CN117818618A - 车辆控制方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了车辆控制方法、系统、装置及存储介质，该方法包括：确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；确定各个电机对应的扭矩分配系数；根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。能够克服目标纵向脱困控制和横向脱困控制的局限性，提高车辆的脱困能力。

Description

车辆控制方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

当车辆陷入困境，例如当车辆卡住或陷入泥泞、雪堆等困难情况时，需要进行车辆控制。

相关技术中，当车辆轮胎打滑时，计算当前轮胎的滑移率，若车速持续低于一定阈值且滑移率超过一定阈值，则激活车辆的脱困模式。将最优滑移率作为控制目标，进行脱困模式下的降扭控制，从而进行车辆的纵向脱困控制。

但是，受限于驱动形式的影响，当前较先进的是前后轴双电机的驱动形式，纵向脱困控制只能基于滑移率将驾驶员请求扭矩分配到前后轴，纵向脱困控制方式存在局限性，车辆的脱困能力不佳。

发明内容

本申请实施例通过提供一种车辆控制方法、系统、装置及存储介质，旨在克服纵向脱困控制的局限性，提高车辆的脱困能力。

本申请实施例提供了一种车辆控制方法，所述车辆控制方法，包括：

确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；

确定各个电机对应的扭矩分配系数；

根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；

控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

可选地，所述确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数的步骤包括：

当所述脱困模式为自适应脱困模式时，根据参考车速和各个车轮的实际滑移率确定各个车轮对应的路面附着系数；

当所述脱困模式为自定义脱困模式时，根据设定路面附着系数确定所述各个车轮对应的路面附着系数。

可选地，所述根据参考车速和各个车轮的实际滑移率确定各个车轮对应的路面附着系数的步骤包括：

确定各个车轮的垂向力和纵向力，以及确定各个车轮的实际滑移率；

根据各个车轮的垂向力、各个车轮的纵向力和各个车轮的实际滑移率，确定各个车轮对应的路面附着系数变化率；

根据各个车轮对应的路面附着系数变化率，确定各个车轮对应的路面附着系数。

可选地，当所述脱困模式为自适应脱困模式时，所述确定各个电机对应的扭矩分配系数的步骤包括：

获取各个车轮的垂向力，以及根据各个车轮的垂向力确定总垂向力；

根据各个车轮的垂向力和所述总垂向力的比值，得到各个电机对应的初始扭矩分配系数；

采用各个车轮的实际滑移率对各个电机对应的初始扭矩分配系数进行修正，得到各个电机对应的扭矩分配系数。

可选地，所述根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩的步骤包括：

根据所述各个电机对应的扭矩分配系数和所述驾驶员请求扭矩，确定各个电机对应的第一扭矩；

根据所述各个电机对应的初始扭矩分配系数、所述驾驶员请求扭矩和所述各个车轮对应的路面附着系数，确定各个电机对应的第二扭矩；

根据所述第一扭矩和所述第二扭矩，确定各个电机的请求扭矩。

可选地，所述根据设定路面附着系数确定所述各个车轮对应的路面附着系数的步骤包括：

将设定路面附着系数确定为各个车轮对应的初始路面附着系数，其中，所述各个车轮对应的初始路面附着系数相同；

采用各个车轮的实际滑移率对所述各个车轮对应的初始路面附着系数进行修正，得到所述各个车轮对应的路面附着系数。

可选地，所述确定各个电机对应的扭矩分配系数的步骤包括：

获取各个车轮的垂向力，以及根据各个车轮的垂向力确定总垂向力；

根据所述各个车轮的垂向力和所述总垂向力的比值，得到各个电机对应的初始扭矩分配系数；

将各个电机对应的初始扭矩分配系数，确定为所述各个电机对应的扭矩分配系数。

可选地，所述根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩的步骤包括：

根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩的乘积，确定所述各个电机的请求扭矩。

可选地，当所述脱困模式为自定义脱困模式时，所述车辆控制方法，还包括：

根据各个电机的请求扭矩确定总驱动扭矩，并根据各个电机的制动扭矩确定总制动扭矩；

获取各个车轮的加速度、车轮滚动半径、车轮转动惯量、滚动系数、参考车速和同步时刻；

根据所述各个车轮的加速度、所述车轮滚动半径、所述车轮转动惯量、所述滚动系数、所述参考车速和所述同步时刻，确定各个电机的冲量；

控制各个电机在所述同步时刻基于对应的冲量进行工作。

可选地，所述车辆控制方法，还包括：

当所述驾驶员请求扭矩大于预设扭矩、所述参考车速小于预设车速且车轮的实际滑移率大于预设滑移率时，则激活所述自适应脱困模式；

或者，当接收到所述自定义脱困模式的激活指令时，则激活所述自定义脱困模式。

此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种车辆控制系统，包括：

路面附着系数确定模块，用于确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；

扭矩分配系数确定模块，用于确定各个电机对应的扭矩分配系数；

请求扭矩确定模块，用于根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；

控制模块，用于控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种车辆控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆控制程序，所述车辆控制程序被所述处理器执行时实现上述的车辆控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序被处理器执行时实现上述的车辆控制方法的步骤。

