基于所述驱动力确定车辆驱动扭矩；

基于所述驱动扭矩与所述前轮驱动扭矩分配系数确定前轮驱动扭矩，基于所述驱动扭矩与所述后轮驱动扭矩分配系数确定后轮驱动扭矩；

控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发动机输出后轮驱动扭矩。

6.一种车辆四驱控制电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

获取车辆的驱动力作为当前驱动力；

获取车辆的前轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的前轮位移函数、以及车辆的后轴位移关于扭矩分配比例系数和驱动力的后轮位移函数，所述扭矩比例系数限定车辆驱动扭矩分配到前轮的前轮驱动扭矩和分配到后轮的后轮驱动扭矩；

建立目标函数，所述目标函数为所述前轮位移函数减去所述后轮位移函数的差值的绝对值；

计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数；

控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩；

以扭矩分配比例系数β作为前轴扭矩分配比例系数，以1-β作为后轴扭矩分配比例系数，所述前轮位移函数为

所述后轮位移函数为

其中：

F为驱动力，c1为前悬架弹簧刚度，c2为后悬架弹簧刚度，d1为前悬架俯仰摆动瞬心到前轮轮心的水平距离，d2为后悬架俯仰摆动瞬心到后轮轮心的水平距离，e1为前悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，e2为后悬架俯仰摆动瞬心到地面的垂直高度，h为车辆质心到地面的垂直距离，L为车辆轴距。

7.根据权利要求6所述的车辆四驱控制电子设备，其特征在于，所述计算在所述当前驱动力下，使得所述目标函数的值最小的扭矩分配比例系数作为选定扭矩分配比例系数，具体包括：

硬件决定的前轴驱动力上限为Ff'，硬件决定的后轴驱动力上限为Fr'，则边界条件为β·F≤Ff'且(1-β)·F≤Fr'；

在所述边界条件下求解目标函数f(β)最小值，得到扭矩分配比例系数β的最优解作为选定扭矩分配比例系数。

8.根据权利要求6所述的车辆四驱控制电子设备，其特征在于，在所述获取车辆的驱动力作为当前驱动力之前，所述电子设备还能够：

监测车辆的当前车速和当前油门开度，如果所述当前车速小于等于预设车速阈值，且所述当前油门开度大于等于预设开度阈值，则切换车辆为四驱模式。

9.根据权利要求6所述的车辆四驱控制电子设备，其特征在于，所述车辆为发动机驱动车辆，所述车辆的前轴与后轴通过耦合器耦合，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

控制车辆的耦合器将车辆发动机的驱动扭矩采用前轮驱动扭矩分配系数分配到前轮，将车辆发动机的驱动扭矩采用后轮驱动扭矩分配系数分配到后轮。

10.根据权利要求6所述的车辆四驱控制电子设备，其特征在于，所述车辆为电动机驱动车辆，所述车辆的前轴采用前轴电机驱动，所述车辆的后轴采用后轴电机驱动，所述控制车辆采用所述选定扭矩分配比例系数分配前轮驱动扭矩和后轮驱动扭矩，具体包括：

根据所述选定扭矩分配比例系数确定前轮驱动扭矩分配系数和后轮驱动扭矩分配系数；

基于所述驱动力确定车辆驱动扭矩；

基于所述驱动扭矩与所述前轮驱动扭矩分配系数确定前轮驱动扭矩，基于所述驱动扭矩与所述后轮驱动扭矩分配系数确定后轮驱动扭矩；

控制前轴发动机输出前轮驱动扭矩，控制后轴发动机输出后轮驱动扭矩。

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