CN116461495A - 车辆控制方法、装置、存储介质和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种车辆控制方法、装置、存储介质和车辆,属于车辆技术领域,本申请实施例能够在车辆进入转向打滑状态的情况下,基于打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定用于驱动打滑轴的第一驱动电机的防滑扭矩,以及用于驱动非打滑轴第二驱动电机的补偿扭矩,进而可以基于防滑扭矩,控制第一驱动电机进行降扭操作,基于补偿扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作;同时基于车辆的转向信号,控制非打滑轴中的目标车轮进行制动。本申请实施例能够在车辆进入转向打滑状态时,快速有效地根据打滑情况对前轴和后轴输出扭矩进行调节,并通过对非打滑轴的目标车轮进行制动,可以进一步稳定车身姿态,提高车辆的转向操控稳定性与安全性。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,特别是涉及一种车辆控制方法、装置、存储介质和车辆。
背景技术
现有的电动车或者混合动力汽车通常配置有四驱模式,在四驱模式下,车辆采用双轴驱动,并通过整车控制器来调节前轴和后轴的驱动扭矩。
然而,现有的车辆控制方法中在一些特殊工况下,如车辆在转向的过程中出现打滑现象时,无法快速有效地根据打滑情况对前轴和后轴输出扭矩进行调节,同时缺乏有效地制动手段,使得车辆的转向操控稳定性与安全性较差,影响驾驶员的驾驶体验。
发明内容
本申请提供一种车辆控制方法、装置、存储介质和车辆,以解决相关技术无法快速有效地根据打滑情况对前轴和后轴输出扭矩进行调节,同时缺乏有效地制动手段,使得车辆的转向操控稳定性与安全性较差的问题。
为了解决上述问题,本申请采用了以下的技术方案:
第一方面,本申请实施例提供了一种车辆控制方法,所述方法包括:
在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴;
基于所述打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩;所述第一驱动电机用于驱动所述打滑轴;
基于所述防滑扭矩和所述第一驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的补偿扭矩;所述第二驱动电机用于驱动所述非打滑轴;
基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作;
基于所述补偿扭矩,控制所述第二驱动电机进行增扭操作;
基于所述车辆的转向信号,在所述非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制所述目标车轮进行制动。
在本申请一实施例中,在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤之前,所述方法还包括:
获取所述车辆的各个车轮的滑移率和方向盘转角值;
在检测到任一车轮的滑移率大于滑移率阈值且所述方向盘转角值大于转角阈值的情况下,确定所述车辆进入所述转向打滑状态。
在本申请一实施例中,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤,包括:
基于所述各个车轮的滑移率,确定前轴车轮的平均滑移率和后轴车轮的平均滑移率;
在所述前轴车轮的平均滑移率小于所述后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定所述前轴为所述非打滑轴,所述后轴为所述打滑轴;或者,
在所述前轴车轮的平均滑移率大于或者等于所述后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定所述前轴为所述打滑轴,所述后轴为所述非打滑轴。
在本申请一实施例中,基于所述打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩的步骤,包括:
基于所述打滑车轮的滑移率,确定所述打滑车轮所在路面的附着系数;
基于所述附着系数,确定所述防滑扭矩。
在本申请一实施例中,基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作的步骤,包括:
基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作,以使所述第一驱动电机的输出扭矩降低至所述防滑扭矩。
在本申请一实施例中,基于所述补偿扭矩,控制所述第二驱动电机进行增扭操作的步骤,包括:
基于所述补偿扭矩和所述第二驱动电机的当前输出扭矩,确定所述第二驱动电机的目标扭矩;
基于所述目标扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作,以使所述第二驱动电机的输出扭矩增加至所述目标扭矩。
在本申请一实施例中,所述方法还包括:
在所述非打滑轴连接有发动机且所述目标扭矩大于所述第二驱动电机的可持续输出扭矩的情况下,基于所述目标扭矩和所述可持续输出扭矩,确定发动机补偿扭矩;
控制所述发动机按照所述发动机补偿扭矩进行输出。
在本申请一实施例中,基于所述车辆的转向信号,在所述非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮的步骤,包括:
在所述转向信号表征左转且非打滑轴为前轴的情况下,将所述前轴中远离弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;或者,