本申请实施例中提供的一种车辆控制方法、系统、装置及存储介质的技术方案，本申请设置了两种脱困模式，包括自适应脱困模式以及自定义脱困模式，不同脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数不同，能够确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数以及确定各个电机对应的扭矩分配系数，根据各个车轮对应的路面附着系数、各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩，最后控制各个电机执行对应的请求扭矩。相比于相关技术中，只能基于滑移率将驾驶员请求扭矩分配到前后轴，纵向脱困控制方式存在局限性，车辆的脱困能力不佳的问题，本申请由于能够根据各个车轮对应的路面附着系数、各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩，将各个电机确定请求扭矩的过程进行解耦，能够针对不同车轮的情况确定各个车轮的电机对应的请求扭矩，在纵向上利用对各个车轮的电机进行扭矩矢量控制，使得纵向脱困控制方式不再局限于对前后轴的控制，打破目前纵向脱困控制方式的局限性，提高车辆的脱困能力。

附图说明

图1为本申请车辆控制方法一实施例的流程示意图；

图2为本申请车辆控制方法一实施例的流程示意图；

图3为本申请自适应脱困模式的四电机脱困扭矩控制曲线示意图；

图4为本申请自定义脱困模式的四电机脱困扭矩控制曲线示意图；

图5为本申请车辆控制系统的功能模块图；

图6为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明，上述附图只是一个实施例图，而不是发明的全部。

具体实施方式

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

针对目前纵向脱困控制方式存在局限性，车辆的脱困能力不佳的问题，本申请提出了一种新的车辆控制方法，主要技术方案包括：确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；确定各个电机对应的扭矩分配系数；根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。相比于相关技术中，只能基于滑移率将驾驶员请求扭矩分配到前后轴，纵向脱困控制方式存在局限性，车辆的脱困能力不佳的问题，本申请由于能够根据各个车轮对应的路面附着系数、各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩，将各个电机确定请求扭矩的过程进行解耦，能够针对不同车轮的情况确定各个车轮的电机对应的请求扭矩，在纵向上利用对各个车轮的电机进行扭矩矢量控制，使得纵向脱困控制方式不再局限于对前后轴的控制，打破目前纵向脱困控制方式的局限性，提高车辆的脱困能力。

此外，相关技术中，受控制策略的影响，当前的脱困控制方法大多是基于目标滑移率的控制，属于被动反应的防滑脱困，但是针对一些复杂的脱困场景，例如在沙地、泥地等可能使得车辆越陷越深，反而无法做到有效脱困，即存在复杂的脱困场景脱困能力差的问题。

针对现有的车辆脱困控制方式在复杂的脱困场景的脱困能力差的问题，本申请将自适应脱困模式和自定义脱困模式进行结合，自适应脱困模式能够满足大多数脱困场景的脱困需求，若针对复杂的脱困场景，则可切换至自定义脱困模式，该自定义脱困模式包括不同的复杂脱困场景，能够基于用户选择的脱困场景（沙地、雪地、坑洞等）进行针对性地脱困控制。在这些复杂的脱困场景下，本申请主要利用四个电机的同步脉冲扭矩提高冲量，进行脱困控制，通过在相同时间内适当提高驱动力达成同步脉冲的形式，通过提高冲量来提高脱困能力，提高复杂脱困场景下的脱困。

以下将对本申请车辆控制方法的具体实施过程展开描述。

如图1所示，在本申请一实施例中，本申请的车辆控制方法包括以下步骤：

步骤S110，确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式。

在本实施例中，脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式，在正常工况下，自适应脱困模式可满足大多数脱困需求，若自适应脱困无法满足脱困需求时，可根据用户选择自定义脱困模式，以继续提高整车的脱困能力。

在本实施例中，在确定当前脱困模式之后，确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数。本申请的路面附着系数即为路面最大附着力。路面附着系数是指车轮与道路之间的摩擦力大小，通常用来衡量路面的抓地能力。它是一个无单位的数值，一般介于0和1之间，表示车轮与道路之间的摩擦力与垂直于道路的力的比值。路面附着系数的大小对车辆行驶的安全性和稳定性有重要影响。较高的附着系数意味着轮胎在行驶过程中更容易抓地，提供更好的制动和转弯性能。而较低的附着系数则可能导致车辆在湿滑或不平整的路面上打滑或失控。路面附着系数受多种因素影响，包括路面材质、湿度、温度、轮胎类型和磨损程度等。不同的路面条件和天气情况下，对应的路面附着系数可能会有所不同。

