CN112660111B - 自适应扭矩控制方法、装置、设备和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自适应扭矩控制方法、装置、设备和可读存储介质，涉及车辆集成式智能制动控制技术，方法包括：在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩；计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量；将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量。本发明实施例中目标扭矩及时响应车速的变化，而且扭矩控制自动适应驾驶员的操作以防止造成驾驶员恐慌，在保证车辆稳定性的同时保障车辆一定动力性。

Description

自适应扭矩控制方法、装置、设备和可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及车辆集成式智能制动控制技术，尤其涉及一种自适应扭矩控制方法、装置、设备和可读存储介质。

背景技术

车辆动力学稳定性控制技术是集成式智能制动系统安全解决方案的一项关键组成部分，是现行最有效的车辆主动安全控制策略。稳定性控制技术能够实时观测人、车、路的状态参数，并对车辆行驶状态做出判断，临界工况下及时介入以保证失稳车辆的安全性。

目前，车辆稳定性控制系统通过四轮独立地自动加压的制动控制和发动机扭矩控制，达到确保汽车行驶的稳定性。

上述车辆稳定性控制系统需要完全介入到车辆控制中，才能保证汽车行驶稳定，不能响应驾驶员的操作，容易造成驾驶员恐慌。

发明内容

本发明实施例提供一种自适应扭矩控制方法、装置、设备和可读存储介质，以提供能够响应驾驶员操作的自适应扭矩控制方案。

第一方面，本发明实施例提供了一种自适应扭矩控制方法，包括：

在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩；

计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制；

根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量；

将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量；

其中，所述纵向极限车速为所述车辆转向时达到临界失稳状态时的车速；

在所述将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器之后，还包括以下至少一种操作：

如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内；

在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值；

如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

第二方面，本发明实施例还提供了一种自适应扭矩控制装置，包括：

期望扭矩确定模块，用于在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩；

目标扭矩计算模块，用于计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制；

扭矩增量计算模块，用于根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量；

控制模块，用于将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量；

其中，所述纵向极限车速为所述车辆转向时达到临界失稳状态时的车速；

所述装置还包括设置模块、降低模块和升高模块中的至少一个；

其中，所述设置模块用于如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内；

所述降低模块用于在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值；

所述升高模块用于如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的自适应扭矩控制方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的自适应扭矩控制方法。

本发明实施例考虑到车速是车辆稳定性最直接的影响因素，过高的转向车速极易导致车辆失稳，因此，在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩，使得目标扭矩及时响应车速的变化；同时，发动机扭矩控制也是驾驶员控制车辆的最直接手段，通过根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩，并根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量，使得扭矩控制自动适应驾驶员的操作以防止造成驾驶员恐慌，在保证车辆稳定性的同时保障车辆一定动力性。在对车辆进行连续的横摆控制过程中，为防止发动机实际输出扭矩幅度变化较大而致使车速不稳定，甚至造成驾驶员的恐慌的问题，根据扭矩控制情况、纵向极限车速、实际车速等重新设置目标扭矩。如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，发动机扭矩控制应该缓慢退出，逐步升高所述目标扭矩，避免车辆驱动打滑，致使车辆再次失稳；在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，通过降低所述目标扭矩，使得当前纵向车速尽快下降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种自适应扭矩控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的发动机扭矩控制框图；

图3是本发明实施例提供的另一种自适应扭矩控制方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的又一种自适应扭矩控制方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的目标扭矩的选择示意图；

图6是本发明实施例提供的一种自适应扭矩控制装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种自适应扭矩控制方法的流程图，本实施例适用于在车辆转向时进行发动机扭矩控制的情况。该方法可以由自适应扭矩控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件构成，并一般集成在电子设备中。该电子设备可以是发动机扭矩控制器。

如图1所示，自适应扭矩控制方法包括：

S110、在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩。

其中，纵向极限车速为所述车辆转向时达到临界失稳状态时的车速，临界失稳状态包括但不限于临界侧翻状态和临界侧滑状态。图2是本发明实施例提供的发动机扭矩控制框图。参见图2，当车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，车辆有侧翻或侧滑的风险，需要发动机扭矩控制器介入到驾驶员的操作中，以降低当前纵向车速至纵向极限车速。控制流程如图2所示。