在所述转向信号表征左转且非打滑轴为后轴的情况下,将所述后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;或者,
在所述转向信号表征右转且非打滑轴为前轴的情况下,将所述前轴中远离弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;或者,
在所述转向信号表征右转且非打滑轴为后轴的情况下,将所述后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮。
在本申请一实施例中,在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤之前,所述方法还包括:
在所述车辆进入坡道驱动状态的情况下,获取所述车辆所处坡道的坡度以及所述车辆的整车需求扭矩;
基于所述坡度,确定前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数;其中,若所述车辆处于上坡驱动工况,则所述前轴扭矩分配系数小于所述后轴扭矩分配系数;若所述车辆处于下坡驱动工况,则所述前轴扭矩分配系数大于所述后轴扭矩分配系数;
基于所述前轴扭矩分配系数和所述整车需求扭矩,控制前驱电机输出扭矩;
基于所述后轴扭矩分配系数和所述整车需求扭矩,控制后驱电机输出扭矩。
在本申请一实施例中,所述方法还包括:
在检测到任一车轮打滑的情况下,基于所述车轮的滑移率和车辆参考车速,确定所述车轮的转速阈值范围;所述车辆参考车速表征所述车辆正常行驶状态下的车速;
在检测到该车轮的实际转速超出所述转速阈值范围的情况下,控制该车轮对应的驱动电机进行降扭操作。
第二方面,基于相同发明构思,本申请实施例提供了一种车辆控制装置,所述装置包括:
打滑状态确定模块,用于在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴;
防滑扭矩确定模块,用于基于所述打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩;所述第一驱动电机用于驱动所述打滑轴;
补偿扭矩确定模块,用于基于所述防滑扭矩和所述第一驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的补偿扭矩;所述第二驱动电机用于驱动所述非打滑轴;
降扭控制模块,用于基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作;
增扭控制模块,用于基于所述补偿扭矩,控制所述第二驱动电机进行增扭操作;
制动控制模块,用于基于所述车辆的转向信号,在所述非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制所述目标车轮进行制动。
在本申请一实施例中,所述车辆控制装置还包括:
第一获取模块,用于获取所述车辆的各个车轮的滑移率和方向盘转角值;
转向打滑状态确定模块,用于在检测到任一车轮的滑移率大于滑移率阈值且所述方向盘转角值大于转角阈值的情况下,确定所述车辆进入所述转向打滑状态。
在本申请一实施例中,所述打滑状态确定模块包括:
平均滑移率确定子模块,用于基于所述各个车轮的滑移率,确定前轴车轮的平均滑移率和后轴车轮的平均滑移率;
第一状态确定子模块,用于在所述前轴车轮的平均滑移率小于所述后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定所述前轴为所述非打滑轴,所述后轴为所述打滑轴;
第二状态确定子模块,用于在所述前轴车轮的平均滑移率大于或者等于所述后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定所述前轴为所述打滑轴,所述后轴为所述非打滑轴。
在本申请一实施例中,所述防滑扭矩确定模块包括:
附着系数确定子模块,用于基于所述打滑车轮的滑移率,确定所述打滑车轮所在路面的附着系数;
防滑扭矩确定子模块,用于基于所述附着系数,确定所述防滑扭矩。
在本申请一实施例中,降扭控制模块具体用于基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作,以使所述第一驱动电机的输出扭矩降低至所述防滑扭矩。
在本申请一实施例中,所述增扭控制模块包括:
目标扭矩确定子模块,用于基于所述补偿扭矩和所述第二驱动电机的当前输出扭矩,确定所述第二驱动电机的目标扭矩;
增扭控制子模块,用于基于所述目标扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作,以使所述第二驱动电机的输出扭矩增加至所述目标扭矩。
在本申请一实施例中,所述车辆控制装置还包括:
发动机补偿扭矩确定模块,用于在所述非打滑轴连接有发动机且所述目标扭矩大于所述第二驱动电机的可持续输出扭矩的情况下,基于所述目标扭矩和所述可持续输出扭矩,确定发动机补偿扭矩;
发动机扭矩控制模块,用于控制所述发动机按照所述发动机补偿扭矩进行输出。
在本申请一实施例中,所述制动控制模块包括:
第一目标车轮确定子模块,用于在所述转向信号表征左转且非打滑轴为前轴的情况下,将所述前轴中远离弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;
第二目标车轮确定子模块,用于在所述转向信号表征左转且非打滑轴为后轴的情况下,将所述后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;
第三目标车轮确定子模块,用于在所述转向信号表征右转且非打滑轴为前轴的情况下,将所述前轴中远离弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;