可选地，基于轮胎纵向力、轮胎侧向力、轮胎垂向力以及实际滑移率，计算每个车轮所处地面的路面附着系数。具体地，通过测量车辆的纵向和侧向加速度，可以计算出轮胎所受的纵向力和侧向力。这些力是由于轮胎与地面间的摩擦力引起的。根据牛顿第二定律，可以将轮胎所受的力与车轮的质量、加速度和相对滑移率联系起来。因此，通过观察车辆的加速度和相对滑移率，可以推断出轮胎所受的纵向和侧向力。轮胎垂向力是指轮胎与地面之间的垂直力。通常轮胎垂向力可以通过测量车辆负载和悬挂系统的压缩程度来估计。这些数据可以用于计算轮胎与地面间的垂向力，并进一步用于计算路面的附着系数。实际滑移率是指车轮滑动与旋转之间的比例关系。可以通过测量车轮的线速度和旋转角速度来计算实际滑移率。实际滑移率反映了车轮与地面之间的相对运动情况，对于估计路面的附着系数非常重要。最后，通过综合考虑轮胎纵向力、侧向力、垂向力和实际滑移率等因素，并进行适当的计算和分析，可以得出每个车轮所处地面的附着系数。

步骤S120，确定各个电机对应的扭矩分配系数。

在本实施例中，扭矩分配系数是指四驱车或四轮驱动车辆中，前后轮或左右轮之间的扭矩分配比例。当车辆行驶时，发动机产生的扭矩通过传动系统传递到四个车轮。扭矩分配系数决定了发动机输出的扭矩被分配到哪些车轮上，并且可以根据路面条件和驾驶情况进行调整。

可选地，扭矩分配系数是根据汽车的中央差速器进行分配确定的，一般情况下，前后轮的扭矩分配系数相同，此外，在确定扭矩分配系数时，可根据车辆的行驶状态、路面条件、驾驶员需求、车轮对应的实际滑移率等来动态地调整扭矩分配系数，以提高车辆的性能和稳定性。

步骤S130，根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩。

在本实施例中，驾驶员请求扭矩通过油门踏板的输入来实现。当驾驶员踩下油门踏板时，车辆的发动机控制系统会根据油门踏板的位置和其他传感器数据，确定驾驶员请求扭矩。发动机控制系统通过控制燃油喷射量、进气阀门的开闭以及点火时机等方式，来满足驾驶员对扭矩的请求。系统会根据当前的驾驶模式、油门踏板的输入速度和力度，以及其他车辆参数（如转速、车速、负载等）来计算出适当的扭矩输出。可选地，不同的驱动模式对应的驾驶员请求扭矩不同，例如“普通模式”、“运动模式”或者“经济模式”，驾驶员可以通过选择不同的驱动模式来调整发动机对扭矩的响应。例如，“运动模式”可能会提供更为激进的加速响应和更高的驾驶员请求扭矩，而“经济模式”可能会更加注重燃油经济性，提供较为平缓的驾驶员请求扭矩。

步骤S140，控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

在本实施例中，在确定各个电机对应的请求扭矩之后，将各个电机对应的请求扭矩发送至各个电机对应的执行器，进而控制各个电机对应的执行器执行对应的请求扭矩，从而实现脱困控制的效果。

本实施例根据上述技术方案，由于能够根据各个车轮对应的路面附着系数、各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩，将各个电机确定请求扭矩的过程进行解耦，能够针对不同车轮的情况确定各个车轮的电机对应的请求扭矩，在纵向上利用对各个车轮的电机进行扭矩矢量控制，使得纵向脱困控制方式不再局限于对前后轴的控制，打破目前纵向脱困控制方式的局限性，提高车辆的脱困能力。

示例性地，参照图2，车辆启动之后，监测四个电机是否正常工作，若电机无故障且未降级，则允许进入脱困模式；当用户未选择自定义脱困模式，则默认进入自适应脱困模式，在自适应脱困模式下，基于估算的参考车速、各个车轮的实际滑移率和各个车轮对应的路面附着系数等进行四电机单独的扭矩矢量脱困控制。当用户选择自定义脱困模式，则进入自定义脱困模式，在自定义脱困模式下基于用户选择的脱困场景（沙地、雪地、坑洞等），进行四个电机的同步脉冲扭矩脱困控制。由于本申请将自适应脱困模式和自定义脱困模式进行结合，自适应脱困模式能够满足大多数脱困场景的脱困需求，若针对复杂的脱困场景，则可切换至自定义脱困模式，该自定义脱困模式包括不同的复杂脱困场景，能够基于用户选择的脱困场景（沙地、雪地、坑洞等）进行针对性地脱困控制。在这些复杂的脱困场景下，本申请主要利用四个电机的同步脉冲扭矩提高冲量，进行脱困控制，通过在相同时间内适当提高驱动力达成同步脉冲的形式，通过提高冲量来提高脱困能力，提高复杂脱困场景下的脱困。

进一步地，基于上述实施例，在本申请的另一实施例中，步骤S110包括：

步骤S111，当所述脱困模式为自适应脱困模式时，根据参考车速和各个车轮的实际滑移率确定各个车轮对应的路面附着系数。

在本实施例中，不同脱困模式下对应的路面附着系数的确定方式是不同的。在自适应脱困模式下，可根据参考车速和各个车轮的实际滑移率计算得到各个车轮对应的路面附着系数。当各个车轮的实际滑移率不同时，各个车轮对应的路面附着系数不同，即各个车轮对应的路面附着系数根据各个车轮的实际滑移率的变化而变化，使得能够根据不同的脱困场景确定各个车轮对应的路面附着系数，提高各个车轮对应的附着系数的准确性。