图2中，v_x,lim为纵向极限车速，v_x为当前纵向车速，ΔT_tq为扭矩增量，ΔT_tq,exp为期望扭矩，ΔT_tq,tar为目标扭矩。

驾驶员的控制指令包括发动机转速和节气门开度的控制指令，可以根据当前节气门开度与发动机转速从CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线中读取驾驶员期望的发动机输出扭矩，即期望扭矩。

S120、计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制。

参见图2，目标扭矩实质能够使得当前纵向车速下降到纵向极限车速时相对应的发送给发动机控制系统的扭矩指令，也是下降到纵向极限车速时对应的目标扭矩。发动机控制系统根据目标扭矩控制被控车辆的发动机，并通过发动机联动传动器等，进而输出当前纵向车速。当前纵向车速作为反馈，与纵向极限车速相减，输入到发动机扭矩控制器中。发动机扭矩控制器输出扭矩增量，与期望扭矩叠加，得到目标扭矩。通过车速反馈闭环，采用目标扭矩将当前纵向车速下降到纵向极限车速。

由于不同的发动机控制系统能够响应的扭矩指令是不同的，本发明实施例以最典型的，能够直接响应目标扭矩的系统为对象，需要根据扭矩增量计算得到目标扭矩，以匹配发动机的接口。而且，车辆当前纵向车速高于纵向极限车速毕竟是特殊情况，大部分情况是正常行驶的，即期望扭矩输出的扭矩值发送至发动机控制系统，同时，发动机扭矩控制器也与发动机控制系统具有连接关系，为了不改变现有的连接关系，仅从逻辑角度改善方案，本实施例改变的是控制器输出的扭矩增量，从而间接地向发动机控制系统输入目标扭矩，而没有构造与发动机控制系统的直接连接关系，直接输入目标扭矩。

S130、根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量。

具体将目标扭矩减去期望扭矩，得到扭矩增量。

S140、将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量。

发动机扭矩控制器输出扭矩增量后，车辆会受到目标扭矩的控制，从而将当前纵向车速下降到纵向极限车速。继续执行S150、S160和S170中的至少一项。

S150、如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内。

S160、在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值。

S170、如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。这里的初次控制为上述实施例中的发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量进行控制。

在对车辆进行连续的横摆控制过程中，为防止发动机实际输出扭矩幅度变化较大而致使车速不稳定，甚至造成驾驶员的恐慌的问题，根据扭矩控制情况、纵向极限车速、实际车速等重新设置目标扭矩。具体的，如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内，达到目标扭矩跟随驾驶员期望扭矩的效果。设定范围可以根据驾驶员的体验标定得到。可选的，重新设置所述目标扭矩包括：根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，重新设置所述目标扭矩。

如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，发动机扭矩控制可以撤出。如果发动机扭矩直接撤出时，驾驶员为达到期望的车速过大地踩油门以请求一个较大的扭矩值，可能会由于路面附着过低而造成车辆驱动打滑，致使车辆再次失稳。因此，在撤出控制时，发动机扭矩控制应该缓慢退出，逐步升高所述目标扭矩。可选的，根据所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩，以尽快地将所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速。进一步的，为避免目标扭矩的突然增加导致驾驶员恐慌，可降低目标扭矩。可选的，根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，降低所述目标扭矩。在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值。这是因为发动机扭矩存在最小反拖力矩限制，长时间低扭矩输出会造成发动机熄火，通过维持为最小值，避免驾驶员恐慌。