第四目标车轮确定子模块,用于在所述转向信号表征右转且非打滑轴为后轴的情况下,将所述后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮。
在本申请一实施例中,所述车辆控制装置还包括:
第二获取模块,用于在所述车辆进入坡道驱动状态的情况下,获取所述车辆所处坡道的坡度以及所述车辆的整车需求扭矩;
分配系数确定模块,用于基于所述坡度,确定前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数;其中,若所述车辆处于上坡驱动工况,则所述前轴扭矩分配系数小于所述后轴扭矩分配系数;若所述车辆处于下坡驱动工况,则所述前轴扭矩分配系数大于所述后轴扭矩分配系数;
前驱电机扭矩控制模块,用于基于所述前轴扭矩分配系数和所述整车需求扭矩,控制前驱电机输出扭矩;
后驱电机扭矩控制模块,用于基于所述后轴扭矩分配系数和所述整车需求扭矩,控制后驱电机输出扭矩。
在本申请一实施例中,所述车辆控制装置还包括:
转速阈值范围确定模块,用于在检测到任一车轮打滑的情况下,基于所述车轮的滑移率和车辆参考车速,确定所述车轮对应的驱动电机的转速阈值范围;所述车辆参考车速表征所述车辆正常行驶状态下的车速;
转速控制模块,用于在检测所述车轮对应的驱动电机的实际转速超出所述转速阈值范围的情况下,控制所述车轮对应的驱动电机进行降扭操作。
第三方面,基于相同发明构思,本申请实施例提供了一种存储介质,所述存储介质内存储有机器可执行指令,所述机器可执行指令被处理器执行时实现本申请第一方面提出的车辆控制方法。
第四方面,基于相同发明构思,本申请实施例提供了一种车辆,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器用于执行机器可执行指令,以实现本申请第一方面提出的车辆控制方法。
与现有技术相比,本申请包括以下优点:
本申请实施例提供的一种车辆控制方法,能够在车辆进入转向打滑状态的情况下,基于打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定用于驱动打滑轴的第一驱动电机的防滑扭矩,以及用于驱动非打滑轴第二驱动电机的补偿扭矩,进而可以基于防滑扭矩,控制第一驱动电机进行降扭操作,基于补偿扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作;同时,能够基于车辆的转向信号,在非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制目标车轮进行制动。本申请实施例能够在车辆进入转向打滑状态时,快速有效地根据打滑情况对前轴和后轴输出扭矩进行调节,并通过对非打滑轴的目标车轮进行制动,可以进一步稳定车身姿态,提高车辆的转向操控稳定性与安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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是本申请一实施例中一种车辆控制方法的步骤流程图。
图2是本申请一实施例中车辆正常左转弯时的扭矩控制示意图。
图3是本申请一实施例中车辆左转前轮打滑时的扭矩控制示意图。
图4是本申请一实施例中车辆左转后轮打滑时的扭矩控制示意图。
图5是本申请一实施例中一种车辆控制装置的功能模块示意图。
图6是本申请一实施例中一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1,示出了本申请一种车辆控制方法,该方法可以包括以下步骤:
S101:在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定车辆的打滑轴和非打滑轴。
需要说明的是,本实施例的执行主体可以是具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备,或者具有上述功能的电子设备如行车电脑、车载电脑等,如ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)、BCM(Body Control Module,车身控制模块)、VCU(Vehicle Control Unit,整车控制器)等,本实施例将以车辆的电机控制器作为执行主体进行说明,需要说明的是,本实施不对车辆的执行主体做出具体限制。
在本实施方式中,通过将电机控制器作为执行主体,可以实现对驱动电机的主动控制,相较于传统的通过VCU基于采集的车辆行驶数据生成控制指令,再将该控制指令发送给电机控制器,以使电机控制器被动地控制驱动电机执行控制指令对应动作的方式,能够提高约50ms的动作响应速度,有效降低车辆失控的风险,提升主动安全性能。
在具体实现中,电机控制器连接有高精度电机转速传感器,并通过高精度电机转速传感器实时采集各个车轮的轮速,结合车辆的车速信息,实现对各个车轮的滑移率的实时监测。其中,滑移率又称为滑动率,当轮胎发出牵引力或制动力时,在轮胎与地面之间将会发生相对运动,滑移率是在车轮运动中滑动成分所占的比例,在数值上等于车速减去轮速的差值与车速的百分比值。
在本实施方式中,电机控制器在检测到有车轮出现打滑现象后,将会将该打滑车轮对应的驱动轴确定为打滑轴,未出现打滑现象或者打滑现象较弱一侧的驱动轴确定为非打滑轴。
S102:基于打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩。
需要说明的是,第一驱动电机表征用于驱动打滑轴的驱动电机。示例性的,电机控制器若确定前轴为打滑轴,则定义前驱电机为第一驱动电机;电机控制器若确定后轴为打滑轴,则定义后驱电机为第一驱动电机。
