CN116141984A - 车辆及其控制方法和控制装置、计算机可读存储介质 - Google Patents

车辆及其控制方法和控制装置、计算机可读存储介质 Download PDF

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CN116141984A CN202310128703.1A CN202310128703A CN116141984A CN 116141984 A CN116141984 A CN 116141984A CN 202310128703 A CN202310128703 A CN 202310128703A CN 116141984 A CN116141984 A CN 116141984A
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孙小文
郭梦梦
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Abstract

本发明公开了一种车辆及其控制方法和控制装置、计算机可读存储介质，所述方法包括：获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度；在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性；根据转向特性确定制动车轮；根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。本发明的控制方法，能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。

Description

车辆及其控制方法和控制装置、计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆的控制方法、一种车辆的控制装置、一种计算机可读存储介质和一种车辆。
背景技术
随着电机技术制造技术的提升及新能源造车技术的发展，基于装备四电机的四驱或装备两电机的前驱，后驱的分布式控制将会是几年内各新能源主机厂的竞争要点。
目前传统的纯液压ESP控制方法已经相当成熟，如果再加入轮边电机，必将使ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)控制更为复杂，易发生控制不当，致使电液复合ESP的性能还差于原先的传统液压ESP，因此导致电液复合ESP协调控制相关研究较少。此外，已有的研究大多数集中在单一系统控制，即一旦电动轮汽车遇到极限工况时，所采用的控制方法是关停电机控制进入传统的纯液压ESP工作模式，而较少关注ESP和电机协调控制，尤其是轮边电机系统与液压ESP共同完成稳定性控制功能的电液复合ESP协调控制几乎没有。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆的控制方法，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性，根据车辆的转向特性确定制动车轮，并根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩，从而将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
本发明的第二个目的在于提出一种车辆的控制装置。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆的控制方法，包括：获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度；在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性；根据转向特性确定制动车轮；根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
根据本发明实施例的车辆的控制方法，首先获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度，其次在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性，然后根据转向特性确定制动车轮，最后根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。由此，该方法能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
另外，根据本发明上述实施例的车辆的控制方法还可以具有如下的附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，确定实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件，包括：获取车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度；在目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角之间的差值大于预设角度阈值，和/或，目标橫摆角速度与实际橫摆角速度之间的差值大于预设角速度阈值时，确定满足预设条件。
根据本发明的一个实施例，确定车辆的转向特性，包括：根据目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角的差值和目标横摆角速度和实际横摆角速度的差值确定橫摆控制力矩；根据橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角确定转向特性。
根据本发明的一个实施例，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度不满足预设条件时，根据前后轴轮荷确定各轮驱动力矩。
根据本发明的一个实施例，通过下述公式确定各轮驱动力矩：
Figure BDA0004083143910000021