本发明实施例考虑到车速是车辆稳定性最直接的影响因素，过高的转向车速极易导致车辆失稳，因此，在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩，使得目标扭矩及时响应车速的变化；同时，发动机扭矩控制也是驾驶员控制车辆的最直接手段，通过根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩，并根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量，使得扭矩控制自动适应驾驶员的操作以防止造成驾驶员恐慌，在保证车辆稳定性的同时保障车辆一定动力性。在对车辆进行连续的横摆控制过程中，为防止发动机实际输出扭矩幅度变化较大而致使车速不稳定，甚至造成驾驶员的恐慌的问题，根据扭矩控制情况、纵向极限车速、实际车速等重新设置目标扭矩。如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，发动机扭矩控制应该缓慢退出，逐步升高所述目标扭矩，避免车辆驱动打滑，致使车辆再次失稳；在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，通过降低所述目标扭矩，使得当前纵向车速尽快下降。

图3是本发明实施例提供的另一种自适应扭矩控制方法的流程图，本实施例对纵向极限车速的计算过程进行细化。具体包括以下步骤：

S210、根据所述车辆的行驶参数，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一向心加速度，以及临界侧翻时的第二向心加速度。

其中，第一向心加速度和第二向心加速度用于区分不同工况下的向心加速度。车辆的行驶参数包括但不限于侧向路面附着参数、车身侧偏角和前轮转角。

可选的，根据所述车辆的行驶参数，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一向心加速度，包括以下三步。

第一步：根据侧向路面附着参数μ_m,y、车身侧偏角β和前轮转角δ(为弧度值)，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一初始向心加速度a_c,lim,slip，参见式(1)。

a_{c,lim,slip＝}μ_m,ygcos(δ-β)； (1)

其中，g为重力加速度。侧向路面附着参数μ_m,y采用式(2)计算。

其中，μ_m为路面附着，a_x为纵向加速度。

第二步：根据驾驶员期望的转向半径R_Nom，计算期望向心加速度a_c,nom。

首先参见式(3)，根据驾驶员期望的转向半径R_Nom，计算驾驶员期望的侧向加速度a_y,nom。

其中，L为车辆轴距，K为车辆稳定性因数。弧度δ(rad)＝弧长(m)/半径(m)，这里的L近似为弧长。驾驶员期望的转向半径可以根据式(4)得到。

R_Nom＝R₀(1+Kv² _x)； (4)

其中，R₀是一定前轮转角δ条件下的稳态转向半径，v_x是当前纵向车速。

然后，将驾驶员期望的侧向加速度a_y,nom带入式(5)中，得到期望向心加速度a_c,nom。

a_c＝a_y˙cos(β)-a_x˙sin(β)； (5)

其中，a_y为惯性测量单元测得的车辆侧向加速度。式(5)为忽略前后轮侧偏角影响，根据线性二自由度模型，计算车辆转向时的向心加速度a_c。

第三步：将所述第一初始向心加速度a_c,lim,slip和所述期望向心加速度a_c,nom中的较小者作为所述第一向心加速度，参见式(6)。

a_c,lim,slip＝min(|a_c,nom|,|a_c,lim,slip|)； (6)

当a_c,nom超过a_c,lim,slip时，则使用a_c,lim,slip作为最终的第一向心加速度，当a_c,lim,slip超过a_c,nom时，则使用a_c,nom作为最终的第一向心加速度。

本实施例通过驾驶员期望的转向半径，计算期望向心加速度，并将第一初始向心加速度和所述期望向心加速度中的较小者作为所述第一向心加速度，从而响应驾驶员的操作计算第一向心加速度，实现第一向心加速度的自适应计算。

本实施例在计算临界侧翻时的第二向心加速度a_c,lim,Roll时，采用下式计算。

其中，B为车辆轮距，h_g为车辆质心高度，a_x为惯性测量单元测得的车辆纵向加速度。

S220、根据向心加速度与纵向车速的运算关系，计算所述第一向心加速度对应的第一纵向极限车速，以及所述第二向心加速度对应的第二纵向极限车速。

向心加速度a_c与纵向车速v_x具有如式(8)所示的运算关系，相应的，将第一向心加速度a_c,lim,slip和第二向心加速度a_c,lim,Roll与纵向车速v_x也具有同样的运算关系。基于此，将第一向心加速度a_c,lim,slip和第二向心加速度a_c,lim,Roll分别替换式(8)中的a_c，从而计算对应的第一纵向极限车速v_c,lim,slip和第二纵向极限车速v_x,lim,Roll。

