四驱车辆的驱动力控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种四驱车辆的驱动力控制方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.车辆在行驶过程中，如果发生路面摩擦系数突变等工况，车辆的车轮就可能会打滑，这种情形尤其会出现在前后车轴具有独立动力源的四驱车辆上。在四驱车辆的前后车轴各自的驱动力不变的情况下，由于其中一个车轮打滑，也会影响到相对侧的另一个车轮的运动(如果是前后车轴通过差速齿轮相连的四驱车辆，还会影响到除打滑的一个车轮以外的其他三个车轮)，导致打滑的车轮和受影响的车轮的加速度、轮速及横摆角速度均会发生突变，影响车辆的操纵稳定性，甚至会出现车辆无法转弯的情形。
3.为解决上述问题，本领域技术人员提出了一些装置或方法，以应对车辆的车轮出现打滑的情形。例如：
4.四驱车辆驱动力分配装置(专利公开：1994-55949)，通过计算车轮的目标横摆角速度、检测车轮的实际横摆角速度，对前轮和后轮的驱动力的分配进行控制，以使实际横摆角速度与目标横摆角速度一致。然而，由于从车轮打滑，到对车辆运动状态(如横摆角速度、横向加速度以及稳定系数)产生影响，车辆是存在响应延迟的，因此，通过横摆角速度的变化调整轮速，车辆的响应速度较慢，控制效果较差，很难充分应对路面摩擦系数突变等工况。
5.车辆的前后驱动力分配控制装置(公开号：jp4781726b2)，根据车辆的目标横向加速度和实际横向加速度，调整紧固力矩的大小。然而，由于从车轮打滑，到对车辆运动状态(如横摆角速度、横向加速度以及稳定系数)产生影响，车辆是存在响应延迟的，因此，通过横向加速度的变化调整轮速，车辆的响应速度也较慢，控制效果也较差，同样难以应对路面摩擦系数突变等工况。
6.四驱车辆前后驱动力分配比例控制装置(公开号：jp2011235763a)为了使四驱车辆稳定系数追随目标值发生变化，首先基于稳定系数的目标值和实际值求出稳定系数的修正量，根据求出的修正量调整前后车轴的驱动力的分配比，以使四驱车辆的稳定系数的目标值和实际值之差变小。其中，稳定系数是表示车辆稳定转弯的状态，也不适用于快速响应。
7.因此，车辆如何对路面摩擦系数突变等工况快速响应已成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术中的方法无法对路面摩擦系数突变等工况快速响应的技术问题。
9.根据本发明的第一方面，提供一种四驱车辆的驱动力控制方法，该方法包括：
10.获取车辆的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速；其中，目标驱动
力包括前车轴的目标驱动力和后车轴的目标驱动力；
11.基于目标驱动力、转向角以及实际轮速，计算每个车轮的估计轮速；
12.计算估计轮速与实际轮速的差值；
13.在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算驱动力修正量；其中，驱动力修正量包括前车轴的驱动力修正量和后车轴的驱动力修正量；
14.基于驱动力修正量，修正目标驱动力，以减小实际轮速与估计轮速的差值直至满足预设条件。
15.可选的，基于目标驱动力、转向角以及实际轮速，计算每个车轮的估计轮速包括：
16.基于目标驱动力，计算每个车轮的滑移率；
17.基于滑移率和实际轮速，计算车辆的重心速度；
18.在转向角不等于0度的情况下，基于转向角与重心速度，计算重心转弯半径和车辆横向滑移角；
19.基于重心转弯半径和车辆横向滑移角，计算每个车轮的车轮转弯半径和每个车轮的车轮横向滑移角；
20.基于重心速度、重心转弯半径、车轮转弯半径以及车轮横向滑移角，计算每个车轮在其旋转面方向上的估计速度；
21.基于估计速度和滑移率，计算每个车轮的估计轮速。
22.可选的，基于滑移率和实际轮速，计算车辆的重心速度之后，方法还包括；
23.在转向角等于0度的情况下，基于每个车轮在其旋转面方向上的估计速度及其滑移率，计算每个车轮的估计轮速；其中，估计速度等于重心速度。
24.可选的，在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算驱动力修正量包括：
25.在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算每个车轮的过剩滑移率；
26.基于过剩滑移率，计算前轮滑移率之差和后轮滑移率之差；
27.基于前轮滑移率之差和后轮滑移率之差，计算驱动力修正量。
28.可选的，基于目标驱动力、转向角以及实际轮速，计算每个车轮的估计轮速包括：
29.基于目标驱动力，利用公式，计算每个车轮的滑移率；其中，s
rf
为前轮的滑移率，s
rr
为后轮的滑移率，f
xf
为前车轴的目标驱动力，f
xr
为后车轴的目标驱动力，k
sf
为前轮胎的纵向滑移刚度，k
sr
为后轮胎的纵向滑移刚度；