Figure BDA0004083143910000022
Figure BDA0004083143910000023
Figure BDA0004083143910000024
其中，Txfl表示左前轮驱动力矩，Txfr表示右前轮驱动力矩，Txrl表示左后轮驱动力矩，Txrr表示右后轮驱动力矩，g表示重力加速度，lr表示后轴轴距，hcg表示整车质心高度，ax表示纵向加速度，l表示前轴到质心的距离与后轴到质心的距离之和，lf表示前轴轴距，Td表示总的驱动力矩，M表示整车质量，R表示车轮半径，d表示轮距。
根据本发明的一个实施例，获取车辆的实际估测的质心侧偏角，包括：基于无损卡尔曼滤波对采集的质心侧偏角进行估算，以确定实际估测的质心侧偏角和实际橫摆角速度。
根据本发明的一个实施例，在确定各轮实际驱动力矩之后，车辆的控制方法还包括：限制每个车轮实际驱动力矩不超过每个电机对应的最大允许驱动力矩；限制所有车轮对应的电机的总功率不超过动力电池最大允许充放电功率；限制每个车轮的滑移率不超过预设滑移率阈值。
根据本发明的一个实施例，车辆的控制方法还包括：确定每个车轮对应的电机存在故障时，根据故障等级输出对应电机的最大驱动力矩或制动力矩。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆的控制装置，包括：第一获取模块，用于获取车辆的实际估测的质心侧偏角；第二获取模块，用于获取车辆的实际横摆角速度；第一确定模块，用于在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性；第二确定模块，用于根据转向特性确定制动车轮；第三确定模块，用于根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
根据本发明实施例的车辆的控制装置，第一获取模块用于获取车辆的实际估测的质心侧偏角，第二获取模块用于获取车辆的实际横摆角速度，第一确定模块用于在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性，第二确定模块用于根据转向特性确定制动车轮，第三确定模块用于根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。由此，该装置能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有车辆的控制程序，该车辆的控制程序被处理器执行时实现上述的车辆的控制方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行时实现上述的车辆的控制方法，能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的一种车辆，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆的控制程序，处理器执行车辆的控制程序时，实现上述的车辆的控制方法。
根据本发明实施例的车辆，通过执行上述的车辆的控制方法，能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的车辆的控制方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的7自由度汽车模型简化示意图；
图3为根据本发明一个具体示例的车辆的控制方法的流程图；
图4为根据本发明实施例的车辆的控制装置的方框示意图；
图5为根据本发明实施例的车辆方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的车辆的控制方法、车辆的控制装置、计算机可读存储介质和车辆。
由于电动轮汽车装有两套完全独立且结构完整的执行机构，ESP系统和电机系统，对于ESP系统，在任何车速下，液压制动都能输出很大的制动转矩，但无法精准调控各轮液压，制动力矩无法做到精准调控。对于电机系统，电机控制迅速，ESP可以通过CAN总线通讯直接调控电机输出转矩，并且ESP和电机控制器可实时通讯，获取电机实时转矩，转速等信息，但在高速时，电机输出转矩较小。由此，对电液两套执行机构进行对比分析后可发现：轮边电机驱动的优点弥补了液压系统制动的缺点，相对的，液压系统制动的优点也恰好弥补了轮边电机驱动的缺点，即电机驱动与液压制动在系统特性上存在良好的互补性。由此，本发明设计了电机和ESP的协同控制，通过传统液压ESP和采取差动制动的方法来生成相应的稳定性附加横摆力矩，和通过改变车辆两侧电机的力矩，形成转矩差而生成相应的稳定性附加横摆力矩共同控制车辆的稳定性。对于不足转向，可以先利用电机转矩响应精确的特点，驱动外侧车轮的轮边电机，同时适当减小内侧车轮的轮边电机输出转矩甚至制动，产生反向力矩，缓解不足转向的程度，使车身姿态得到修正。再利用效率高的液压ESP制动内后轮，防止电机到达峰值转矩影响控制效果。对于过度转向，可驱动内侧轮边电机，同时减小外侧转矩甚至制动，液压ESP对外前轮实施制动，也生成一个反向力矩，使汽车趋于不足转向。由此，利用电机反应迅速的优点，将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
图1为根据本发明实施例的车辆的控制方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例的车辆的控制方法可包括以下步骤：
S1，获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度。
根据本发明的一个实施例，获取车辆的实际估测的质心侧偏角，包括：基于无损卡尔曼滤波对采集的质心侧偏角进行估算，以确定实际估测的质心侧偏角和实际橫摆角速度。
具体而言，在获取车辆的实际估测的质心侧偏角时，可基于无损卡尔曼滤波(unscented Kalman Filter，UKF)对采集的质心侧偏角进行估算，其中，UKF具体流程包括初始化，即初始估计值：
Figure BDA0004083143910000051
初始化误差协方差：
Figure BDA0004083143910000052