在本实施方式中,考虑到车轮出现打滑现象的原因,本质上是由于打滑轴的驱动扭矩大于地面能够提供的摩擦力,因此,为最大限度地利用打滑轴的车轮的地面附着力,同时避免打滑轴的车轮继续打滑,电机控制器将会根据打滑车轮的滑移率,计算得到第一驱动电机的防滑扭矩,该防滑扭矩表征不会使打滑车轮出现打滑现象的最大扭矩值。因此,电机控制可以基于防滑扭矩,控制第一驱动电机进行降扭操作,从而可以使得打滑车轮不再打滑。
S103:基于防滑扭矩和第一驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的补偿扭矩。
需要说明的是,第二驱动电机表征用于驱动非打滑轴的驱动电机。示例性的,电机控制器若确定后轴为非打滑轴,则定义后驱电机为第二驱动电机;电机控制器若确定前轴为非打滑轴,则定义前驱电机为第二驱动电机。
在本实施方式中,由于打滑是由于第一驱动电机对打滑轴施加的当前输出扭矩大于防滑扭矩而导致的,因此,在控制第一驱动电机进行降扭操作之后,虽然可以保证打滑轴的打滑车轮不再打滑,但会降低整车的输出扭矩,因此,需要在降低第一驱动电机的输出扭矩的同时,进行通过第二驱动电机进行扭矩补偿,以满足整车的需求扭矩。
需要说明的是,第二驱动电机的补偿扭矩表征第二驱动电机需要增加的输出扭矩。该补偿扭矩在数值上等于第一驱动电机的扭矩降低量,即第一驱动电机的当前输出扭矩与防滑扭矩之间的差值。
S104:基于防滑扭矩,控制第一驱动电机进行降扭操作。
在本实施方式中,电机控制器可以直接以防滑扭矩作为目标值,控制第一驱动电机进行降扭操作,以使第一驱动电机的输出扭矩快速降低至防滑扭矩,并维持在防滑扭矩。
S105:基于补偿扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作。
在本实施方式中,在车辆仅配置有一个电机控制器用于集中控制前驱电机和后驱电机的情况下,可以由该电机控制器直接控制第二驱动电机进行增扭操作;在车辆配置有前驱电机控制器和后驱电机控制器以分别控制前驱电机和后驱电机的情况下,本实施方式的执行主体特指打滑轴对应的第一驱动电机的电机控制器,以实现打滑轴的快速主动降扭,此时,第一驱动电机的电机控制器还可以将计算得到的补偿扭矩发送给VCU,由VCU将包含补偿扭矩的增扭指令发送给第二驱动电机的电机控制器,以实现对第二驱动电机的增扭操作。
S106:基于车辆的转向信号,在非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制目标车轮进行制动。
在本实施方式中,考虑到打滑轴的打滑车轮所在路面的附着力较低,若对打滑车轮进行制动,将可能进一步增加打滑的风险,因此,将会基于车辆的转向信号,对非打滑轴中的目标车轮进行制动,以产生避免车身打滑旋转的横摆力矩,进而使车辆更为稳定。其中,转向信号可以通过获取方向盘转角信号得到,该方向盘转角包括方向盘转角值以及对应的转向方向。
在本实施方式中,考虑到车辆在转向的过程中,不同位置的车轮出现打滑将会使车身出现朝着不同方向发生旋转的趋势,即车身打滑旋转的方向与车辆的转向方向和打滑车轮的位置有关。因此,可以基于车辆的转向信号,在非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮。
具体而言,在转向信号表征左转且非打滑轴为前轴的情况下,将前轴中远离弯道一侧的车轮确定为目标车轮;或者,在转向信号表征左转且非打滑轴为后轴的情况下,将后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为目标车轮;或者,在转向信号表征右转且非打滑轴为前轴的情况下,将前轴中远离弯道一侧的车轮确定为目标车轮;或者,在转向信号表征右转且非打滑轴为后轴的情况下,将后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为目标车轮。其中,弯道与车辆的相对位置与转向方向一致,即车辆左转时,弯道位于车辆的左侧;车辆右转时,弯道位于车辆的右侧。
示例性,参照图2,示出了车辆正常左转弯时的扭矩控制示意图,此时,驾驶员方向盘往左打,车辆的后驱电机和前驱电机正常输出扭矩以驱动车辆完成转弯。参照图3,示出了车辆左转前轮打滑时的扭矩控制示意图,此时,前驱电机的电机控制器检测到前轮打滑,则主动降低前驱电机的输出扭矩,为前轴释放更大的侧向附着能力,并将前轴降低的扭矩作为补偿扭矩转移到后轴;同时,对后轴中靠近弯道一侧的目标车轮(即后轴左轮)进行制动,以产生向弯道内侧的横摆力矩,使车辆能够更为稳定地过弯。参照图4,出了车辆左转后轮打滑时的扭矩控制示意图,此时,后驱电机的电机控制器检测到后轮打滑,则主动降低后驱电机的输出扭矩,为后轴释放更大的侧向附着能力,并将后轴降低的扭矩作为补偿扭矩转移到前轴;同时,对前轴中远离弯道一侧的目标车轮(即前轴右轮)进行制动,以产生向外侧的横摆力矩,使车辆能够更为稳定地过弯。
本实施方式能够在车辆进入转向打滑状态时,快速有效地根据打滑情况对前轴和后轴输出扭矩进行调节,并通过对非打滑轴的目标车轮进行制动,可以进一步稳定车身姿态,提高车辆的转向操控稳定性与安全性。
在一个可行的实施方式中,S101之前,车辆控制方法可以包括以下步骤:
S201:获取车辆的各个车轮的滑移率和方向盘转角值。
在本实施方式中,由于方向盘转角信号包括方向盘转角值以及对应的转向方向,因此可以从VCU获取当前的方向盘转角值,以判断车辆是否进入弯道,同时通过对各个车轮的滑移率进行监测,进而判断车辆进入转向打滑状态,即在转向的过程中出现打滑现象。
S202:在检测到任一车轮的滑移率大于滑移率阈值且方向盘转角值大于转角阈值的情况下,确定车辆进入转向打滑状态。
在本实施方式中,考虑到车辆的滑移率在一定范围内可以保证车轮与路面有良好的纵向和侧向附着力,因此,通过设置滑移率阈值,可以在车轮的滑移率均低于或者等于滑移率阈值时,认为车辆未打滑;而在任一车轮的滑移率大于滑移率阈值时,则认为车辆处于打滑状态。