在代入式(8)时，车辆实际转向半径R_r同当前纵向车速v² _x相关，故不使用R_r进行计算。一定前轮转角δ条件下的稳态转向半径R₀不与纵向车速相关，以此计算纵向极限车速值的物理意义为，驾驶员期望达到R₀而造成车辆侧滑或侧翻，R₀由式(9)计算。

S230、将所述第一纵向极限车速和所述第二纵向极限车速的较小者作为所述纵向极限车速。

S240、根据所述当前纵向车速和所述路面附着参数，计算修正值。

S250、采用所述修正值修正所述纵向极限车速。

由于在使用线性二自由度模型时引入了当前车速的影响，需要根据车速值以及路面附着情况对S230计算得到的纵向极限车速进行修正，修正值Δv_x设计为当前纵向车速v_x与路面附着参数μ_m的函数形式，Δv_x＝h(v_x,μ_m)，具体如式(10)所示，其中系数a_i、b_i、c_i与μ_m,i为标定参数，n＝7。公式10中，将连续的路面附着变化分成7段，分段给出修正函数来计算修正值。

修正值计算得到后，与S230计算得到的纵向极限车速进行叠加，得到最终的纵向极限车速。

本实施例通过根据车速值以及路面附着情况对纵向极限车速进行修正，进一步提供了纵向极限车速的准确性，进而提高扭矩控制的准确性。

综上，本实施例将v_x,lim设计为δ、μ_m以及车辆参数χ的函数，即v_x,lim＝f(δ,μ_m,χ)。车辆参数χ包括但不限于路面附着参数、车身侧偏角和前轮转角，具体详见上述各公式的记载。

S260、在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩。

S270、计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制。

S280、根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量。

S290、将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量。继续执行S291、S292和S293中的至少一种操作。

S291、如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内。

S292、在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值。

S293、如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

本实施例提供了一种新颖的纵向极限车速计算方法，通过计算车辆转向过程中的临界侧滑时的第一向心加速度，以及临界侧翻时的第二向心加速度，并根据向心加速度计算对应的纵向极限车速，从而考虑到侧翻和侧滑两种情况，进行纵向计算车速的计算；通过将所述第一纵向极限车速和所述第二纵向极限车速的较小者作为所述纵向极限车速，使得纵向极限车速同时适用于临界侧滑、侧翻的工况，有效保证车辆稳定性。本实施例将纵向极限车速应用于自适应扭矩控制策略中，使得在保证车辆稳定性的同时保障车辆具有足够的车速。

图4是本发明实施例提供的又一种自适应扭矩控制方法的流程图，对目标扭矩的计算过程进行细化。具体包括以下步骤：

S310、在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩。

S320、根据所述当前纵向车速和所述纵向极限车速的差值，得到下一周期的纵向加速度，并根据所述下一周期的纵向加速度计算下一周期的加速度阻力。

根据纵向极限车速与当前纵向车速差值Δv_x,k，由式(11)计算得到(k+1)周期，即下一周期的车辆纵向加速度值(dv_x/dt)|_k+1，ΔT为采样时间。进一步计算得到(k+1)周期的加速度阻力F_a,k+1＝δ_mm((dv_x/dt)|_k+1)。其中，δ_m为旋转质量换算系数。

(dv_x/dt)|_k+1＝Δv_x,k/ΔT； (11)

S330、根据车辆纵向行驶方程计算当前周期的驱动力和当前周期的加速度阻力，并得到下一周期的阻力。

通过式(12)计算当前周期的驱动力F_t,k和当前周期的加速度阻力F_a,k。

其中，K_T为变矩器变矩比，T_tq,k为(k)周期发动机实际输出扭矩，i_g、i₀分别为变速箱与主减速器传动比，η_T为传动系传动效率，r为车轮半径，m为车辆质量，a_x,k为惯性测量单元测得的(k)周期车辆实际纵向加速度值。

然后，将所述当前周期的驱动力F_t,k和当前周期的加速度阻力相减计算(k)周期的阻力F_r,k。车辆所受到的阻力F_r,k连续变化，使用(k)周期的F_r,k作为(k+1)周期的阻力F_r,k+1，参见式(13)。