可选地，可基于各个电机的驱动扭矩、各个车轮的制动扭矩、各个车轮的加速度、参考车速以及各个车轮的实际滑移率，计算各个车轮所处地面的路面附着系数。

可选地，根据参考车速和各个车轮的实际滑移率确定各个车轮对应的路面附着系数包括以下步骤：

步骤S1111，确定各个车轮的垂向力和纵向力，以及确定各个车轮的实际滑移率。

在本实施例中，各个车轮的垂向力可通过计算得到，针对每个车轮的垂向力，可根据整车质量、重力加速度、路面坡度、纵向加速度、侧向加速度、质心高度、空气密度、空气阻力系数、迎风面积、纵向参考车速以及轴距，计算得到各个车轮的垂向力。

可选地，各个车轮的垂向力的计算公式为：

。

其中，、/>、/>、/>分别为左前轮的垂向力、右前轮的垂向力、左后轮的垂向力和右后轮的垂向力；/>为整车质量；/>为重力加速度；/>为路面坡度；/>为IMU测得的纵向加速度；/>为IMU测得的侧向加速度；/>为质心高度；/>为空气密度；/>为空气阻力系数；/>为迎风面积；/>为参考车速；/>为轴距；B_f为前轴轮距；B_r为后轴轮距。

在本实施例中，各个车轮的纵向力可根据各个车轮的垂向力进行计算得到。针对每个车轮的纵向力，可获取各个电机的驱动扭矩、各个车轮的制动扭矩、各个车轮的加速度、各个车轮的垂向力、滚动半径、车轮转动惯量、滚动系数和参考车速；根据所述驱动扭矩、所述制动扭矩、所述加速度、所述垂向力、所述车轮滚动半径、所述车轮转动惯量、所述滚动系数和所述参考车速，确定各个车轮的纵向力。

可选地，各个车轮的纵向力的计算公式为：

。

其中，、/>、/>、/>分别为左前轮的纵向力、右前轮的纵向力、左后轮的纵向力和右后轮的纵向力；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的驱动扭矩、右前轮的驱动扭矩、左后轮的驱动扭矩和右后轮的驱动扭矩；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的制动扭矩、右前轮的制动扭矩、左后轮的制动扭矩和右后轮的制动扭矩；/>为滚动半径；/>为车轮转动惯量；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的加速度、右前轮的加速度、左后轮的加速度和右后轮的加速度；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的垂向力、右前轮的垂向力、左后轮的垂向力和右后轮的垂向力；/>、/>、/>均为滚动系数；/>为参考车速。

可选地，在电动车辆中，各个电机的驱动扭矩和制动扭矩可以通过电机控制器来获取。电机控制器通过读取各个电机的传感器数据，例如电机转速、电机电流和电机温度等，来计算出每个电机的实时扭矩输出。具体地，当驾驶员踩下油门踏板时，电机控制器会根据所选的驾驶模式和驾驶员请求扭矩，来控制各个电机的输出电流和电压，并根据电机特性曲线计算出各个电机的驱动扭矩。然后，电机控制器会将各个电机的实时扭矩输出值反馈给整车控制器，以便整车控制器进行更高级的控制和调整。同样地，在电动车辆刹车时，电机控制器也可以控制各个电机的制动扭矩，以达到制动的效果。例如，在紧急制动时，电机控制器可以增加各个电机的制动扭矩输出，以迅速减速并避免打滑。在减速过程中，电机控制器还可以控制各个电机的制动力度，以确保车辆的稳定性和安全性。

可选地，可通过在各个车轮设置对应的加速度传感器，通过加速度传感器采集各个车轮对应的加速度。

可选地，通过四个车轮的转速、车轮的纵向力、车轮的侧向力、车轮的垂向力、方向盘转角、车重、纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度等，计算基于四轮轮速的车速和基于动力学的加速度。然后利用自适应卡尔曼滤波，将基于四轮轮速的车速和基于动力学的加速度进行融合，估算出参考车速。通过该方法，在轮速打滑时依然可以准确地估算出参考车速。

在本实施例中，基于四个车轮的转速、参考车速、油门开度、纵向加速度等，实时计算每个车轮的实际滑移率。

可选地，根据四个车轮的转速、参考车速、前轴轮距、后轴轮距、前轮转角、侧向车速、车辆质心到前轴中心点的距离以及车辆质心到后轴中心点的距离计算得到各个车轮的实际滑移率。

可选地，各个车轮的实际滑移率计算公式为：

。

其中，、/>、/>、/>分别表示左前轮的实际滑移率、右前轮的实际滑移率、左后轮的实际滑移率和右后轮的实际滑移率；/>、/>、/>、/>分别表示左前轮的转速、右前轮的转速、左后轮的转速和右后轮的转速；/>为参考车速；/>、/>分别为前轴轮距和后轴轮距；/>为前轮转角；/>为侧向车速；/>为车辆质心到前轴中心点的距离；/>为车辆质心到后轴中心点的距离。

