CN108327713B - 汽车及其的车身稳定控制方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车及其的车身稳定控制方法、系统，所述方法包括以下步骤：获取汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度；计算目标横摆角速度与汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值；如果差值的绝对值大于第一预设值，则获取汽车的当前路面附着系数，并根据当前路面附着系数计算汽车的驱动扭矩限值，并将汽车的当前驱动扭矩限制在驱动扭矩限值以下。从而使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

Description

汽车及其的车身稳定控制方法、系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车的车身稳定控制方法、一种汽车的车身稳定控制系统和一种具有该系统的汽车。

背景技术

为了提高汽车操控安全系数，保证汽车行驶过程中车身能够维持在稳定状态，相关技术中提出了多种车身稳定控制方法以及相应的车身稳定控制系统。

例如，相关技术中提出的一种车身稳定控制方法，通过汽车线性二自由度操纵模型获得横摆角速度期望值，质心侧偏角期望值设为0后，通过基于自抗扰控制理论，分别设计横摆角速度偏差自抗扰控制器和质心侧偏角偏差自抗扰控制器，得到附加横摆力矩ΔMωr和ΔMβ，再将附加横摆力矩ΔMωr和ΔMβ线性相加得到作用在汽车上的总的附加横摆力矩ΔMYSC，最后通过总的附加横摆力矩ΔMYSC对各个车轮转矩进行分配，给汽车四个电机输入分配的指令转矩，从而控制电动汽车的横摆侧向运动，使汽车车身稳定。

但是，由于路面的复杂性，特别是在湿滑路面附着系数比较小的情况下，在汽车失稳后，驾驶员一般会乱打方向盘，此时如果按照线性二自由度操纵模型获得横摆角速度期望值，往往与实际偏差非常大，从而得到错误的附加横摆力矩ΔMωr和ΔMβ，那么在调整内外车轮转矩差时，就会导致车轮打滑更严重，使汽车彻底失控。

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，本发明的一个目的在于提出一种汽车的车身稳定控制方法，使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

本发明的另一个目的在于提出一种汽车的车身稳定控制系统。

本发明的又一个目的在于提出一种汽车。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种汽车的车身稳定控制方法，包括以下步骤：获取所述汽车的目标横摆角速度和所述汽车质心圆周运动的角速度；计算所述目标横摆角速度与所述汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值；如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则获取所述汽车的当前路面附着系数，并根据所述当前路面附着系数计算所述汽车的驱动扭矩限值，并将所述汽车的当前驱动扭矩限制在所述驱动扭矩限值以下。

根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制方法，在汽车行驶过程中，获取汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度，并计算目标横摆角速度与汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值，如果差值的绝对值大于第一预设值，则获取汽车的当前路面附着系数，并根据当前路面附着系数计算汽车的驱动扭矩限值，并将汽车的当前驱动扭矩限制在驱动扭矩限值以下，从而使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

根据本发明的一个实施例，通过等效艾克曼转向模型获取所述汽车的目标横摆角速度和所述汽车质心圆周运动的角速度。

根据本发明的一个实施例，根据所述当前路面附着系数通过以下公式计算所述汽车的驱动扭矩限值：

Tx≤A*μ*m*g/r，

其中，Tx为所述汽车的驱动扭矩限值，A为系数，μ为所述当前路面附着系数，m为所述汽车的整车质量，g为重力加速度，r为所述车轮半径。

根据本发明的一个实施例，上述的汽车的车身稳定控制方法，还包括：分别获取汽车的每个车轮的当前滑移率，并判断所述每个车轮的当前滑移率是否均小于第二预设值；如果存在所述车轮的当前滑移率大于等于所述第二预设值，则获取所述汽车的参考加速度，并根据所述参考加速度计算所述汽车的当前驱动扭矩。

根据本发明的一个实施例，当所述每个车轮的当前滑移率均小于第三预设值时，按照第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩。

根据本发明的一个实施例，在增加所述汽车的当前驱动扭矩的过程中，实时判断所述每个车轮的当前滑移率，其中，如果所述每个车轮的当前滑移率均一直小于所述第三预设值，则按照所述第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩，直至所述汽车的当前驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩。