30.基于滑移率和实际轮速，利用公式，基于滑移率和实际轮速，利用公式，计算车辆的重心速度v；其中，为滑移率的平均值，为实际轮速的平均值，ω1为右前车轮的实际轮速，ω2为左前车轮的实际轮速，ω3为右后车轮的实际轮速，ω4为左后车轮的实际轮速，l
t
为轮胎的有效半径；
31.在转向角不等于0度的情况下，基于转向角与重心速度，利用公式，计算重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β；其中，稳定系数δ为前轮的转向角，l为轴距，m为车重，为车辆的重心和前车轴间的距离，b为车辆的重心和后车轴间的距离，k
βf
为前轮转弯能力，k
βr
为后轮转弯能力；
32.基于重心转弯半径和车辆横向滑移角，利用公式，
[0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041]
计算每个车轮的车轮转弯半径和每个车轮的车轮横向滑移角；其中，ρ1为右前车轮的车轮转弯半径，ρ2为左前车轮的车轮转弯半径，ρ3为右后车轮的车轮转弯半径，ρ4为左后车轮的车轮转弯半径，β1为右前车轮的横向滑移角，β2为左前车轮的横向滑移角，β3为右后车轮的横向滑移角，β4为左后车轮的横向滑移角，df为前轮距，dr为后轮距；
[0042]
基于重心速度、重心转弯半径、车轮转弯半径以及车轮横向滑移角，利用公式，计算每个车轮在其
旋转面方向上的估计速度；其中，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度；
[0043]
基于估计速度和滑移率，利用公式，基于估计速度和滑移率，利用公式，计算每个车轮的估计轮速；其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速。
[0044]
可选的，基于滑移率和实际轮速，利用公式，可选的，基于滑移率和实际轮速，利用公式，计算车辆的重心速度v之后，方法还包括；
[0045]
在转向角等于0度的情况下，基于每个车轮在其旋转面方向上的估计速度及其滑移率，利用公式，计算每个车轮的估计轮速；其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度，且v1＝v2＝v3＝v4＝v。
[0046]
可选的，在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算驱动力修正量包括：
[0047]
在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，利用公式，计算每个车轮的过剩滑移率；其中，s
e1
为右前车轮的过剩滑移率，s
e2
为左前车轮的过剩滑移率，s
e3
为右后车轮的过剩滑移率，s
e4
为左后车轮的过剩滑移率；
[0048]
基于过剩滑移率，计算前轮滑移率之差和后轮滑移率之差；
[0049]
基于前轮滑移率之差和后轮滑移率之差，利用公式，δf
xr
＝kc
sf
|s
e1-s
e2
|-kc
sr
|s
e3-s
e4
|，δf
xf
＝-δf
xr
，计算后车轴的驱动力修正量δf
xr
和前车轴的驱动力修正量δf
xf
；其中，kc
sf
＝k
sf
，kc
sr
＝k
sr
。
[0050]
根据本发明的第二方面，提供一种四驱车辆的驱动力控制装置，该装置包括：
[0051]
获取模块，用于获取车辆的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速；
[0052]
第一计算模块，用于基于目标驱动力、转向角以及实际轮速，计算每个车轮的估计轮速；其中，目标驱动力包括前车轴的目标驱动力和后车轴的目标驱动力；
[0053]
第二计算模块，用于计算估计轮速与实际轮速的差值；
[0054]
第三计算模块，用于在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算驱动力修正量；其中，驱动力修正量包括前车轴的驱动力修正量和后车轴的驱动力修正量；
[0055]
修正模块，用于基于驱动力修正量，修正目标驱动力，以减小实际轮速与估计轮速
的差值直至满足预设条件。
[0056]
可选的，第一计算模块包括：
[0057]
第一计算子模块，用于基于目标驱动力，计算每个车轮的滑移率；
[0058]
第二计算子模块，用于基于滑移率和实际轮速，计算车辆的重心速度；
[0059]
第三计算子模块，用于在转向角不等于0度的情况下，基于转向角与重心速度，计算重心转弯半径和车辆横向滑移角；
[0060]
第四计算子模块，用于基于重心转弯半径和车辆横向滑移角，计算每个车轮的车轮转弯半径和每个车轮的车轮横向滑移角；
[0061]
第五计算子模块，用于基于重心速度、重心转弯半径、车轮转弯半径以及车轮横向滑移角，计算每个车轮在其旋转面方向上的估计速度；
[0062]
第六计算子模块，用于基于估计速度和滑移率，计算每个车轮的估计轮速。
[0063]
可选的，第一计算模块包括还包括；
[0064]