时间更新部分，生成2n个sigma采样点，采样点来源于原始状态附近，进行适当的运算得到：
Figure BDA0004083143910000053
Figure BDA0004083143910000054
Figure BDA0004083143910000055
其中，k表示尺度参数，n为待估计状态的向量维度，i表示对应的采样点。将各个采
样点代入状态方程，得到：
Figure BDA0004083143910000056
并计算得到K时刻均值：
Figure BDA0004083143910000057
以及K时刻的协方差：
Figure BDA0004083143910000058
观察更新部分，根据预测值，重新生成一批采样点：
Figure BDA0004083143910000059
/>
Figure BDA00040831439100000510
Figure BDA00040831439100000511
将各采样点代入观测方程，可以得到：
Figure BDA0004083143910000061
并计算得到k时刻均值：
Figure BDA0004083143910000062
K时刻的协方差：
Figure BDA0004083143910000063
估计状态和观测之间的协方差：
Figure BDA0004083143910000064
最终，利用卡尔曼增益更新状态量：
Figure BDA0004083143910000065
Figure BDA0004083143910000066
Figure BDA0004083143910000067
将估算的状态量质心侧偏角β和横摆角速度ω写成向量的形式：X(t)＝[β,ω]T，并将观测变量横向加速度ay，横摆角速度ω，写成向量形式：Z(t)＝[ay,ω]T，将外界输入的影响变量，方向盘转角δ，写成向量的形式：U(t)＝[δ,0]T。
观测方程如下：
Figure BDA0004083143910000068
状态方程如下：
Figure BDA0004083143910000069
Figure BDA00040831439100000610
其中，a为前轴到质心距离，b为后轴到质心距离，Vx为纵向车速，M为车重，δ为方向盘转角，ω为横摆角速度，β为质心侧偏角，Iz为车辆在质心处的转动惯量，Cai为轮胎在名义静止载荷下的侧偏刚度，Caf为前轴轮胎在名义静止载荷下的侧偏刚度，Car为后轴轮胎在名义静止载荷下的侧偏刚度。
在估算完成后，可确定实际估测的质心侧偏角和实际橫摆角速度。
S2，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性。
根据本发明的一个实施例，确定实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件，包括：获取车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度；在目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角之间的差值大于预设角度阈值，和/或，目标橫摆角速度与实际橫摆角速度之间的差值大于预设角速度阈值时，确定满足预设条件。其中，预设角度阈值可根据实际情况而定，预设角速度阈值可根据实际情况而定。
具体而言，在确定实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，可先获取车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度，例如，可根据横摆率、质心侧偏角、各车轮目标控制转矩、车速、路面附着系数和最优滑移率等参数多次实验进行计算以获取目标质心侧偏角和目标橫摆角速度。在获取到车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度后，可将目标质心侧偏角与实际估测的质心侧偏角进行比较，当目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角之间的差值大于预设角度阈值时，可确定实际估测的质心侧偏角满足预设条件。或者，在获取到车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度后，可将目标橫摆角速度与实际橫摆角速度进行比较，当目标橫摆角速度和实际橫摆角速度之间的差值大于预设角速度阈值时，可确定实际橫摆角速度满足预设条件。或者，在获取到车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度后，可将目标质心侧偏角与实际估测的质心侧偏角进行比较以及将目标橫摆角速度与实际橫摆角速度进行比较，当目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角之间的差值大于预设角度阈值时，且目标橫摆角速度和实际橫摆角速度之间的差值大于预设角速度阈值时，确定实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件。
根据本发明的一个实施例，确定车辆的转向特性，包括：根据目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角的差值和目标横摆角速度和实际横摆角速度的差值确定橫摆控制力矩；根据橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角确定转向特性。
具体而言，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，可确定车辆的转向特性，车辆的转向特性可包括转向不足、转向过度或者中性转向等。例如，可根据目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角的差值和目标横摆角速度和实际横摆角速度的差值共同计算出橫摆控制力矩，在获取到橫摆控制力矩后，如表1所示，可根据橫摆控制力矩和当前方向盘角速度以及当前方向盘转角确定转向特性。