根据本发明的一个实施例，所述第二预设值的取值范围为8％-15％，所述第三预设值的取值范围为5％-10％。

根据本发明的一个实施例，在获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率之前，还包括：判断所述汽车的当前车速是否小于等于第一预设车速；如果所述当前车速小于等于所述第一预设车速且所述每个车轮的轮速均大于第二预设车速，则按照第二设定斜率降低所述汽车的当前驱动扭矩；如果所述当前车速大于所述第一预设车速，则再进一步获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率。

为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种汽车的车身稳定控制系统，包括：角速度获取模块，用于获取所述汽车的目标横摆角速度和所述汽车质心圆周运动的角速度；第一计算模块，用于计算所述目标横摆角速度与所述汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值；附着系数获取模块，用于在所述差值的绝对值大于第一预设值时获取所述汽车的当前路面附着系数；控制模块，用于根据所述当前路面附着系数计算所述汽车的驱动扭矩限值，并将所述汽车的当前驱动扭矩限制在所述驱动扭矩限值以下。

根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制系统，在汽车行驶过程中，通过角速度获取模块获取汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度，第一计算模块计算目标横摆角速度与汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值，附着系数获取模块在差值的绝对值大于第一预设值时获取汽车的当前路面附着系数，控制模块根据当前路面附着系数计算汽车的驱动扭矩限值，并将汽车的当前驱动扭矩限制在驱动扭矩限值以下，从而使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

根据本发明的一个实施例，所述角速度获取模块为等效艾克曼转向模型。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块根据所述当前路面附着系数通过以下公式计算所述汽车的驱动扭矩限值：

Tx≤A*μ*m*g/r，

其中，Tx为所述汽车的驱动扭矩限值，A为系数，μ为所述当前路面附着系数，m为所述汽车的整车质量，g为重力加速度，r为所述车轮半径。

根据本发明的一个实施例，上述的汽车的车身稳定控制系统，还包括：滑移率获取模块，用于分别获取汽车的每个车轮的当前滑移率；判断模块，用于判断所述每个车轮的当前滑移率是否均小于第二预设值，其中，如果存在所述车轮的当前滑移率大于等于所述第二预设值，所述控制模块则获取所述汽车的参考加速度，并根据所述参考加速度计算所述汽车的当前驱动扭矩。

根据本发明的一个实施例，当所述每个车轮的当前滑移率均小于第三预设值时，所述控制模块按照第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块在增加所述汽车的当前驱动扭矩的过程中，还通过所述判断模块实时判断所述每个车轮的当前滑移率，其中，如果所述每个车轮的当前滑移率均一直小于所述第三预设值，所述控制模块则按照所述第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩，直至所述汽车的当前驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩。

根据本发明的一个实施例，所述第二预设值的取值范围为8％-15％，所述第三预设值的取值范围为5％-10％。

根据本发明的一个实施例，上述的汽车的车身稳定控制系统，还包括：车速获取模块，用于获取所述汽车的当前车速；所述控制模块，还用于在通过所述滑移率获取模块获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率之前，判断所述汽车的当前车速是否小于等于第一预设车速，并在所述当前车速小于等于所述第一预设车速且所述每个车轮的轮速均大于第二预设车速时，按照第二设定斜率降低所述汽车的当前驱动扭矩，以及在所述当前车速大于所述第一预设车速时，再进一步通过所述滑移率获取模块获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率。

此外，本发明的实施例还提出了一种汽车，其包括上述的汽车的车身稳定控制系统。

根据本发明实施例的汽车，通过上述的车身稳定控制系统，使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

附图说明

图1是根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的汽车的车身稳定控制方法的示意图；

图3是根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制系统的方框示意图；

图4是根据本发明一个实施例的汽车的车身稳定控制系统的方框示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的汽车的车身稳定控制系统的方框示意图；

图6是根据本发明实施例的汽车的方框示意图。

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。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的汽车的车身稳定控制方法、汽车的车身稳定控制系统和具有该系统的汽车。

在本发明的实施例中，汽车可以为两驱或者四驱形式，内侧和外侧车轮的驱动扭矩可独立控制。

图1是根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制方法的流程图。如图1所示，该汽车的车身稳定控制方法包括以下步骤：