第七计算子模块，用于在转向角等于0度的情况下，基于每个车轮在其旋转面方向上的估计速度及其滑移率，计算每个车轮的估计轮速；其中，估计速度等于重心速度。
[0065]
可选的，第三计算模块包括：
[0066]
第八计算子模块，用于在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算每个车轮的过剩滑移率；
[0067]
第九计算子模块，用于基于过剩滑移率，计算前轮滑移率之差和后轮滑移率之差；
[0068]
第十计算子模块，用于基于前轮滑移率之差和后轮滑移率之差，计算驱动力修正量。
[0069]
可选的，第一计算模块包括：
[0070]
第一计算子模块，用于基于目标驱动力，利用公式，第一计算子模块，用于基于目标驱动力，利用公式，计算每个车轮的滑移率；其中，s
rf
为前轮的滑移率，s
rr
为后轮的滑移率，f
xf
为前车轴目标驱动力，f
xr
为后车轴目标驱动力，k
sf
为前轮胎的纵向滑移刚度，k
sr
为后轮胎的纵向滑移刚度；
[0071]
第二计算子模块，用于基于滑移率和实际轮速，利用公式，第二计算子模块，用于基于滑移率和实际轮速，利用公式，计算车辆的重心速度v；其中，为滑移率的平均值，为实际轮速的平均值，ω1为右前车轮的实际轮速，ω2为左前车轮的实际轮速，ω3为右后车轮的实际轮速，ω4为左后车轮的实际轮速，l
t
为轮胎的有效半径；
[0072]
第三计算子模块，用于在转向角不等于0度的情况下，基于转向角与重心速度，利用公式，计算重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β；其中，稳定系数δ为前轮的转向角，l为轴距，m为车重，a为车辆的重心和前车轴间的距离，b为车辆的重心和后车轴间的距离，k
βf
为前轮转弯能力，k
βr
为后轮转弯能力；
[0073]
第四计算子模块，用于基于重心转弯半径和车辆横向滑移角，利用公式，
[0074][0075][0076][0077][0078][0079][0080][0081][0082]
计算每个车轮的车轮转弯半径和每个车轮的车轮横向滑移角；其中，ρ1为右前车轮的车轮转弯半径，ρ2为左前车轮的车轮转弯半径，ρ3为右后车轮的车轮转弯半径，ρ4为左后车轮的车轮转弯半径，β1为右前车轮的横向滑移角，β2为左前车轮的横向滑移角，β3为右后车轮的横向滑移角，β4为左后车轮的横向滑移角，df为前轮距，dr为后轮距；
[0083]
第五计算子模块，用于基于重心速度、重心转弯半径、车轮转弯半径以及车轮横向滑移角，利用公式，滑移角，利用公式，计算每个车轮在其旋转面方向上的估计速度；其中，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度；
[0084]
第六计算子模块，用于基于估计速度和滑移率，利用公式，第六计算子模块，用于基于估计速度和滑移率，利用公式，计算每个车轮的估计轮速；其中，为右前车
轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速。
[0085]
可选的，第一计算模块还包括；
[0086]
第七计算子模块，用于在转向角等于0度的情况下，基于每个车轮在其旋转面方向上的估计速度及其滑移率，利用公式，上的估计速度及其滑移率，利用公式，计算每个车轮的估计轮速；其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度，且v1＝v2＝v3＝v4＝v。
[0087]
可选的，第三计算模块包括：
[0088]
第八计算子模块，用于在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，利用公式，值，利用公式，计算每个车轮的过剩滑移率；其中，s
e1
为右前车轮的过剩滑移率，s
e2
为左前车轮的过剩滑移率，s
e3
为右后车轮的过剩滑移率，s
e4
为左后车轮的过剩滑移率；
[0089]
第九计算子模块，用于基于过剩滑移率，计算前轮滑移率之差和后轮滑移率之差；
[0090]
第十计算子模块，用于基于前轮滑移率之差和后轮滑移率之差，利用公式，δf
xr
＝kc
sf
|s
e1-s
e2
|-kc
sr
|s
e3-s
e4
|，δf
xf
＝-δf
xr
，计算后车轴的驱动力修正量δf
xr
和前车轴的驱动力修正量δf
xf
；其中，kc
sf
＝k
sf
，kc
sr
＝k
sr
。
[0091]
根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，该电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
[0092]
处理器执行计算机程序指令时实现本发明的四驱车辆的驱动力控制方法。
[0093]
根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现本发明的四驱车辆的驱动力控制方法。
[0094]