在本实施方式中,考虑到车辆在直线行驶过程中也可能出现轻微转向的情况,如缓慢变换车道、避让其他车辆或者行人等情况,因此,通过设置转角阈值,可以在方向盘转角值低于或者等于转角阈值时,认为车辆未进行转向;而在方向盘转角值大于转角阈值时,则认为车辆正在转向。进一步地,还可以结合方向盘转角值的持续时间进行综合判断,以为提高转向检测的准确性,即在方向盘转角值大于转角阈值且该方向盘转角值的持续时间大于时间阈值的情况下,确认车辆正在转向。
在一个可行的实施方式中,S101中确定车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤,具体可以包括以下子步骤:
S101-1:基于各个车轮的滑移率,确定前轴车轮的平均滑移率和后轴车轮的平均滑移率。
在本实施方式中,考虑到在一些特殊工况下,车辆的前后轴的车轮均可能出现打滑状态,为准确的区分车辆的打滑轴和非打滑轴,将会通过比较前轴车轮的平均滑移率和后轴车轮的平均滑移率的大小进行确定。其中,前轴车轮指与前轴连接的至少两个车轮;后轴车轮指与后轴连接的至少两个车轮。
S101-2:在前轴车轮的平均滑移率小于后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定前轴为非打滑轴,后轴为打滑轴;或者,在前轴车轮的平均滑移率大于或者等于后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定前轴为打滑轴,后轴为非打滑轴。
在本实施方式中,通过计算各个驱动轴各自对应的车轮的平均滑移率,能够在车辆的前后轴的车轮均出现打滑状态的复杂工况下,准确地确定车辆的打滑轴和非打滑轴,进而使得后续的扭矩分配策略和制动策略更为有效合理。
在一个可行的实施方式中,S102具体可以包括以下子步骤:
S102-1:基于打滑车轮的滑移率,确定打滑车轮所在路面的附着系数。
需要说说明的是,附着系数是表征车轮在不同路面的附着能力大小,是附着力与车轮法向(与路面垂直的方向)压力的比值。粗略计算中可以看成是轮胎和路面之间的静摩擦系数,附着系数与路面和轮胎相关,附着系数越大,可利用的附着力就越大,汽车就越不容易打滑。
在具体实现中,可以根据预先构建的附着系数对照表,确定打滑车轮的滑移率对应的路面的附着系数。其中,附着系数对照表表征不同滑移率对应的不同附着系数,该附着系数对照表可以通过对该车辆进行实验标定得到。
S102-2:基于附着系数,确定防滑扭矩。
需要说明的是,防滑扭矩可以理解为打滑车轮在其当前所在路面上不会发生打滑的最大扭矩,也就是说,若车轮被施加的扭矩大于防滑扭矩,则在其当前所在路面会发生打滑。
在具体实现中,防滑扭矩可以根据附着系数和车身重量计算得到。具体的,考虑到在不同坡度的路面上行驶,车辆相对于施加于路面垂直方向上的重力不同,因此,可以当前路面的坡度信息,然后根据坡度信息计算车辆相对于所在路面的垂直分力,最后计算垂直分力和附着系数的乘积,得到防滑扭矩。
在一个可行的实施方式中,S105具体可以包括以下子步骤:
S105-1:基于补偿扭矩和第二驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的目标扭矩。
在本实施方式中,为了保证整车的需求扭矩不变,同时避免第一驱动电机降扭幅度较大,造成车辆出现顿挫感,影响驾驶员的驾驶体验,在第一驱动电机降扭矩的过程中,还将同步控制第二驱动电机进行增扭操作,以满足整车的需求扭矩。
在具体实现中,可以将补偿扭矩和第二驱动电机的当前输出扭矩之和,确定为第二驱动电机的目标扭矩。
S105-2:基于目标扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作,以使第二驱动电机的输出扭矩增加至目标扭矩。
在本实施方式中,在车辆仅配置有一个电机控制器用于同集中控制前驱电机和后驱电机的情况下,电机控制器可以直接以目标扭矩作为目标值,控制第二驱动电机进行增扭操作,以使第二驱动电机的输出扭矩快速增加至目标扭矩;在车辆配置有前驱电机控制器和后驱电机控制器以分别控制前驱电机和后驱电机的情况下,电机控制器可以将补偿扭矩发送给VCU,VCU根据该补偿扭矩和第二驱动电机的当前输出扭矩,计算得到目标扭矩,并将包含目标扭矩的增扭指令发送给第二驱动电机的电机控制器,以使电机控制器将目标扭矩作为目标值,控制第二驱动电机进行增扭操作。
在本实施方式中,考虑在混合动力车辆中,同时配置有发动机、前驱电机和后驱电机作为动力源,因此,为使第一驱动电机在降低其可用扭矩之后,保证车辆有足够的动力输出以实现脱困,在第一驱动电机主动降扭的同时,还可以请求其他动力源如发动机进行扭矩补偿。
在具体实现中,在非打滑轴连接有发动机且目标扭矩大于第二驱动电机的可持续输出扭矩的情况下,可以基于目标扭矩和可持续输出扭矩,确定发动机补偿扭矩;进而控制发动机按照发动机补偿扭矩进行输出。需要说明的是,可持续输出扭矩表征第二驱动电机在预设时长内可以连续输出的扭矩,该可持续输出扭矩与动力电池的当前剩余电量和当前运行温度有关。
在一个例子中,混动车辆的前桥同时配置有发动机和前驱电机以驱动车辆前桥,后桥配置有后驱电机以驱动车辆后桥,该车辆在行驶至湿滑路面,车辆的后轮出现较为严重的打滑现象,后驱电机的输出扭矩需要进行较大幅度的降扭,相应地,前驱电机需要增加到的目标扭矩较大,该目标扭矩超过了前驱电机能够提供的可持续输出扭矩,此时,可将目标扭矩与可持续输出扭矩的差值确定为发动机补偿扭矩,并将包含该发动机补偿扭矩的控制请求发送给发动机控制器,以使发动机控制器控制发动机按照发动机补偿扭矩进行输出,在满足整车的扭矩需求的同时,提高车辆的脱困效果。
在一个可行的实施方式中,S101之前,车辆控制方法还可以包括以下步骤:
S301:在车辆进入坡道驱动状态的情况下,获取车辆所处坡道的坡度以及车辆的整车需求扭矩。