F_r,k+1＝F_t,k-F_a,k； (13)

S340、根据所述下一周期的阻力和所述下一周期的加速度阻力，计算发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩。参见式(14)。

S341、判断目标扭矩是否在发动机扭矩允许输出的最小值和期望扭矩之间。如果结果为是，继续执行S350；如果目标扭矩小于允许输出的最小值，跳转到S342；如果目标扭矩大于期望扭矩，跳转到S343。

S342、将所述目标扭矩重置为允许输出的最小值。继续执行S350。

S343、将所述目标扭矩重置为所述期望扭矩。继续执行S350。

所述目标扭矩T_tq,tar设置在所述发动机扭矩允许输出的最小值T_tq,min和所述期望扭矩T_tq,exp之间，即T_tq,tar＝[T_tq,min,T_tq,exp]。这是因为发动机扭矩存在最小反拖力矩限制，长时间低扭矩输出会造成发动机熄火；同时，目标扭矩T_tq,tar也不应大于驾驶员的期望扭矩T_tq,exp，以免造成驾驶员的恐慌，因此需要对目标发动机扭矩做如上所示的限制。

基于上述描述，如果所述目标扭矩T_tq,tar小于发动机扭矩允许输出的最小值T_tq,min，将所述目标扭矩T_tq,tar重置为所述发动机扭矩允许输出的最小值T_tq,min；如果所述目标扭矩T_tq,tar大于所述期望扭矩T_tq,exp，将所述目标扭矩T_tq,tar重置为所述期望扭矩T_tq,exp；如果目标扭矩在发动机扭矩允许输出的最小值T_tq,min与期望扭矩T_tq,exp之间，则不必处理。

S350、根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量ΔT_tq,tar。参加式(15)。

ΔT_tq,tar＝T_tq,exp-T_tq,tar； (15)

S360、将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量。继续执行S361、S362和S363中的至少一种操作。

S361、如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内。

S362、在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值。

S363、如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

本实施例提供了一种新颖的目标扭矩的计算方法，即根据所述当前纵向车速和所述纵向极限车速的差值，计算下一周期的加速度阻力，并结合车辆纵向行驶方程得到下一周期的阻力，最后根据所述下一周期的阻力和所述下一周期的加速度阻力，计算所述目标扭矩，通过阻力与驱动力的计算，并结合车辆纵向行驶方程，综合提高目标扭矩计算的准确性；而且，本实施例还设置了目标扭矩的值域，避免发动机熄火且充分响应驾驶员的操作。

在上述实施例中，根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，重新设置所述目标扭矩包括：将所述目标扭矩T_tq,tar,fllow设置为所述发动机实际输出扭矩T_tq,k的第一倍数，所述第一倍数随着当前纵向车速与纵向极限车速的差值|Δv_x,k|的增大而增大。根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，降低所述目标扭矩包括：将所述目标扭矩T_{tq,tar,reduce}设置为所述发动机实际输出扭矩T_tq,k的第二倍数，所述第二倍数随着当前纵向车速与纵向极限车速的差值|Δv_x,k|的增大而降低。根据所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩，逐步升高所述目标扭矩，包括：将所述目标扭矩T_tq,tar,out设置为发动机实际输出扭矩T_tq,k和期望扭矩T_tq,exp,k的加权和，目标扭矩T_tq,tar,out随着所述发动机实际输出扭矩T_tq,k的增大而升高。发动机实际输出扭矩T_tq,k和期望扭矩T_tq,exp,k的权值相加为1。随着发动机实际输出扭矩的逐步增大，目标扭矩也会逐步升高，在期望扭矩不变的情况下，扭矩增量会逐渐降低，从而发动机扭矩控制器得以逐渐退出控制。详见式(16)、(17)和(18)。

T_tq,tar,fllow＝(k_fllow˙|Δv_x,k|+b_fllow)˙T_tq,k； (16)

T_{tq,tar,reduce}＝(k_reduce˙|Δv_x,k|+b_reduce)˙T_tq,k； (17)