综上所述，由于从车轮打滑导致轮速发生突变，到对车辆运动状态(如横摆角速度、横向加速度以及稳定系数)产生影响，车辆是存在响应延迟的，因此，现有技术中的方法无法对车辆打滑的工况快速响应。而本发明提供一种四驱车辆的驱动力控制方法，车辆可以通过获取的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速提前计算出车轮的估计轮速，在估计轮速与实际轮速的差值超出预设值时，可以基于估计轮速和实际轮速的差值，修正目标驱动力，以使实际轮速与估计轮速的差值低于预设值，即提高车辆操纵稳定性。由于本发明的方法通过提前计算出车轮的估计轮速，对控制轮速的目标驱动力进行修正，因此，本发明的方法可以对路面摩擦系数突变等工况快速响应，提高车辆的直行性能以及操纵稳定性。
附图说明
[0095]
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。
[0096]
图1为本发明实施例提供的一种四驱车辆的驱动力控制方法的流程图；
[0097]
图2为目标驱动力与滑移率的关系曲线图示意图；
[0098]
图3为针对轮胎旋转面的轮胎整体行进速度示意图；
[0099]
图4为各轮胎位置的转弯半径和横向滑移角的示意图；
[0100]
图5为路面摩擦系数μ随时间变化的示意图；
[0101]
图6(a)为车辆直行且无发明时前后车轴目标驱动力随时间变化示意图；
[0102]
图6(b)为车辆直行且无发明时前后加速度随时间变化示意图；
[0103]
图7(a)为车辆直行且无发明时横摆角速度随时间变化示意图；
[0104]
图7(b)为车辆直行且无发明时各轮轮速随时间变化示意图；
[0105]
图8(a)为车辆直行且有发明时前后车轴目标驱动力随时间变化示意图；
[0106]
图8(b)为车辆直行且有发明时前后加速度随时间变化示意图；
[0107]
图9(a)为车辆直行且有发明时横摆角速度随时间变化示意图；
[0108]
图9(b)为车辆直行且有发明时各轮轮速随时间变化示意图；
[0109]
图10(a)为车辆转弯且无发明时前后加速度随时间变化示意图；
[0110]
图10(b)为车辆转弯且无发明时横摆角速度随时间变化示意图；
[0111]
图10(c)为车辆转弯且无发明时各轮轮速随时间变化示意图；
[0112]
图11(a)为车辆转弯且有发明时前后加速度随时间变化示意图；
[0113]
图11(b)为车辆转弯且有发明时横摆角速度随时间变化示意图；
[0114]
图11(c)为车辆转弯且有发明时各轮轮速随时间变化示意图；
[0115]
图12为本发明实施例提供的一种四驱车辆的驱动力控制装置的结构图；
[0116]
图13为本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
[0117]
为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
[0118]
在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，明显的是，不需要采用具体细节来实践本发明。在其他情况下，未详细描述众所周知的步骤或操作，以避免模糊本发明。
[0119]
针对，车辆在行驶过程中，发生路面摩擦系数突变等工况，现有方案响应慢的情形，本发明提供了一种四驱车辆的驱动力控制方法，以对路面摩擦系数突变等工况快速响应。如图1所示，该方法包括：
[0120]
s110，获取车辆的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速；其中，所述目标驱动力包括前车轴的目标驱动力和后车轴的目标驱动力。
[0121]
本发明的执行主体可以为车辆的整车控制器或动力域控制器等，首先获取车辆的目标驱动力，包括前车轴的目标驱动力f
xf
和后车轴的目标驱动力f
xr
，获取前轮的转向角δ
以及每个车轮的实际轮速ω1，ω2，ω3，ω4；其中，前轮的转向角可以等于0度，也可以不等于0度，数字分别代表1为右前、2为左前、3为右后、4为左后。
[0122]
s120，基于目标驱动力、转向角以及实际轮速，计算每个车轮的估计轮速。
[0123]
如图2所示，为滑移率、目标驱动力以及纵向滑移刚度三者关系的曲线图，从图中可知，在车辆获取车辆的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速后，基于车辆的目标驱动力，可以利用公式，计算出每个车轮的滑移率；其中，s
rf
为前轮的滑移率，s
rr
为后轮的滑移率，k
sf
为前轮胎的纵向滑移刚度，k
sr
为后轮胎的纵向滑移刚度，前轮胎的纵向滑移刚度和后轮胎的纵向滑移刚度可以通过车辆的参数计算得到。
[0124]
需要说明的是，为了便于说明，此处假设左右车轮的目标驱动力是相同的，以(f
xf
/2)表示前1轮的目标驱动力，以(f
xr
/2)来表示后1轮的目标驱动力。具体的，由于本发明是只要四个车轮各自产生相对的滑移关系，就能够发挥其效果，没必要高精度求出滑移率。因此，本发明的方法同样也适用于左右车轮的目标驱动力不同的情形。