在本实施方式中,考虑到车辆在坡度较大的坡道上起步或者爬坡时,由于在坡上轴荷转移,前轴轴荷较轻,后轴轴荷较重,驾驶员踩油门起步时,前后轴同时有扭矩输入,当驾驶员的油门开度较大时,前轴容易打滑,造成整车驱动能力和稳定性较差,因此,在检测到车辆进入坡道驱动状态后,将会根据坡道情况,对前后轴的扭矩分配比例进行调整,避免车辆出现打滑,以提高车辆在坡道行驶的稳定性和安全性。
S302:基于坡度,确定前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数。
在本实施方式中,考虑到坡度越大,位置较低一侧的驱动轴的轴荷越重,为充分利用位置较低一侧的驱动轴的驱动力,可以预先建立坡度与前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数之间的对照关系表,并通过查表的方式,确定当前坡度对应的前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数。其中,坡度越大,位置较低一侧的驱动轴的扭矩分配系数越大。
具体而言,若车辆处于上坡驱动工况,则前轴扭矩分配系数小于后轴扭矩分配系数;若车辆处于下坡驱动工况,则前轴扭矩分配系数大于后轴扭矩分配系数。
S303:基于前轴扭矩分配系数和整车需求扭矩,控制前驱电机输出扭矩。
S304:基于后轴扭矩分配系数和整车需求扭矩,控制后驱电机输出扭矩。
在本实施方式中,前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数之和为1,进而可以将前轴扭矩分配系数和整车需求扭矩的乘积,确定为前驱电机的第一目标扭矩,并控制前驱电机按照第一目标扭矩输出扭矩;同时可以将后轴扭矩分配系数和整车需求扭矩的乘积,确定为后驱电机的第二目标扭矩,并控制后驱电机按照第二目标扭矩输出扭矩。
在本实施方式中,通过根据坡度调整车辆前后轴的分配扭矩系数,可以使车辆在坡道行驶的过程中,更为合理地为前后轴分配扭矩,提高车辆在坡道行驶的稳定性和安全性。
在一个可行的实施方式中,车辆控制方法还可以包括以下步骤:
S401:在检测到任一车轮打滑的情况下,基于车轮的滑移率和车辆参考车速,确定车轮对应的驱动电机的转速阈值范围。
需要说明的是,车辆参考车速表征车辆正常行驶状态下的车速。具体可以根据车轮打滑之前的预设时长内的车辆平均速度计算得到。
在本实施方式中,考虑到车辆在深坑脱困时,常常存在车轮空转的现象,如后轴在坑底,前轴在坑边缘,此时前轴常常是一个轮悬空且轴荷很低,另一个轮正常接地,当驾驶员踩油门时,悬空的前轮会无效空转,损失部分驱动力,降低脱困效果。因此,为了避免车轮在打滑状态下无效空转,损失驱动力,电机控制器在检测到车辆打滑时,将会根据基于车轮的滑移率和车辆参考车速,确定车轮对应的驱动电机的转速阈值范围。
在具体实现中,可以首先根据车速与车轮转速的换算公式(即车速=车轮转速*轮胎周长),确定车辆参考车速对应的车轮转速,再根据车轮转速和驱动电机转速的换算公式(即车轮转速=电机转速*传动比),确定车轮转速对应的电机转速,其中,传动比表示驱动轴旋转一圈时车轮旋转的圈数;然后,根据预设的滑移率与可波动范围的对照关系表,确定滑移率对应的电机转速的可波动范围;最后,根据电机转速和可波动范围,确定驱动电机的转速阈值范围。其中,转速阈值范围是由最小电机转速和最大电机转速构成的闭区间。
示例性的,若检测到参考车速为v,则参考车速v对应的电机转速为n0;同时检测到滑移率为S,该滑移率S对应的可波动范围为[-n,n],则驱动电机的转速阈值范围可以设置为[n0-n,n0+n]。
S402:在检测车轮对应的驱动电机的实际转速超出转速阈值范围的情况下,控制车轮对应的驱动电机进行降扭操作。
需要说明的是,在实际行驶过程中,驱动电机的实际转速可能大于转速阈值范围对应的最大电机转速,如驾驶员加踩油门时出现打滑现象;驱动电机的实际转速也可能小于转速阈值范围对应的最小电机转速,如驾驶员松油门进行能量回收时出现打滑现象。以上两种情况均属于驱动电机的实际转速超出转速阈值范围的情况,此时,将控制车轮对应的驱动电机进行主动降扭操作,以在第一时间将驱动电机的转速限制在转速阈值范围内,可以有效避免打滑车轮持续无效转动,使打滑车轮能够提供更大的附着能力,帮助车辆进行脱困。
第二方面,基于相同发明构思,参照图5,本申请实施例提供了一种车辆控制装置500,该车辆控制装置500包括:
打滑状态确定模块501,用于在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定车辆的打滑轴和非打滑轴;
防滑扭矩确定模块502,用于基于打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩;第一驱动电机用于驱动打滑轴;
补偿扭矩确定模块503,用于基于防滑扭矩和第一驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的补偿扭矩;第二驱动电机用于驱动非打滑轴;
降扭控制模块504,用于基于防滑扭矩,控制第一驱动电机进行降扭操作;
增扭控制模块505,用于基于补偿扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作;
制动控制模块506,用于基于车辆的转向信号,在非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制目标车轮进行制动。
在本申请一实施例中,车辆控制装置500还包括:
第一获取模块,用于获取车辆的各个车轮的滑移率和方向盘转角值;
转向打滑状态确定模块,用于在检测到任一车轮的滑移率大于滑移率阈值且方向盘转角值大于转角阈值的情况下,确定车辆进入转向打滑状态。
在本申请一实施例中,打滑状态确定模块501包括:
平均滑移率确定子模块,用于基于各个车轮的滑移率,确定前轴车轮的平均滑移率和后轴车轮的平均滑移率;
第一状态确定子模块,用于在前轴车轮的平均滑移率小于后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定前轴为打滑轴,后轴为非打滑轴;
第二状态确定子模块,用于在前轴车轮的平均滑移率大于或者等于后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定后轴为打滑轴,前轴为非打滑轴。
在本申请一实施例中,防滑扭矩确定模块502包括:
附着系数确定子模块,用于基于打滑车轮的滑移率,确定打滑车轮所在路面的附着系数;
防滑扭矩确定子模块,用于基于附着系数,确定防滑扭矩。
在本申请一实施例中,降扭控制模块504具体用于基于防滑扭矩,控制第一驱动电机进行降扭操作,以使第一驱动电机的输出扭矩降低至防滑扭矩。
在本申请一实施例中,增扭控制模块505包括:
目标扭矩确定子模块,用于基于补偿扭矩和第二驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的目标扭矩;
增扭控制子模块,用于基于目标扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作,以使第二驱动电机的输出扭矩增加至目标扭矩。
在本申请一实施例中,车辆控制装置500还包括:
发动机补偿扭矩确定模块,用于在非打滑轴连接有发动机且目标扭矩大于第二驱动电机的可持续输出扭矩的情况下,基于目标扭矩和可持续输出扭矩,确定发动机补偿扭矩;
发动机扭矩控制模块,用于控制发动机按照发动机补偿扭矩进行输出。
在本申请一实施例中,制动控制模块506包括:
第一目标车轮确定子模块,用于在转向信号表征左转且非打滑轴为前轴的情况下,将前轴中远离弯道一侧的车轮确定为目标车轮;
第二目标车轮确定子模块,用于在转向信号表征左转且非打滑轴为后轴的情况下,将后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为目标车轮;
第三目标车轮确定子模块,用于在转向信号表征右转且非打滑轴为前轴的情况下,将前轴中远离弯道一侧的车轮确定为目标车轮;
第四目标车轮确定子模块,用于在转向信号表征右转且非打滑轴为后轴的情况下,将后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为目标车轮。
在本申请一实施例中,车辆控制装置500还包括:
第二获取模块,用于在车辆进入坡道驱动状态的情况下,获取车辆所处坡道的坡度以及车辆的整车需求扭矩;
分配系数确定模块,用于基于坡度,确定前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数;其中,若车辆处于上坡驱动工况,则前轴扭矩分配系数小于后轴扭矩分配系数;若车辆处于下坡驱动工况,则前轴扭矩分配系数大于后轴扭矩分配系数;
前驱电机扭矩控制模块,用于基于前轴扭矩分配系数和整车需求扭矩,控制前驱电机输出扭矩;
后驱电机扭矩控制模块,用于基于后轴扭矩分配系数和整车需求扭矩,控制后驱电机输出扭矩。
在本申请一实施例中,车辆控制装置500还包括:
转速阈值范围确定模块,用于在检测到任一车轮打滑的情况下,基于车轮的滑移率和车辆参考车速,确定车轮对应的驱动电机的转速阈值范围;车辆参考车速表征车辆正常行驶状态下的车速;
转速控制模块,用于在检测车轮对应的驱动电机的实际转速超出转速阈值范围的情况下,控制车轮对应的驱动电机进行降扭操作。
需要说明的是,本申请实施例的车辆控制装置500的具体实施方式参照前述本申请第一方面提出的车辆控制方法的具体实施方式,在此不再赘述。
第三方面,基于相同发明构思,本申请实施例提供了一种存储介质,存储介质内存储有机器可执行指令,机器可执行指令被处理器执行时实现本申请第一方面提出的车辆控制方法。
需要说明的是,本申请实施例的存储介质的具体实施方式参照前述本申请第一方面提出的车辆控制方法的具体实施方式,在此不再赘述。
第四方面,基于相同发明构思,参照图6,本申请实施例提供了一种车辆600,包括处理器601和存储器602;存储器602存储有能够被处理器601执行的机器可执行指令,处理器601用于执行机器可执行指令,以实现本申请第一方面提出的车辆控制方法。
需要说明的是,本申请实施例的车辆600的具体实施方式参照前述本申请第一方面提出的车辆控制方法的具体实施方式,在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种车辆控制方法、装置、存储介质和车辆,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种车辆控制方法,其特征在于,所述方法包括:
在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴;
基于所述打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩;所述第一驱动电机用于驱动所述打滑轴;
基于所述防滑扭矩和所述第一驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的补偿扭矩;所述第二驱动电机用于驱动所述非打滑轴;
基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作;
基于所述补偿扭矩,控制所述第二驱动电机进行增扭操作;
基于所述车辆的转向信号,在所述非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制所述目标车轮进行制动。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤之前,所述方法还包括:
获取所述车辆的各个车轮的滑移率和方向盘转角值;
在检测到任一车轮的滑移率大于滑移率阈值且所述方向盘转角值大于转角阈值的情况下,确定所述车辆进入所述转向打滑状态。
3.根据权利要求2所述的车辆控制方法,其特征在于,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤,包括:
基于所述各个车轮的滑移率,确定前轴车轮的平均滑移率和后轴车轮的平均滑移率;
在所述前轴车轮的平均滑移率小于所述后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定所述前轴为所述非打滑轴,所述后轴为所述打滑轴;或者,
在所述前轴车轮的平均滑移率大于或者等于所述后轴车轮的平均滑移率的情况下,确定所述前轴为所述打滑轴,所述后轴为所述非打滑轴。
4.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,基于所述打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩的步骤,包括:
基于所述打滑车轮的滑移率,确定所述打滑车轮所在路面的附着系数;
基于所述附着系数,确定所述防滑扭矩。
5.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作的步骤,包括:
基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作,以使所述第一驱动电机的输出扭矩降低至所述防滑扭矩。
6.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,基于所述补偿扭矩,控制所述第二驱动电机进行增扭操作的步骤,包括:
基于所述补偿扭矩和所述第二驱动电机的当前输出扭矩,确定所述第二驱动电机的目标扭矩;
基于所述目标扭矩,控制第二驱动电机进行增扭操作,以使所述第二驱动电机的输出扭矩增加至所述目标扭矩。
7.根据权利要求6所述的车辆控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述非打滑轴连接有发动机且所述目标扭矩大于所述第二驱动电机的可持续输出扭矩的情况下,基于所述目标扭矩和所述可持续输出扭矩,确定发动机补偿扭矩;
控制所述发动机按照所述发动机补偿扭矩进行输出。
8.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,基于所述车辆的转向信号,在所述非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮的步骤,包括:
在所述转向信号表征左转且非打滑轴为前轴的情况下,将所述前轴中远离弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;或者,
在所述转向信号表征左转且非打滑轴为后轴的情况下,将所述后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;或者,
在所述转向信号表征右转且非打滑轴为前轴的情况下,将所述前轴中远离弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮;或者,
在所述转向信号表征右转且非打滑轴为后轴的情况下,将所述后轴中靠近弯道一侧的车轮确定为所述目标车轮。
9.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴的步骤之前,所述方法还包括:
在所述车辆进入坡道驱动状态的情况下,获取所述车辆所处坡道的坡度以及所述车辆的整车需求扭矩;
基于所述坡度,确定前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数;其中,若所述车辆处于上坡驱动工况,则所述前轴扭矩分配系数小于所述后轴扭矩分配系数;若所述车辆处于下坡驱动工况,则所述前轴扭矩分配系数大于所述后轴扭矩分配系数;
基于所述前轴扭矩分配系数和所述整车需求扭矩,控制前驱电机输出扭矩;
基于所述后轴扭矩分配系数和所述整车需求扭矩,控制后驱电机输出扭矩。
10.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
在检测到任一车轮打滑的情况下,基于所述车轮的滑移率和车辆参考车速,确定所述车轮对应的驱动电机的转速阈值范围;所述车辆参考车速表征所述车辆正常行驶状态下的车速;
在检测所述车轮对应的驱动电机的实际转速超出所述转速阈值范围的情况下,控制所述车轮对应的驱动电机进行降扭操作。
11.一种车辆控制装置,其特征在于,所述装置包括:
打滑状态确定模块,用于在车辆进入转向打滑状态的情况下,确定所述车辆的打滑轴和非打滑轴;
防滑扭矩确定模块,用于基于所述打滑轴对应的打滑车轮的滑移率,确定第一驱动电机的防滑扭矩;所述第一驱动电机用于驱动所述打滑轴;
补偿扭矩确定模块,用于基于所述防滑扭矩和所述第一驱动电机的当前输出扭矩,确定第二驱动电机的补偿扭矩;所述第二驱动电机用于驱动所述非打滑轴;
降扭控制模块,用于基于所述防滑扭矩,控制所述第一驱动电机进行降扭操作;
增扭控制模块,用于基于所述补偿扭矩,控制所述第二驱动电机进行增扭操作;
制动控制模块,用于基于所述车辆的转向信号,在所述非打滑轴对应的车轮中确定目标车轮,并控制所述目标车轮进行制动。
12.一种车辆,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器用于执行机器可执行指令,以实现如权利要求1-10任一项所述的车辆控制方法。
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