T_tq,tar,out＝T_tq,k+k_out˙(T_tq,exp,k-T_tq,k)； (18)

本实施例还给出各项系数的参考值，k_fllow＝0.5，b_fllow＝1，k_reduce＝-5，b_reduce＝1，k_out＝0.25。

本实施例通过将目标扭矩设置为车速差、发动机实际输出扭矩和期望扭矩之间的函数值，能够使发动机实际输出扭矩缓慢变化的同时减小车速差；在逐步升高目标扭矩时，有利于令发动机实际输出扭矩尽快达到期望扭矩。

下面以一具体应用场景，详细介绍目标扭矩的计算、设置、降低和升高的情况。图5是本发明实施例提供的目标扭矩的选择示意图。具体包括以下步骤：

S410、开始。

S420、发动机扭矩控制是否激活。如果是，跳转到S430，如果否，跳转到S480。

本实施例中，是否激活是首要判断条件。如果发动机扭矩控制激活，判定车辆需要发动机扭矩控制；如果发动机扭矩控制未激活，判定车辆不需要发动机扭矩控制。

S430、判断车辆当前纵向车速是否低于所述纵向极限车速。如果否，跳转到S440，如果是，跳转到S450。

S440、判断是否为发动机扭矩初次控制。如果是，跳转到S460，如果否，跳转到S470。

S450、重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内。执行S491。

S460、计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩。执行S491。

S470、降低所述目标扭矩。执行S491。

S480、判断发动机实际输出扭矩是否达到所述期望扭矩。如果是，跳转到S491，否则，执行S490。

S490、逐步升高所述目标扭矩。

如果车辆不需要发动机扭矩控制，发动机实际输出扭矩即使未达到期望扭矩也不需要再进行调节，直接交给驾驶员即可，此时需要缓慢退出。

S491、结束本次操作。

图6是本发明实施例提供的一种自适应扭矩控制装置的结构示意图，适用于在车辆转向时进行发动机扭矩控制的情况，该装置具体包括：期望扭矩确定模块501、目标扭矩计算模块502、扭矩增量计算模块503和控制模块504，以及设置模块505、降低模块506和升高模块507中的至少一个。

期望扭矩确定模块501，用于在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩；

目标扭矩计算模块502，用于计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制；

扭矩增量计算模块503，用于根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量；

控制模块504，用于将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量；

其中，所述纵向极限车速为所述车辆转向时达到临界失稳状态时的车速。

该装置还包括设置模块505、降低模块506和升高模块507中的至少一个。其中，设置模块505用于如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内；降低模块506用于在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值；升高模块507用于如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

本发明实施例考虑到车速是车辆稳定性最直接的影响因素，过高的转向车速极易导致车辆失稳，因此，在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时计算将所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速所需的目标扭矩，使得目标扭矩及时响应车速的变化；同时，发动机扭矩控制也是驾驶员控制车辆的最直接手段，通过根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩，并根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量，使得扭矩控制自动适应驾驶员的操作以防止造成驾驶员恐慌，在保证车辆稳定性的同时保障车辆一定动力性。可选的，该装置还包括第三计算模块和系数计算模块；第三计算模块用于在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取悬架位移传感器采集的车身与车轮之间的当前相对位置变化量之后，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；系数计算模块用于根据所述侧向坐标系数和纵向坐标系数、轴距和轮距，得到侧向坐标值和纵向坐标值。在对车辆进行连续的横摆控制过程中，为防止发动机实际输出扭矩幅度变化较大而致使车速不稳定，甚至造成驾驶员的恐慌的问题，根据扭矩控制情况、纵向极限车速、实际车速等重新设置目标扭矩。如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，发动机扭矩控制应该缓慢退出，逐步升高所述目标扭矩，避免车辆驱动打滑，致使车辆再次失稳；在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，通过降低所述目标扭矩，使得当前纵向车速尽快下降。