步骤S1112，根据各个车轮的垂向力、各个车轮的纵向力和各个车轮的实际滑移率，确定各个车轮对应的路面附着系数变化率。

可选地，针对每个车轮，确定车轮的纵向力与车轮的垂向力之间的比值，确定车轮的实际滑移率的变化率，根据所述比值、车轮的实际滑移率的变化率以及车轮的实际滑移率，确定车轮对应的路面附着系数变化率。由于各个车轮的实际滑移率不同，因此各个车轮对应的路面附着系数变化率不同。

可选地，各个车轮对应的路面附着系数变化率的计算公式为：

。

其中，、/>、/>、/>分别为左前轮的路面附着系数变化率、右前轮的路面附着系数变化率、左后轮的路面附着系数变化率和右后轮的路面附着系数变化率；/>、/>、/>、分别为左前轮的实际滑移率、右前轮的实际滑移率、左后轮的实际滑移率和右后轮的实际滑移率；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的纵向力、右前轮的纵向力、左后轮的纵向力和右后轮的纵向力；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的垂向力、右前轮的垂向力、左后轮的垂向力和右后轮的垂向力。

步骤S1113，根据各个车轮对应的路面附着系数变化率，确定各个车轮对应的路面附着系数。

在本实施例中，基于上述模型，利用带遗忘因子的最小二乘法，估计路面附着率-纵向滑移率曲线的斜率，完成四轮各自对应的路面附着系数的估算，其中，用、/>、/>、/>分别表示左前轮的路面附着系数、右前轮的路面附着系数、左后轮的路面附着系数和右后轮的路面附着系数。

在实施例根据上述技术方案，通过确定各个车轮的垂向力和纵向力，以及确定各个车轮的实际滑移率，根据各个车轮的垂向力、各个车轮的纵向力和各个车轮的实际滑移率，确定各个车轮对应的路面附着系数变化率，最后根据各个车轮对应的路面附着系数变化率，确定各个车轮对应的路面附着系数，在进行车轮的路面附着系数的计算过程中，考虑各个车轮的垂向力、各个车轮的纵向力和各个车轮的实际滑移率的影响，路面附着系数决定了车轮与路面之间的摩擦力大小，而滑移率描述了车轮的滑动情况，从而确定车辆在路面上的牵引性能和稳定性。

可选地，当所述脱困模式为自适应脱困模式时，步骤S120包括：

步骤S121，获取各个车轮的垂向力，以及根据各个车轮的垂向力确定总垂向力。

在本实施例中，各个车轮的垂向力的计算方式参照上述实施例，在此不进行赘述。在获取各个车轮的垂向力之后，对各个车轮的垂向力进行相加，从而得到总垂向力。

步骤S122，根据各个车轮的垂向力和所述总垂向力的比值，得到各个电机对应的初始扭矩分配系数。

步骤S123，采用各个车轮的实际滑移率对各个电机对应的初始扭矩分配系数进行修正，得到各个电机对应的扭矩分配系数。

在本实施例中，为了提高扭矩分配系数的准确性，在确定各个电机对应的扭矩分配系数过程中，需要考虑各个车轮的实际滑移率对扭矩分配系数的影响，需要采用实际滑移率对各个车辆对应的初始扭矩分配系数进行修正，提高各个车辆的扭矩分配系数的准确性。

具体地，基于每个车轮对应的路面附着系数、/>、/>、/>，计算各个电机的初始扭矩分配系数，再通过每个车轮的实际滑移率，二次修正各个电机的初始扭矩分配系数，以此保证最大程度地利用地面附着系数。

可选地，各个电机的初始扭矩分配系数的计算公式为：

。

可选地，根据实际滑移率，对初始扭矩分配系数进行二次修正，得到各个电机的扭矩分配系数，所采用的计算公式为：

。

其中，、/>、/>、/>分别为左前轮的扭矩分配系数、右前轮的扭矩分配系数、左后轮的扭矩分配系数和右后轮的扭矩分配系数；/>、、/>、/>分别为左前轮的初始扭矩分配系数、右前轮的初始扭矩分配系数、左后轮的初始扭矩分配系数和右后轮的初始扭矩分配系数；为查表函数，Z是输入量，X是输入标定量，Y是输出标定量；/>为输入标定量；/>为输出标定量；/>、/>、/>、/>分别为左前轮的实际滑移率、右前轮的实际滑移率、左后轮的实际滑移率和右后轮的实际滑移率。

可选地，当所述脱困模式为自适应脱困模式时，步骤S130包括：

步骤S131，根据所述各个电机对应的扭矩分配系数和所述驾驶员请求扭矩，确定各个电机对应的第一扭矩。

在本实施例中，采用各个电机二次修正后对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机对应的第一扭矩。

可选地，针对每一电机，计算电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩之间的乘积，将该乘积确定为电机对应的第一扭矩。当各个电机对应的扭矩分配系数不同时，各个电机对应的第一扭矩不同。