[0125]
进一步地，如图3所示，根据滑移率的定义式，即滑移率其中，u为对轮胎旋转面的轮胎整体行进速度，ω为轮胎的轮速、l
t
为轮胎的有效半径，从而，可以利用公式，计算出车辆的重心速度其中，由于本发明不需要高精度求出滑移率，因此，滑移率的定义式中的u可以等效为重心速度v，轮胎的有效半径，即动态载荷半径可以等效为所使用的轮胎的半径，具体的可以根据车轮转动圈数与车轮滚动距离计算得到；为滑移率的平均值，为实际轮速的平均值，ω1为右前车轮的实际轮速，ω2为左前车轮的实际轮速，ω3为右后车轮的实际轮速，ω4为左后车轮的实际轮速。
[0126]
在前轮的转向角δ不等于0度的情况下，基于转向角δ与重心速度v，利用公式，可以计算得到重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β；其中，稳定系数l为轴距，m为车重，a为车辆的重心和前车轴间的距离，b为车辆的重心和后车轴间的距离，k
βf
为前轮转弯能力，k
βr
为后轮转弯能力。
[0127]
需要说明的是，前轮转弯能力k
βf
和后轮转弯能力k
βr
均为通过现有手段可以提前获取的参数，下面提供一种计算前轮转弯能力k
βf
和后轮转弯能力k
βr
的方法，应理解下述方法仅为示例方法，不应被解释为是对本发明的限制。具体的，首先测量实际车辆以一定车速稳定圆周转弯时的转向角、横向加速度(测量1)；然后，测量改变转向角后稳定圆周转弯时的横向加速度(测量2)；将测量1和测量2的车速、转向角、横向加速度代入由车辆的两轮模型获得的定圆转弯时的转向角和横向加速度的关系式，则变成两个联立方程式，就可以求出想要求的两个未知数前后转弯能力(k
βf
，k
βr
)(已知其他车辆参数)。车辆两轮模型获得的
定圆转弯时的转向角delta(δk)和横向加速度ay的关系式见如下计算式。
[0128][0129]
其中，稳定系数v:车速(m/s)，l:轴距(m)，m:车重(kg)，a:前车轴与重心之间的距离(m),b:后车轴与重心之间的距离(m)。
[0130]
如图4所示，在计算得到重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β之后，基于重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β，可以利用公式，
[0131][0132][0133][0134][0135][0136][0137][0138][0139]
计算得到每个车轮的车轮转弯半径和每个车轮的车轮横向滑移角；其中，ρ1为右前车轮的车轮转弯半径，ρ2为左前车轮的车轮转弯半径，ρ3为右后车轮的车轮转弯半径，ρ4为左后车轮的车轮转弯半径，β1为右前车轮的横向滑移角，β2为左前车轮的横向滑移角，β3为右后车轮的横向滑移角，β4为左后车轮的横向滑移角，df为前轮距，dr为后轮距。
[0140]
进一步地，基于计算得到的重心速度、重心转弯半径、车轮转弯半径以及车轮横向
滑移角，可以利用公式，滑移角，可以利用公式，计算得到每个车轮在其旋转面方向上的估计速度；其中，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度；
[0141]
从而，基于每个车轮的估计速度及其滑移率，并根据滑移率的定义式，可以计算得到每个车轮的估计轮速，可以计算得到每个车轮的估计轮速，其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速。
[0142]
另外，在前轮的转向角等于0度的情况下，由于v1＝v2＝v3＝v4＝v，其中，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度，从而基于转向角δ与重心速度v，并根据滑移率的定义式，可以计算得到每个车轮的估计轮速，其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速。
[0143]
s130，计算估计轮速与实际轮速的差值。
[0144]
得到每个车轮的估计轮速之后，计算每个车轮的估计轮速与其实际轮速的差值。通过估计轮速与实际轮速的差值预测车轮的运动状态。需要说明的是，由于估计轮速是由目标驱动力引起的车轮滑移及车体整体运动状态来估计得到的，并且车辆可以实时获取和调整目标驱动力，从而，可以通过修正目标驱动力，对路面摩擦系数突变等工况快速响应。
[0145]
s140，在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算驱动力修正量；驱动力修正量包括前车轴的驱动力修正量和后车轴的驱动力修正量。
[0146]
具体的，在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算每个车轮的过剩滑移率利，实际轮速的差值，计算每个车轮的过剩滑移率利，其中，s
e1