表1
橫摆控制力矩 方向盘角速度 方向盘转角 转向特性 制动车轮
+ + + 转向不足 左后轮
+ + - 转向过度 左前轮
+ + 0 转向不足 左后轮
+ - + / /
+ - - 转向过度 左前轮
+ - 0 转向过度 左前轮
+ 0 + 转向不足 左后轮
+ 0 - 转向过度 左前轮
+ 0 0 / 左前轮
- + + 转向过度 右前轮
- + - / /
- + 0 转向过度 右前轮
- - + 转向过度 右前轮
- - - 转向不足 右后轮
- - 0 转向不足 右后轮
- 0 + 转向过度 右前轮
- 0 - 转向不足 右后轮
- 0 0 / 右前轮
其中，规定逆时针方向为正方向，+表示值为正，-表示值为负，0表示不动，“/”表示不转向特性作判断和制动车轮选择。
由表1可知，根据橫摆控制力矩和当前方向盘角速度以及当前方向盘转角确定转向特性可确定转向特性，例如，当橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角都为正时，可确定当前转向特性为转向不足。当橫摆控制力矩和方向盘角速为正，方向盘转角都为负时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩和方向盘角速度为正，方向盘转角不变时，可确定当前转向特性为转向不足。当橫摆控制力矩和方向盘转角为正，方向盘角速度为负时，不对当前转向特性进行判断。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度和方向盘转角都为负时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度为负，方向盘转角不变时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩和方向盘转角为正，方向盘角速度不变时，可确定当前转向特性为转向不足。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度不变，方向盘转角为负时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度和方向向盘转角不变时，不对当前转向特性进行判断。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度和方向向盘转角都为正时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩和方向盘转角为负，方向盘角速度为正时，不对当前转向特性进行判断。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度为正，方向盘转角不变时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩和方向盘角速度为负，方向盘转角为正时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角都为负时，可确定当前转向特性为转向不足。当橫摆控制力矩和方向盘角速度为负，方向盘转角不变时，可确定当前转向特性为转向不足。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度不变，方向盘转角为正时，可确定当前转向特性为转向过度。当橫摆控制力矩和向盘转角为负，方向盘角速度不变时，可确定当前转向特性为转向不足。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度和方向盘转角不变时，不对当前转向特性进行判断。
根据本发明的一个实施例，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度不满足预设条件时，根据前后轴轮荷确定各轮驱动力矩。
进一步地，根据本发明的一个实施例，通过下述公式确定各轮驱动力矩：
Figure BDA0004083143910000091
Figure BDA0004083143910000092
Figure BDA0004083143910000093
/>
Figure BDA0004083143910000094
其中，Txfl表示左前轮驱动力矩，Txfr表示右前轮驱动力矩，Txrl表示左后轮驱动力矩，Txrr表示右后轮驱动力矩，g表示重力加速度，lr表示后轴轴距，hcg表示整车质心高度，ax表示纵向加速度，l表示前轴到质心的距离与后轴到质心的距离之和，lf表示前轴轴距，Td表示总的驱动力矩，M表示整车质量，R表示车轮半径，d表示轮距。
具体而言，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度不满足预设条件时，例如，可将目标质心侧偏角与实际估测的质心侧偏角进行比较，当目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角之间的差值小于预设角度阈值时，可确定实际估测的质心侧偏角不满足预设条件。或者可将目标橫摆角速度与实际橫摆角速度进行比较，当目标橫摆角速度和实际橫摆角速度之间的差值小于预设角速度阈值时，可确定实际橫摆角速度不满足预设条件。当确定实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度不满足预设条件时，结合图2所示，可根据前后轴轮荷确定各轮驱动力矩，例如，可通过上述公式(22)根据重力加速度、整车质量、车轮半径、轮距、前轴轴距、后轴轴距、整车质心高度、纵向加速度、前轴到质心的距离与后轴到质心的距离之和和总的驱动力矩分别计算出左前轮驱动力矩、右前轮驱动力矩、左后轮驱动力矩和右后轮驱动力矩。
S3，根据转向特性确定制动车轮。