步骤S132，根据所述各个电机对应的初始扭矩分配系数、所述驾驶员请求扭矩和所述各个车轮对应的路面附着系数，确定各个电机对应的第二扭矩。

可选地，针对每一电机，计算电机对应的初始扭矩分配系数、驾驶员请求扭矩和车轮对应的路面附着系数三者的乘积，将该乘积确定为电机对应的第二扭矩。当各个电机对应的初始扭矩分配系数和各个车轮对应的路面附着系数不同时，各个电机对应的第二扭矩不同。

步骤S133，根据所述第一扭矩和所述第二扭矩，确定各个电机的请求扭矩。

在本实施例中，在确定各个电机的第一扭矩和第二扭矩之后，将每一电机对应的第一扭矩和第二扭矩中的最小扭矩，确定为电机的请求扭矩。

电机在工作时会产生一定的热量，如果输出的扭矩过大，可能导致电机过热甚至损坏。通过将最小扭矩限制为电机的请求扭矩，可以在安全范围内控制电机的热量产生，保护电机的可靠性和寿命。

如图3所示，图3包括各个车轮对应的路面最大附着力与各个电机的实际执行扭矩之间的关系，从图3可知，当车轮对应的路面最大附着力变大时，电机的实际执行扭矩增大，通过提供更大的电机扭矩实现脱困，当车轮对应的路面最大附着力变小时，电机的实际执行扭矩变小，即电机的实际执行扭矩随着路面最大附着力的变化而变化。从图3可知，各个电机对应的执行器在执行对应的请求扭矩时，请求扭矩会先快速上升后趋于稳定，请求扭矩的快速上升能够使得驱动力快速增大，提高车辆的脱困能力。

进一步地，基于上述实施例，在本申请的另一实施例中，针对自定义脱困模式，步骤S110包括：

步骤S211，根据设定路面附着系数确定所述各个车轮对应的路面附着系数。

在自定义脱困模式，由于预先定义有不同的脱困场景，且定义不同脱困场景对应的设定路面附着系数，因此，可根据当前选择的脱困场景确定对应的设定路面附着系数，也即在自定义脱困模式下，不同脱困场景存在对应的设定路面附着系数，其可通过历史测量并进行标定。

可选地，不同脱困场景对应的设定路面附着系数不同，不同脱困场景下各个车轮对应的设定路面附着系数可以是相同的，也可以是不同的，可根据实际情况进行设置。

可选地，当脱困模式为自定义脱困模式时，获取当前的脱困场景，该脱困场景可由用户自行选择，也可通过识别得到。接着，获取该脱困场景关联的设定路面附着系数。最后，将该设定路面附着系数确定为各个车轮对应的路面附着系数。其中，各个车轮对应的设定路面附着系数可以相同，也可以不同。

可选地，根据设定路面附着系数确定所述各个车轮对应的路面附着系数包括：

步骤S1121，将设定路面附着系数确定为各个车轮对应的初始路面附着系数，其中，所述各个车轮对应的初始路面附着系数相同。

步骤S1122，采用各个车轮的实际滑移率对所述各个车轮对应的初始路面附着系数进行修正，得到所述各个车轮对应的路面附着系数。

在本实施例中，自定义脱困模式下，用户选择的场景所默认的设定路面附着系数，利用四个车轮的实际滑移率二次修正该设定路面附着系数/>，快速得到各个车轮对应的路面附着系数/>、/>、/>、/>。

可选地，确定各个车轮对应的路面附着系数的计算公式为：

。

其中，为自定义脱困模式下用户选择的场景所默认的设定路面附着系数，即初始路面附着系数；/>、/>、/>、/>为二次修正后的四个车轮对应的路面附着系数，分别为左前轮的路面附着系数、右前轮的路面附着系数、左后轮的路面附着系数和右后轮的路面附着系数；/>为查表函数，Z是输入量，X是输入标定量，Y是输出标定量；/>为输入标定量；/>为输出标定量；/>、/>、/>、/>为各对应的车轮实际滑移率。

本实施例根据上述技术方案，由于各个车轮的实际滑移率不同，通过各个车轮的实际滑移率对各个车轮对应的初始路面附着系数进行修正，得到各个车轮对应的路面附着系数，提高各个车轮的路面附着系数的准确性。

可选地，步骤S120包括：获取各个车轮的垂向力，以及根据各个车轮的垂向力确定总垂向力。根据所述各个车轮的垂向力和所述总垂向力的比值，得到各个电机对应的初始扭矩分配系数。将各个电机对应的初始扭矩分配系数，确定为所述各个电机对应的扭矩分配系数。其中，各个电机对应的初始扭矩分配系数的计算方式与自适应脱困场景下的计算方式一致，在此不进行赘述。在得到各个电机对应的初始扭矩分配系数之后，直接将各个电机对应的初始扭矩分配系数确定为各个电机对应的扭矩分配系数。

可选地，步骤S130包括：根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩的乘积，确定所述各个电机的请求扭矩。具体地，各个电机的请求扭矩的计算公式为：

。

其中，为驾驶员请求扭矩；/>、/>、/>、分别为左前轮的扭矩分配系数、右前轮的扭矩分配系数、左后轮的扭矩分配系数和右后轮的扭矩分配系数；/>、/>、/>、/>分别为二次修正后的四个车轮对应的路面附着系数，分别为左前轮的路面附着系数、右前轮的路面附着系数、左后轮的路面附着系数和右后轮的路面附着系数。