为右前车轮的过剩滑移率，s
e2
为左前车轮的过剩滑移率，s
e3
为右后车轮的过剩滑移率，s
e4
为左后车轮的过剩滑移率；之后计算两个前轮的滑移率之差和两个后轮的滑移率之差，基于两个前轮的滑移率之差和两个后轮的滑移率之差，计算后车轴的驱动力修正量δf
xr
＝kc
sf
|s
e1-s
e2
|-kc
sr
|s
e3-s
e4
|，以及前车轴的驱动力修正量δf
xr
＝-δf
xr
，其中，kc
sf
＝k
sf
，kc
sr
＝k
sr
。
[0147]ksf
和k
sr
为控制增益，可以理解为因过剩滑移率失去的目标驱动力通过轮胎的纵向滑移刚度来计算，并修正失去的那一部分。由于纵向滑移刚度随路面摩擦系数和垂直载荷也会发生变化，因此控制增益也可以选择前后加速度、左右加速度和横摆角速度等。
[0148]
另外，由于过剩滑移率的绝对估计精度不高(估计轮速自身的估计精度不高)，因此，为了提高通过过剩滑移率计算驱动力修正量的准确性，采用差分计算。
[0149]
需要说明的是，本发明的方法适用于前车轴目标驱动力和后车轴目标驱动力总和不变的情形，因此前车轴的驱动力修正量δf
xr
＝-δf
xr
。
[0150]
s150，基于驱动力修正量，修正目标驱动力，以减小实际轮速与估计轮速的差值直至满足预设条件。
[0151]
计算得到前后车轴的驱动力修正量之后，得到修正后的前车轴的目标驱动力fc
xf
＝f
xf
+δf
xf
，修正后的后车轴的目标驱动力fc
xr
＝f
xr
+δf
xr
。
[0152]
因kc
sf
对前轮侧的左右过剩滑移率之差大小有影响，当前轮侧的左右过剩滑移率之差较大时，后车轴的目标驱动力修正量δf
xr
为正值变大，也就是前车轴的驱动力修正量δf
xf
＝(-δf
xr
)变小，前车轴的目标驱动力变小，后车轴的目标驱动力变大，以降低滑移对车辆运动状态影响，提高车辆的操纵稳定性。
[0153]
反之，当后轮侧的左右滑移率之差较大(后轮侧滑移较大)时，前车轴的目标驱动力变大，后车轴的目标驱动力变小，以降低滑移对车辆运动状态影响，提高车辆的操纵稳定性。
[0154]
综上所述，本发明的方法中，车辆可以通过获取的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速提前计算出车轮的估计轮速，在估计轮速与实际轮速的差值超出预设值时，可以基于估计轮速和实际轮速的差值，修正目标驱动力，以使实际轮速与估计轮速的差值低于预设值，即提高车辆操纵稳定性。由于本发明的方法通过提前计算出车轮的估计轮速，对控制轮速的目标驱动力进行修正，因此，本发明的方法可以对路面摩擦系数突变等工况快速响应，以提高车辆的直行性能以及操纵稳定性。另外，由于，本发明的方法中，估计轮速是由目标驱动力引起的车轮滑移及车体整体运动状态来估计得到的，并且，车辆可以实时获取和调整目标驱动力，从而，进一步提高了本发明的方法的可行性。
[0155]
其中，目标驱动力包括前车轴的目标驱动力和后车轴的目标驱动力；计算估计轮速与实际轮速的差值；其中，驱动力修正量包括前车轴的驱动力修正量和后车轴的驱动力修正量；基于驱动力修正量，
[0156]
为了进一步地说明本发明的有益效果，下面结合具体示例进行说明。
[0157]
示例一：仅右后轮路面摩擦系数μ下降(直行)
[0158]
路面摩擦系数μ＝0.3，
[0159]
全目标驱动力fx＝4000n，驱动力分配比为前：后＝50:50；
[0160]
前轮的转向角δ＝0度；
[0161]
初速度60km/h进行直线行驶。
[0162]
如图5所示，仅右后轮路面摩擦系数μ发生变化(从0.3降到0.2，重新回到0.3)时；如图6(a)、图6(b)、7(a)和7(b)所示，当没有本发明的驱动力控制方法(以下表示为无发明)时，前后加速度、横摆角速度及各轮的轮速大幅度变动；如图8(a)、图8(b)、9(a)和9(b)所示，而当有本发明的驱动力控制方法时(以下表示为有发明)，路面μ下降后，后车轴的目标
驱动力减小，相应地前车轴的目标驱动力有所增加，从而抑制了前后加速度、横摆角速度及各轮的轮速变动。
[0163]
示例二：仅右后轮路面μ下降(转弯)
[0164]
路面μ＝0.3；
[0165]
全目标驱动力fx＝4000n，驱动力分配比为前：后＝50:50；
[0166]
前轮转向角δ＝1度；
[0167]
初速度60km/h进行直线行驶。
[0168]
如图5所示，仅右后轮路面μ发生变化(从0.3降到0.2，重新回到0.3)时；如图10(a)、图10(b)和图10(c)所示，无发明时，横摆角速度及各轮的轮速变动较大，处于打滑状态，而在图11(a)、图11(b)和图11(c)中有发明时变动得到抑制。
[0169]
本发明还提供一种四驱车辆的驱动力控制装置，如图12所示，该装置包括：
[0170]
获取模块1201，用于获取车辆的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速；其中，目标驱动力包括前车轴的目标驱动力和后车轴的目标驱动力.