具体而言，由上述表1可知，在确定车辆转向特性后，可根据橫摆控制力矩、当前方向盘角速度、当前方向盘转角以及车辆转向特性确定制动车轮。例如，当橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角都为正，当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为左后轮。当橫摆控制力矩和方向盘角速为正，方向盘转角都为负，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为左前轮。当橫摆控制力矩和方向盘角速度为正，方向盘转角不变，当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为左后轮。当橫摆控制力矩和方向盘转角为正，方向盘角速度为负，不对当前转向特性进行判断时，也不对当前制动车轮进行判断。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度和方向盘转角都为负，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为左前轮。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度为负，方向盘转角不变，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为左前轮。当橫摆控制力矩和方向盘转角为正，方向盘角速度不变，当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为左后轮。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度不变，方向盘转角为负，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为左前轮。当橫摆控制力矩为正，方向盘角速度和方向向盘转角不变，不对当前转向特性进行判断时，可确定当前制动车轮为左前轮。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度和方向向盘转角都为正，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为右前轮。当橫摆控制力矩和方向盘转角为负，方向盘角速度为正，不对当前转向特性进行判断时，也不对当前制动车轮进行判断。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度为正，方向盘转角不变，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为右前轮。当橫摆控制力矩和方向盘角速度为负，方向盘转角为正，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为右前轮。当橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角都为负，当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为右后轮。当橫摆控制力矩和方向盘角速度为负，方向盘转角不变，当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为右后轮。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度不变，方向盘转角为正，当前转向特性为转向过度时，可确定当前制动车轮为右前轮。当橫摆控制力矩和向盘转角为负，方向盘角速度不变，可当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为右后轮。当橫摆控制力矩为负，方向盘角速度和方向盘转角不变，不对当前转向特性进行判断时，可确定当前制动车轮为右前轮。
S4，根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
具体而言，在获取到各轮驱动力矩后，可根据车辆液压ESP制动力矩和各轮驱动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，从而可确定各轮实际驱动力矩。例如，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，根据上述表1，当橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角都为正，当前转向特性为转向不足时，可确定当前制动车轮为左后轮，在对左后轮进行修正时，保持橫摆控制力矩不变，使左后轮的驱动力矩减去车辆液压ESP制动力矩，将制动力矩减小一些，而其他车轮(左前轮、右前轮和右后轮)的驱动力矩不变，由此，可确定各车轮的实际驱动力矩。
根据本发明的一个实施例，在确定各轮实际驱动力矩之后，车辆的控制方法还包括：限制每个车轮实际驱动力矩不超过每个电机对应的最大允许驱动力矩；限制所有车轮对应的电机的总功率不超过动力电池最大允许充放电功率；限制每个车轮的滑移率不超过预设滑移率阈值。其中，预设滑移率阈值可根据实际情况而定，例如，预设滑移率阈值可以为20％。
具体而言，在确定各轮驱动力矩之后，由于确定的驱动力矩是一个理想值，还需要对每个车轮驱动力矩进行限制。例如，若确定某个车轮或者多个车轮的驱动力矩过高，为了保证车辆的安全，可限值每个车轮实际驱动力矩不得超过每个电机对应车轮的最大允许驱动力矩，由此可保证车辆的稳定性。由于每个车轮由相应的电机进行控制，需要限制所有车轮对应的电机的总功率，即所有车轮对应的电机的总功率不能超过动力电池所能提供的最大充放电功率限值。车轮滑移率指车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比值，从制动过程的阶段看，随着制动强度的增加，车轮几何中心的运动速度因滚动而产生的部分越来越少，因滑动而产生的部分越来越多，因此还需要限制每个车轮的滑移率不超过预设滑移率阈值，例如，每个车轮驱动或制动力需要满足车轮的滑移率小于等于20％，由此可获得较好的制动性能和侧向稳定性。需要说明的是，车轮最大允许驱动力矩和动力电池最大允许充放电功率的大小可在出厂时确定。
根据本发明的一个实施例，车辆的控制方法还包括：确定每个车轮对应的电机存在故障时，根据故障等级输出对应电机的最大驱动力矩或制动力矩。