S1，获取汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度。

根据本发明的一个实施例，可通过等效艾克曼转向模型获取汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度。

具体而言，在汽车行驶的过程中，可根据等效艾克曼转向模型准确计算出汽车稳定行驶时的目标横摆角速度ωt和汽车质心圆周运动时的角速度ωay＝ay/vx,其中，ay为汽车质心处的侧向加速度，vx为汽车质心处的车速，即汽车的当前车速。

S2，计算目标横摆角速度与汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值。

S3，如果差值的绝对值大于第一预设值，则获取汽车的当前路面附着系数，并根据当前路面附着系数计算汽车的驱动扭矩限值，并将汽车的当前驱动扭矩限制在驱动扭矩限值以下。其中，第一预设值可根据实际情况进行标定，例如，第一预设值可以为0.2rad/s。

根据本发明的一个实施例，根据当前路面附着系数通过下述公式(1)计算汽车的驱动扭矩限值：

Tx≤A*μ*m*g/r (1)

其中，Tx为汽车的驱动扭矩限值，A为系数，μ为当前路面附着系数，m为汽车的整车质量，g为重力加速度，r为车轮半径。

在本发明的实施例中，系数A可以根据当前路面附着系数μ获取，例如，当μ＞0.2时，A为0.25～0.8；当0.1＜μ≤0.2时，A为0.1～0.25；当μ≤0.1时，A为0～0.1。

具体而言，在获取到汽车稳定运行时的目标横摆角速度ωt和汽车质心圆周运动的角速度ωay后，计算滑移判据偏差，即滑移判据偏差为目标横摆角速度ωt与汽车质心圆周运动的角速度ωay之间的差值的绝对值Δω，Δω＝|ωay-ωt|。然后，判断Δω是否大于第一预设值(如0.2rad/s)。如果大于，则说明当前路面容易打滑，此时获取当前路面附着系数μ，例如，可以利用汽车质心处的侧向加速度ay估计当前路面附着系数μ，即μ＝ay/g，其中，g为重力加速度，然后根据当前路面附着系数μ，将汽车的当前驱动扭矩限制在μ*m*g以下，即汽车的当前驱动扭矩的限值Tx≤A*μ*m*g/r。最后，根据当前驱动扭矩的限值对汽车进行限扭矩控制。

因此，根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制方法，在汽车行驶的过程中，可通过等效艾克曼转向模型获得更加准确的汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度，然后根据目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度计算滑移判据偏差，并在偏差较大时，根据路面附着系数对汽车进行限扭矩控制，从而使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

进一步地，在本发明的实施例中，不仅可以采用汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值来判断汽车是否发生打滑，还可以根据汽车行驶过程中计算的滑移率来判断汽车是否发生打滑，并在汽车发生打滑时，对汽车的驱动扭矩进行限制。

具体地，根据本发明的一个实施例，上述的汽车的车身稳定控制方法还可包括：分别获取汽车的每个车轮的当前滑移率，并判断每个车轮的当前滑移率是否均小于第二预设值；如果存在车轮的当前滑移率大于等于第二预设值，则获取汽车的参考加速度，并根据参考加速度计算汽车的当前驱动扭矩。

其中，第二预设值可根据实际情况进行标定，例如，第二预设值的取值范围可以为8％-15％。

具体而言，在汽车行驶的过程中，可通过霍尔传感器或电机旋变并经滤波处理后，获取汽车的每个车轮的轮速Vr，同时，通过加速度传感器获取汽车的整车纵向加速度ax，并根据每个车轮的轮速Vr和整车纵向加速度ax估算汽车的当前车速Vref，或者通过雷达等方式获取汽车的当前车速Vref(也称与真实车速相近的参考车速)，然后，根据当前车速Vref和每个车轮的轮速Vr分别计算每个车轮的当前滑移率，如，车轮的当前滑移率S＝(1-Vref/Vr)*100％。