本实施例根据上述技术方案，在计算各个电机的请求扭矩的过程中，考虑各个车轮对应的路面附着系数、各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩的影响，提高各个电机的请求扭矩的准确性。

可选地，受控制策略的影响，当前的脱困控制方法大多是基于目标滑移率的控制，属于被动反应的防滑脱困，但是针对一些复杂的脱困场景，例如在沙地、泥地等可能使得车辆越陷越深，反而无法做到有效脱困，即存在复杂的脱困场景脱困能力差的问题。针对该问题，本申请的车辆控制方法包括：

步骤S310，根据各个电机的请求扭矩确定总驱动扭矩，并根据各个电机的制动扭矩确定总制动扭矩。

在本实施例中，将各个电机的请求扭矩进行相加，得到总驱动扭矩；将各个电机的制动扭矩进行相加，得到总制动扭矩。

步骤S320，获取各个车轮的加速度、车轮滚动半径、车轮转动惯量、滚动系数、参考车速和同步时刻。

在本实施例中，同步时刻可以是任意指定的时刻。

步骤S330，根据所述各个车轮的加速度、所述车轮滚动半径、所述车轮转动惯量、所述滚动系数、所述参考车速和所述同步时刻，确定各个电机的冲量。

可选地，各个电机对应的冲量的计算公式为：

。

其中，为总驱动扭矩；/>为总制动扭矩；/>为轮胎转动惯量；/>为轮加速度；/>为滚动半径；/>、/>、/>为滚动系数；/>为参考车速；t为同步时间。

步骤S340，控制各个电机在所述同步时刻基于对应的冲量进行工作。

在本实施例中，对四个电机各自的请求扭矩进行正弦函数处理，在相同时间内适当提高驱动力达成同步脉冲的形式，通过提高冲量来提高脱困能力，同时为保护传动轴，需对冲量的大小进行限制。

如图4所示，图4包括各个车轮对应的路面最大附着力与各个电机的实际执行扭矩之间的关系，从图4可知，当车轮对应的路面最大附着力变大时，电机的实际执行扭矩增大，通过提供更大的电机扭矩实现脱困，当车轮对应的路面最大附着力变小时，电机的实际执行扭矩变小，即电机的实际执行扭矩随着路面最大附着力的变化而变化。从图4可知，在相同时间内通过提高请求扭矩达成同步脉冲的形式，通过提高冲量来提高脱困能力。

本实施例根据上述技术方案，在复杂的脱困场景下，主要利用四个电机的同步脉冲扭矩提高冲量，进行脱困控制，通过在相同时间内适当提高驱动力达成同步脉冲的形式，通过提高冲量来提高脱困能力，提高复杂脱困场景下的脱困。

可选地，本申请还设置了一种自定义脱困模式和自适应脱困模式的激活策略。当所述驾驶员请求扭矩大于预设扭矩、所述参考车速小于预设车速且车轮的实际滑移率大于预设滑移率时，则激活所述自适应脱困模式；或者，当接收到所述自定义脱困模式的激活指令时，则激活所述自定义脱困模式。

可选地，由于自适应脱困模式能够满足大多的脱困场景，因此，可在车辆启动之后，默认进入自适应脱困模式，进而将当前默认的自适应脱困模式确定为当前脱困模式，方便快捷进入自适应脱困模式。或者，可在车辆启动之后，由用户选择先进入自适应脱困模式还是自定义脱困模式，因此，能够在接收到脱困模式的激活指令时，根据该激活指令确定用户选择的当前脱困模式，能够满足用户的不同需求。或者，可对车辆启动运行过程中，实时识别路况，根据不同的路况自动切换至不同的脱困模式，从而确定当前脱困模式，能够实现路况智能识别以及智能的脱困控制。

本申请实施例提供了车辆控制方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图5所示，本申请提供的一种车辆控制系统，包括：

路面附着系数确定模块10，用于确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；

扭矩分配系数确定模块20，用于确定各个电机对应的扭矩分配系数；

请求扭矩确定模块30，用于根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；

控制模块40，用于控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

本申请车辆控制系统具体实施方式与上述车辆控制方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

本申请的车辆控制方法应用于车辆控制装置，车辆控制装置用于确定各个电机的请求扭矩，控制各个电机执行对应的请求扭矩，以达到脱困控制的效果。如图6所示，图6为本申请实施例方案涉及的车辆控制装置的硬件运行环境的结构示意图。该车辆控制装置可以包括：处理器1001，例如CPU，存储器1005，用户接口1003，网络接口1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏、输入单元比如键盘，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的车辆控制装置结构并不构成对车辆控制装置限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图6所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车辆控制程序。其中，操作系统是管理和控制车辆控制装置硬件和软件资源的程序，车辆控制程序以及其他软件或程序的运行。

在图6所示的车辆控制装置中，用户接口1003主要用于连接终端，与终端进行数据通信；网络接口1004主要用于后台服务器，与后台服务器进行数据通信；处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的车辆控制程序。