可选的，该装置还包括向心加速度计算模块，用于在所述在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩之前，根据所述车辆的行驶参数，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一向心加速度，以及临界侧翻时的第二向心加速度；车速计算模块，用于根据向心加速度与纵向车速的运算关系，计算所述第一向心加速度对应的第一纵向极限车速，以及所述第二向心加速度对应的第二纵向极限车速；比较模块，用于将所述第一纵向极限车速和所述第二纵向极限车速的较小者作为所述纵向极限车速。

可选的，该装置还包括修正模块，用于在所述将所述第一纵向极限车速和所述第二纵向极限车速的较小者作为所述纵向极限车速之后，根据所述当前纵向车速和所述路面附着参数，计算修正值；采用所述修正值修正所述纵向极限车速。

可选的，向心加速度计算模块在根据所述车辆的行驶参数，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一向心加速度时，具体用于：根据侧向路面附着参数、车身侧偏角和前轮转角，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一初始向心加速度；根据驾驶员期望的转向半径，计算期望向心加速度；将所述第一初始向心加速度和所述期望向心加速度中的较小者作为所述第一向心加速度。

可选的，设置模块在重新设置所述目标扭矩时，具体用于：根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，重新设置所述目标扭矩；降低模块在降低所述目标扭矩时，具体用于：根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，降低所述目标扭矩；升高模块在逐步升高所述目标扭矩时，具体用于：根据所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

可选的，设置模块在根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，重新设置所述目标扭矩时，具体用于：将所述目标扭矩设置为所述发动机实际输出扭矩的第一倍数，所述第一倍数随着当前纵向车速与纵向极限车速的差值的增大而增大；降低模块在根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，降低所述目标扭矩时，具体用于：将所述目标扭矩设置为所述发动机实际输出扭矩的第二倍数，所述第二倍数随着当前纵向车速与纵向极限车速的差值的增大而降低；升高模块在根据所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩，逐步升高所述目标扭矩时，具体用于：将所述目标扭矩设置为所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩的加权和，所述目标扭矩随着所述发动机实际输出扭矩的增大而升高。

可选的，目标扭矩计算模块502具体用于：根据所述当前纵向车速和所述纵向极限车速的差值，得到下一周期的纵向加速度，并根据所述下一周期的纵向加速度计算下一周期的加速度阻力；根据车辆纵向行驶方程计算当前周期的驱动力和当前周期的加速度阻力，并将所述当前周期的驱动力和当前周期的加速度阻力相减得到下一周期的阻力；根据所述下一周期的阻力和所述下一周期的加速度阻力，计算发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；如果所述目标扭矩小于发动机扭矩允许输出的最小值，将所述目标扭矩重置为允许输出的最小值；如果所述目标扭矩大于所述期望扭矩，将所述目标扭矩重置为所述期望扭矩。

本申请实施例所提供的自适应扭矩控制装置可执行本申请任意实施例所提供的自适应扭矩控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，该设备包括处理器60、存储器61、输入装置62和输出装置63；设备中处理器60的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器60为例；设备中的处理器60、存储器61、输入装置62和输出装置63可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器61作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的自适应扭矩控制方法对应的程序指令/模块(例如，自适应扭矩控制装置中的期望扭矩确定模块501、目标扭矩计算模块502、扭矩增量计算模块503和控制模块504，以及设置模块505、降低模块506和升高模块507中的至少一个)。处理器60通过运行存储在存储器61中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的自适应扭矩控制方法。

存储器61可主要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、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器61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。在一些实例中，存储器61可进一步包括相对于处理器60远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。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62可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置63可包括显示屏等显示设备。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例的自适应扭矩控制方法。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种自适应扭矩控制方法，其特征在于，包括：

在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩；

计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制；

根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量；

将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量；

其中，所述纵向极限车速为所述车辆转向时达到临界失稳状态时的车速；

在所述将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器之后，还包括以下至少一种操作：

如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内；

在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值；

如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩之前，还包括：

根据所述车辆的行驶参数，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一向心加速度，以及临界侧翻时的第二向心加速度；

根据向心加速度与纵向车速的运算关系，计算所述第一向心加速度对应的第一纵向极限车速，以及所述第二向心加速度对应的第二纵向极限车速；

将所述第一纵向极限车速和所述第二纵向极限车速的较小者作为所述纵向极限车速。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述将所述第一纵向极限车速和所述第二纵向极限车速的较小者作为所述纵向极限车速之后，还包括：