具体而言，在车辆正常行驶的过程中，若电机出现故障，例如，由于长时间工作，电机供电线由于布线问题导致散热不良，引起绝缘层熔化，致使供电线短路等故障，可先确定是哪一个车轮或者多个车轮对应的电机出现故障，在确定每个车轮对应的电机存在故障时，电机控制器可按照详细的故障等级高低来进行限扭，限功率，关管(IGBT全部断开)等，即整车控制器可根据故障等级输出各驱动轮电机能提供的最大驱动力矩或制动力矩，其中，故障等级与电机能提供的最大驱动力矩或制动力矩为一一对应的关系，在确定故障等级后，可确定对应电机的最大驱动力矩或制动力矩，以保证车辆的安全性。
下面结合图3来描述本发明的控制方法。
作为一个具体示例，本发明的车辆的控制方法可包括以下步骤：
S101，获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度。
S102，获取车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度。
S103，对实际估测的质心侧偏角和目标质心侧偏角以及实际横摆角速度和目标橫摆角速度进行差值计算。
S104，判断质心侧偏角差值或橫摆角速度差值是否大于预设值。如果是，执行步骤S105；如果否，执行步骤S106。
S105，根据目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角的差值和目标横摆角速度和实际横摆角速度的差值确定橫摆控制力矩，并进入步骤S107。
S106，根据前后轴轮荷确定各轮驱动力矩，并进入步骤S109。
S107，根据橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角确定转向特性。
S108，根据转向特性确定制动车轮。
S109，根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
S110，限制每个车轮实际驱动力矩不超过每个电机对应的最大允许驱动力矩，限制所有车轮对应的电机的总功率不超过动力电池最大允许充放电功率，限制每个车轮的滑移率不超过预设滑移率阈值。
S111，每个车轮对应的电机存在故障时，根据故障等级输出对应电机的最大驱动力矩或制动力矩。
综上所述，根据本发明实施例的车辆的控制方法，首先获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度，其次在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性，然后根据转向特性确定制动车轮，最后根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。由此，该方法能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆的控制装置。
如图4所示，本发明实施例的车辆的控制装置100可包括：第一获取模块110、第二获取模块120、第一确定模块130、第二确定模块140和第三确定模块150。
其中，第一获取模块110用于获取车辆的实际估测的质心侧偏角。第二获取模块120用于获取车辆的实际横摆角速度。第一确定模块130用于在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性。第二确定模块140用于根据转向特性确定制动车轮。第三确定模块150用于根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
根据本发明的一个实施例，第一确定模块130确定实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件，具体用于：获取车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度；在目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角之间的差值大于预设角度阈值，和/或，目标橫摆角速度与实际橫摆角速度之间的差值大于预设角速度阈值时，确定满足预设条件。
根据本发明的一个实施例，第一确定模块130确定车辆的转向特性，具体用于：根据目标质心侧偏角和实际估测的质心侧偏角的差值和目标横摆角速度和实际横摆角速度的差值确定橫摆控制力矩；根据橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角确定转向特性。
根据本发明的一个实施例，第三确定模块150还用于，在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度不满足预设条件时，根据前后轴轮荷确定各轮驱动力矩。
根据本发明的一个实施例，第三确定模块150通过下述公式确定各轮驱动力矩：
Figure BDA0004083143910000131
Figure BDA0004083143910000132
Figure BDA0004083143910000133
Figure BDA0004083143910000134
其中，Txfl表示左前轮驱动力矩，Txfr表示右前轮驱动力矩，Txrl表示左后轮驱动力矩，Txrr表示右后轮驱动力矩，g表示重力加速度，lr表示后轴轴距，hcg表示整车质心高度，ax表示纵向加速度，l表示前轴到质心的距离与后轴到质心的距离之和，lf表示前轴轴距，Td表示总的驱动力矩，M表示整车质量，R表示车轮半径，d表示轮距。
根据本发明的一个实施例，第一获取模块110获取车辆的实际估测的质心侧偏角，具体用于：基于无损卡尔曼滤波对采集的质心侧偏角进行估算，以确定实际估测的质心侧偏角和实际橫摆角速度。
根据本发明的一个实施例，第三确定模块150还用于：在确定各轮实际驱动力矩之后，限制每个车轮实际驱动力矩不超过每个电机对应的最大允许驱动力矩；限制所有车轮对应的电机的总功率不超过动力电池最大允许充放电功率；限制每个车轮的滑移率不超过预设滑移率阈值。
根据本发明的一个实施例，第三确定模块150还用于：确定每个车轮对应的电机存在故障时，根据故障等级输出对应电机的最大驱动力矩或制动力矩。