在本实施例中，车辆控制装置包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆控制程序，其中：

处理器1001调用存储器1005中存储的车辆控制程序时，执行以下操作：

确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；

确定各个电机对应的扭矩分配系数；

根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；

控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序被处理器执行时实现如上所述的车辆控制方法的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

由于本申请实施例提供的存储介质，为实施本申请实施例的方法所采用的存储介质，故而基于本申请实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该存储介质的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本申请实施例的方法所采用的存储介质都属于本申请所欲保护的范围。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“ 包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，电视，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述车辆控制方法包括：

确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；

确定各个电机对应的扭矩分配系数；

根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；

控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

2.如权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数的步骤包括：

当所述脱困模式为自适应脱困模式时，根据参考车速和各个车轮的实际滑移率确定各个车轮对应的路面附着系数；

当所述脱困模式为自定义脱困模式时，根据设定路面附着系数确定所述各个车轮对应的路面附着系数。

3.如权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据参考车速和各个车轮的实际滑移率确定各个车轮对应的路面附着系数的步骤包括：

确定各个车轮的垂向力和纵向力，以及确定各个车轮的实际滑移率；

根据各个车轮的垂向力、各个车轮的纵向力和各个车轮的实际滑移率，确定各个车轮对应的路面附着系数变化率；

根据各个车轮对应的路面附着系数变化率，确定各个车轮对应的路面附着系数。

4.如权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，当所述脱困模式为自适应脱困模式时，所述确定各个电机对应的扭矩分配系数的步骤包括：

获取各个车轮的垂向力，以及根据各个车轮的垂向力确定总垂向力；

根据各个车轮的垂向力和所述总垂向力的比值，得到各个电机对应的初始扭矩分配系数；

采用各个车轮的实际滑移率对各个电机对应的初始扭矩分配系数进行修正，得到各个电机对应的扭矩分配系数。

5.如权利要求4所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩的步骤包括：

根据所述各个电机对应的扭矩分配系数和所述驾驶员请求扭矩，确定各个电机对应的第一扭矩；

根据所述各个电机对应的初始扭矩分配系数、所述驾驶员请求扭矩和所述各个车轮对应的路面附着系数，确定各个电机对应的第二扭矩；

根据所述第一扭矩和所述第二扭矩，确定各个电机的请求扭矩。

6.如权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据设定路面附着系数确定所述各个车轮对应的路面附着系数的步骤包括：

将设定路面附着系数确定为各个车轮对应的初始路面附着系数，其中，所述各个车轮对应的初始路面附着系数相同；

采用各个车轮的实际滑移率对所述各个车轮对应的初始路面附着系数进行修正，得到所述各个车轮对应的路面附着系数。

7.如权利要求6所述的车辆控制方法，其特征在于，所述确定各个电机对应的扭矩分配系数的步骤包括：

获取各个车轮的垂向力，以及根据各个车轮的垂向力确定总垂向力；

根据所述各个车轮的垂向力和所述总垂向力的比值，得到各个电机对应的初始扭矩分配系数；

将各个电机对应的初始扭矩分配系数，确定为所述各个电机对应的扭矩分配系数。

8.如权利要求7所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩的步骤包括：

根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩的乘积，确定所述各个电机的请求扭矩。

9.如权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，当所述脱困模式为自定义脱困模式时，所述车辆控制方法，还包括：

根据各个电机的请求扭矩确定总驱动扭矩，并根据各个电机的制动扭矩确定总制动扭矩；

获取各个车轮的加速度、车轮滚动半径、车轮转动惯量、滚动系数、参考车速和同步时刻；

根据所述各个车轮的加速度、所述车轮滚动半径、所述车轮转动惯量、所述滚动系数、所述参考车速和所述同步时刻，确定各个电机的冲量；

控制各个电机在所述同步时刻基于对应的冲量进行工作。

10.如权利要求2所述的车辆控制方法，其特征在于，所述车辆控制方法，还包括：

当所述驾驶员请求扭矩大于预设扭矩、所述参考车速小于预设车速且车轮的实际滑移率大于预设滑移率时，则激活所述自适应脱困模式；

或者，当接收到所述自定义脱困模式的激活指令时，则激活所述自定义脱困模式。

11.一种车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统包括：

路面附着系数确定模块，用于确定当前脱困模式下各个车轮对应的路面附着系数，所述脱困模式包括自适应脱困模式或自定义脱困模式；

扭矩分配系数确定模块，用于确定各个电机对应的扭矩分配系数；

请求扭矩确定模块，用于根据所述各个车轮对应的路面附着系数、所述各个电机对应的扭矩分配系数和驾驶员请求扭矩确定各个电机的请求扭矩；

控制模块，用于控制各个所述电机对应的执行器执行对应的请求扭矩。

12.一种车辆控制装置，其特征在于，所述车辆控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的车辆控制程序，所述车辆控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-10中任一项所述的车辆控制方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有车辆控制程序，所述车辆控制程序被处理器执行时实现权利要求1-10中任一项所述的车辆控制方法的步骤。