[0171]
本发明的执行主体可以为车辆的整车控制器或动力域控制器等，首先获取车辆的目标驱动力，包括前车轴的目标驱动力f
xf
和后车轴的目标驱动力f
xr
，获取前轮的转向角δ以及每个车轮的实际轮速ω1，ω2，ω3，ω4；其中，前轮的转向角可以等于0度，也可以不等于0度，数字分别代表1为右前、2为左前、3为右后、4为左后。
[0172]
第一计算模块1202，用于基于目标驱动力、转向角以及实际轮速，计算每个车轮的估计轮速。
[0173]
如图2所示，为滑移率、目标驱动力以及纵向滑移刚度三者关系的曲线图，从图中可知，在车辆获取车辆的目标驱动力、前轮的转向角以及每个车轮的实际轮速后，基于车辆的目标驱动力，可以利用公式，计算出每个车轮的滑移率；其中，s
rf
为前轮的滑移率，s
rr
为后轮的滑移率，k
sf
为前轮胎的纵向滑移刚度，k
sr
为后轮胎的纵向滑移刚度，前轮胎的纵向滑移刚度和后轮胎的纵向滑移刚度可以通过车辆的参数计算得到。
[0174]
需要说明的是，为了便于说明，此处假设左右车轮的目标驱动力是相同的，以(f
xf
/2)表示前1轮的目标驱动力，以(f
xr
/2)来表示后1轮的目标驱动力。具体的，由于本发明是只要四个车轮各自产生相对的滑移关系，就能够发挥其效果，没必要高精度求出滑移率。因此，本发明的方法同样也适用于左右车轮的目标驱动力不同的情形。
[0175]
进一步地，如图3所示，根据滑移率的定义式，即滑移率其中，u为对轮胎旋转面的轮胎整体行进速度，ω为轮胎的轮速、l
t
为轮胎的有效半径，从而，可以利用公式，计算出车辆的重心速度其中，由于本发明不需要高精度求出滑移率，因此，滑移率的定义式中的u可以等效为重心速度v，为滑移率的平均值，为实际轮速的平均值，ω1为右前车轮的实际轮速，ω2为左前车轮的实际轮速，ω3为右后车轮的实际轮速，ω4为左后车轮的实际轮速。
[0176]
在前轮的转向角δ不等于0度的情况下，基于转向角δ与重心速度v，利用公式，可以计算得到重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β；其中，稳定系数l为轴距，m为车重，a为车辆的重心和前车轴间的距离，b为车辆的重心和后车轴间的距离，k
βf
为前轮转弯能力，k
βr
为后轮转弯能力。
[0177]
如图4所示，在计算得到重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β之后，基于重心转弯半径ρ0和车辆横向滑移角β，可以利用公式，
[0178][0179][0180][0181][0182][0183][0184][0185][0186]
计算得到每个车轮的车轮转弯半径和每个车轮的车轮横向滑移角；其中，ρ1为右前车轮的车轮转弯半径，ρ2为左前车轮的车轮转弯半径，ρ3为右后车轮的车轮转弯半径，ρ4为左后车轮的车轮转弯半径，β1为右前车轮的横向滑移角，β2为左前车轮的横向滑移角，β3为右后车轮的横向滑移角，β4为左后车轮的横向滑移角，df为前轮距，dr为后轮距。
[0187]
进一步地，基于计算得到的重心速度、重心转弯半径、车轮转弯半径以及车轮横向
滑移角，可以利用公式，滑移角，可以利用公式，计算得到每个车轮在其旋转面方向上的估计速度；其中，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度；
[0188]
从而，基于每个车轮的估计速度及其滑移率，并根据滑移率的定义式，可以计算得到每个车轮的估计轮速，可以计算得到每个车轮的估计轮速，其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速。
[0189]
另外，在前轮的转向角等于0度的情况下，由于v1＝v2＝v3＝v4＝v，其中，v1为右前车轮的估计速度，v2为左前车轮的估计速度，v3为右后车轮的估计速度，v4为左后车轮的估计速度，从而基于转向角δ与重心速度v，并根据滑移率的定义式，可以计算得到每个车轮的估计轮速，其中，为右前车轮的估计轮速，为左前车轮的估计轮速，为右后车轮的估计轮速，为左后车轮的估计轮速。
[0190]
第二计算模块1203，用于计算估计轮速与实际轮速的差值。
[0191]
得到每个车轮的估计轮速之后，计算每个车轮的估计轮速与其实际轮速的差值。通过估计轮速与实际轮速的差值预测车轮的运动状态。需要说明的是，由于估计轮速是由目标驱动力引起的车轮滑移及车体整体运动状态来估计得到的，并且车辆可以实时获取和调整目标驱动力，从而，可以通过修正目标驱动力，对路面摩擦系数突变等工况快速响应。
[0192]
第三计算模块1204，用于在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算驱动力修正量；驱动力修正量包括前车轴的驱动力修正量和后车轴的驱动力修正量。