根据所述当前纵向车速和路面附着参数，计算修正值；

采用所述修正值修正所述纵向极限车速。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的行驶参数，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一向心加速度，包括：

根据侧向路面附着参数、车身侧偏角和前轮转角，计算所述车辆转向过程中临界侧滑时的第一初始向心加速度；

根据驾驶员期望的转向半径，计算期望向心加速度；

将所述第一初始向心加速度和所述期望向心加速度中的较小者作为所述第一向心加速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重新设置所述目标扭矩，包括：

根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，重新设置所述目标扭矩；

所述降低所述目标扭矩，包括：

根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，降低所述目标扭矩；

所述逐步升高所述目标扭矩，包括：

根据所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，重新设置所述目标扭矩，包括：

将所述目标扭矩设置为所述发动机实际输出扭矩的第一倍数，所述第一倍数随着当前纵向车速与纵向极限车速的差值的增大而增大；

所述根据所述发动机实际输出扭矩以及当前纵向车速与纵向极限车速的差值，降低所述目标扭矩，包括：

将所述目标扭矩设置为所述发动机实际输出扭矩的第二倍数，所述第二倍数随着当前纵向车速与纵向极限车速的差值的增大而降低；

所述根据所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩，逐步升高所述目标扭矩包括：

将所述目标扭矩设置为所述期望扭矩与发动机实际输出扭矩的加权和，所述目标扭矩随着所述发动机实际输出扭矩的增大而升高。

7.根据权利要求1-3任一项或5-6任一项所述的方法，其特征在于，所述计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩，包括：

根据所述当前纵向车速和所述纵向极限车速的差值，得到下一周期的纵向加速度，并根据所述下一周期的纵向加速度计算下一周期的加速度阻力；

根据车辆纵向行驶方程计算当前周期的驱动力和当前周期的加速度阻力，并将所述当前周期的驱动力和当前周期的加速度阻力相减得到下一周期的阻力；

根据所述下一周期的阻力和所述下一周期的加速度阻力，计算发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；

如果所述目标扭矩小于发动机扭矩允许输出的最小值，将所述目标扭矩重置为所述允许输出的最小值；如果所述目标扭矩大于所述期望扭矩，将所述目标扭矩重置为所述期望扭矩。

8.一种自适应扭矩控制装置，其特征在于，包括：

期望扭矩确定模块，用于在车辆当前纵向车速高于纵向极限车速时，根据驾驶员的控制指令确定期望扭矩；

目标扭矩计算模块，用于计算使得所述当前纵向车速下降到所述纵向极限车速时，发送至所述车辆的发动机控制系统的目标扭矩；所述发动机控制系统用于根据所述目标扭矩对发动机进行控制；

扭矩增量计算模块，用于根据所述期望扭矩和目标扭矩，计算发动机扭矩控制器需要输出的扭矩增量；

控制模块，用于将所述扭矩增量提供给所述发动机扭矩控制器，以供所述发动机扭矩控制器输出所述扭矩增量；

其中，所述纵向极限车速为所述车辆转向时达到临界失稳状态时的车速；

所述装置还包括设置模块、降低模块和升高模块中的至少一个；

其中，所述设置模块用于如果所述车辆当前纵向车速低于所述纵向极限车速，重新设置所述目标扭矩，以使所述目标扭矩与所述期望扭矩之差在设定范围内；

所述降低模块用于在初次控制后如果所述当前纵向车速仍然高于所述纵向极限车速，降低所述目标扭矩；在降低所述目标扭矩之前或者降低所述目标扭矩的过程中，如果所述目标扭矩为发动机扭矩允许输出的最小值，则将所述目标扭矩维持为所述发动机扭矩允许输出的最小值；

所述升高模块用于如果所述车辆的发动机实际输出扭矩未达到所述期望扭矩，逐步升高所述目标扭矩。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的自适应扭矩控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的自适应扭矩控制方法。

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