根据本发明实施例的车辆的控制装置，第一获取模块用于获取车辆的实际估测的质心侧偏角，第二获取模块用于获取车辆的实际横摆角速度，第一确定模块用于在实际估测的质心侧偏角或实际橫摆角速度满足预设条件时，确定车辆的转向特性，第二确定模块用于根据转向特性确定制动车轮，第三确定模块用于根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。由此，该装置能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
对应上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。
本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有车辆的控制程序，该车辆的控制程序被处理器执行时实现上述的车辆的控制方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的车辆的控制方法，能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆。
如图5所示，本发明实施例的车辆200可包括：存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的车辆的控制程序，处理器220执行车辆的控制程序时，实现上述的车辆的控制方法。
根据本发明实施例的车辆，通过执行上述的车辆的控制方法，能够将电机和ESP协同控制车身稳定性，提升了车身稳定性的控制精度。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种车辆的控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆的实际估测的质心侧偏角和实际横摆角速度；
在所述实际估测的质心侧偏角或所述实际橫摆角速度满足预设条件时，确定所述车辆的转向特性；
根据所述转向特性确定制动车轮；
根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对所述制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，确定所述实际估测的质心侧偏角或所述实际橫摆角速度满足预设条件，包括：
获取所述车辆的目标质心侧偏角和目标橫摆角速度；
在所述目标质心侧偏角和所述实际估测的质心侧偏角之间的差值大于预设角度阈值，和/或，所述目标橫摆角速度与所述实际橫摆角速度之间的差值大于预设角速度阈值时，确定满足所述预设条件。
3.根据权利要求2所述的车辆的控制方法，其特征在于，确定所述车辆的转向特性，包括：
根据所述目标质心侧偏角和所述实际估测的质心侧偏角的差值和所述目标横摆角速度和所述实际横摆角速度的差值确定橫摆控制力矩；
根据所述橫摆控制力矩、方向盘角速度和方向盘转角确定所述转向特性。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，在所述实际估测的质心侧偏角或所述实际橫摆角速度不满足预设条件时，根据前后轴轮荷确定各轮驱动力矩。
5.根据权利要求4所述的车辆的控制方法，其特征在于，通过下述公式确定各轮驱动力矩：
Figure FDA0004083143900000011
Figure FDA0004083143900000012
Figure FDA0004083143900000013
Figure FDA0004083143900000014
其中，Txfl表示左前轮驱动力矩，Txfr表示右前轮驱动力矩，Txrl表示左后轮驱动力矩，Txrr表示右后轮驱动力矩，g表示重力加速度，lr表示后轴轴距，hcg表示整车质心高度，ax表示纵向加速度，l表示前轴到质心的距离与后轴到质心的距离之和，lf表示前轴轴距，Td表示总的驱动力矩，M表示整车质量，R表示车轮半径，d表示轮距。
6.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，获取车辆的实际估测的质心侧偏角，包括：
基于无损卡尔曼滤波对采集的质心侧偏角进行估算，以确定所述实际估测的质心侧偏角和所述实际橫摆角速度。
7.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，在确定各轮实际驱动力矩之后，所述方法还包括：
限制每个车轮实际驱动力矩不超过每个电机对应的最大允许驱动力矩；
限制所有车轮对应的电机的总功率不超过动力电池最大允许充放电功率；
限制每个车轮的滑移率不超过预设滑移率阈值。
8.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，还包括：
确定每个车轮对应的电机存在故障时，根据故障等级输出对应电机的最大驱动力矩或制动力矩。
9.一种车辆的控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取车辆的实际估测的质心侧偏角；
第二获取模块，用于获取车辆的实际横摆角速度；
第一确定模块，用于在所述实际估测的质心侧偏角或所述实际橫摆角速度满足预设条件时，确定所述车辆的转向特性；
第二确定模块，用于根据所述转向特性确定制动车轮；
第三确定模块，用于根据各轮驱动力矩和车辆液压ESP制动力矩对所述制动车轮的驱动力矩进行修正，以确定各轮实际驱动力矩。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有车辆的控制程序，该车辆的控制程序被处理器执行时实现根据权利要求1-8中任一项所述的车辆的控制方法。
11.一种车辆，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆的控制程序，所述处理器执行所述车辆的控制程序时，实现根据权利要求1-8中任一项所述的车辆的控制方法。
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