[0193]
具体的，在估计轮速与实际轮速的差值满足预设条件的情况下，基于估计轮速和实际轮速的差值，计算每个车轮的过剩滑移率利，实际轮速的差值，计算每个车轮的过剩滑移率利，其中，s
e1
为右前车轮的过剩滑移率，s
e2
为左前车轮的过剩滑移率，s
e3
为右后车轮的过剩滑移率，s
e4
为左后车轮的过剩滑移率；之后计算两个前轮的滑移率之差和两个后轮的滑移率之差，基于两个前轮的滑移率之差和两个后轮的滑移率之差，计算后车轴的驱动力修正量δf
xr
＝kc
sf
|s
e1-s
e2
|-kc
sr
|s
e3-s
e4
|，以及前车轴的驱动力修正量δf
xr
＝-δf
xr
，其中，kc
sf
＝k
sf
，kc
sr
＝k
sr
。
[0194]ksf
和k
sr
为控制增益，可以理解为因过剩滑移率失去的目标驱动力通过轮胎的纵
向滑移刚度来计算，并修正失去的那一部分。由于纵向滑移刚度随路面摩擦系数和垂直载荷也会发生变化，因此控制增益也可以选择前后加速度、左右加速度和横摆角速度等。
[0195]
另外，由于过剩滑移率的绝对估计精度不高(估计轮速自身的估计精度不高)，因此，为了提高通过过剩滑移率计算驱动力修正量的准确性，采用差分计算。
[0196]
需要说明的是，本发明的方法适用于前车轴目标驱动力和后车轴目标驱动力总和不变的情形，因此前车轴的驱动力修正量δf
xr
＝-δf
xr
。
[0197]
修正模块1205，用于基于驱动力修正量，修正目标驱动力，以减小实际轮速与估计轮速的差值直至满足预设条件。
[0198]
计算得到前后车轴的驱动力修正量之后，得到修正后的前车轴的目标驱动力fc
xf
＝f
xf
+δf
xf
，修正后的后车轴的目标驱动力fc
xr
＝f
xr
+δf
xr
。
[0199]
因kc
sf
对前轮侧的左右过剩滑移率之差大小有影响，当前轮侧的左右过剩滑移率之差较大时，后车轴的目标驱动力修正量δf
xr
为正值变大，也就是前车轴的驱动力修正量δf
xf
＝(-δf
xr
)变小，前车轴的目标驱动力变小，后车轴的目标驱动力变大，以降低滑移对车辆运动状态影响，提高车辆的操纵稳定性。
[0200]
反之，当后轮侧的左右滑移率之差较大(后轮侧滑移较大)时，前车轴的目标驱动力变大，后车轴的目标驱动力变小，以降低滑移对车辆运动状态影响，提高车辆的操纵稳定性。
[0201]
本发明还提供一种电子设备，如图13所示，该电子设备包括：处理器1302以及存储有计算机程序指令的存储器1301；
[0202]
处理器1302执行计算机程序指令时实现本发明的四驱车辆的驱动力控制方法。
[0203]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现本发明的四驱车辆的驱动力控制方法。
[0204]
应理解，本文中前述关于本发明的方法所描述的具体特征、操作和细节也可类似地应用于本发明的装置和系统，或者，反之亦然。另外，上文描述的本发明的方法的每个步骤可由本发明的装置或系统的相应部件或单元执行。
[0205]
应理解，本发明的装置的各个模块/单元可全部或部分地通过软件、硬件、固件或其组合来实现。各模块/单元各自可以硬件或固件形式内嵌于计算机设备的处理器中或独立于处理器，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中以供处理器调用来执行各模块/单元的操作。各模块/单元各自可以实现为独立的部件或模块，或者两个或更多个模块/单元可实现为单个部件或模块。在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其包括存储器和处理器，存储器上存储有可由处理器执行的计算机指令，计算机指令在由处理器执行时指示处理器执行本发明的实施例的方法的各步骤。该计算机设备可以广义地为服务器、终端，或任何其他具有必要的计算和/或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行
时执行本发明的方法的步骤。
[0206]
本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序在由处理器执行时导致本发明实施例的方法的步骤被执行。在一个实施例中，计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。
[0207]
本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(ram)、外部高速缓冲存储器等。
[0208]
以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
[0209]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。