假设，获取的四个车轮的当前滑移率分别为S1、S2、S3和S4，则分别判断S1、S2、S3和S4是否小于第二预设值，如果有一个滑移率大于等于第二预设值，则获取汽车的参考加速度，例如，可通过对纵向加速度ax进行低通滤波处理以获得参考加速度a(该值为负值)，然后，根据参考加速度a计算汽车的当前驱动扭矩，即当前驱动扭矩Tx′＝k*m*a/r，其中，k为系数，k的取值范围可以为0.5～0.9，m为汽车的整车质量。最后，根据计算的当前驱动扭矩Tx′对汽车进行控制。从而在根据滑移率判断汽车处于打滑状态时，根据汽车的参考加速度计算汽车的当前驱动扭矩的限值，并根据驱动扭矩的限值来对汽车进行限扭矩控制，使得汽车能够稳定运行。

根据本发明的一个实施例，当每个车轮的当前滑移率均小于第三预设值时，按照第一设定斜率增加汽车的当前驱动扭矩。其中，第三预设值和第一设定斜率可根据实际情况进行标定，例如，第三预设值的取值范围可以为5％-10％。

进一步地，根据本发明的一个实施例，在增加汽车的当前驱动扭矩的过程中，实时判断每个车轮的当前滑移率，其中，如果每个车轮的当前滑移率均一直小于第三预设值，则按照第一设定斜率增加汽车的当前驱动扭矩，直至汽车的当前驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩。

也就是说，当四个车轮的当前滑移率S1、S2、S3和S4同时小于第三预设值时，说明汽车未处于打滑状态，此时可增加汽车的驱动扭矩，以使汽车的驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩Ts。

具体地，当四个车轮的当前滑移率S1、S2、S3和S4同时小于第三预设值时，开始按照第一设定斜率增加汽车的驱动扭矩，例如，第一设定斜率为(Ts-Tb)/Tc，其中，Tb为开始对汽车的驱动扭矩进行增加时的汽车的驱动扭矩，系数Tc的取值范围可以为0.5～2。在驱动扭矩增加的过程中，不断地监测四个车轮的滑移率，如果四个车轮的滑移率一直都小于第三预设值，则按照第一设定斜率不断增加汽车的驱动扭矩，直至达到目标驱动扭矩Ts时，停止增加，并根据目标驱动扭矩Ts对汽车进行控制。从而在滑移率较小的情况下，通过对驱动扭矩的增大控制来满足驾驶员的实际驾驶需求，在保证汽车稳定性的条件下，满足汽车车速需求。

进一步地，根据本发明的一个具体示例，如图2所示，在汽车启动后，根据油门踏板深度、制动踏板深度信号和当前动力电池的荷电状态，按照预先设定的驱动扭矩曲线计算出驾驶员所需求的目标驱动扭矩Ts，并按照目标驱动扭矩Ts控制汽车运行。

在按照目标驱动扭矩Ts控制汽车运行的过程中，由于受到路面的干扰，可能导致汽车出现打滑现象，此时车轮的滑移率S开始上升，当有一个车轮的滑移率大于门限值A时，如t1时刻，则立即根据参考加速度a计算出汽车的驱动扭矩的限值Tx′＝k*m*a/r。在计算出Tx′后，迅速将驱动扭矩降低到Tx′。一段时间后，当车轮的滑移率S均降低到门限值A时，如t2时刻，此时开始按照一固定斜率增加驱动扭矩，斜率为(Ts-Tx′)/Tc，直至达到目标驱动扭矩Ts，并重新按照预设设定的驱动扭矩曲线控制汽车继续运行。

根据本发明的一个实施例，在获取汽车的每个车轮的当前滑移率之前，还包括：判断汽车的当前车速是否小于等于第一预设车速；如果当前车速小于等于第一预设车速且每个车轮的轮速均大于第二预设车速，则按照第二设定斜率降低汽车的当前驱动扭矩；如果当前车速大于第一预设车速，则再进一步获取汽车的每个车轮的当前滑移率。其中，第一预设车速和第二预设车速可根据实际情况进行标定，例如，第一预设车速可以为5km/h，第二预设车速可以为7km/h。

具体地，在汽车行驶的过程中，如果车速比较小，而车轮的轮速比较大，则不对汽车的打滑状态进行判断，而是直接对汽车进行限扭矩控制。例如，在汽车低速起步时，当当前车速小于＜5km/h时，进一步判断各个车轮的轮速Vr，如果各个车轮的轮速Vr＞7km/h，则按第二设定斜率Tk降低汽车的驱动扭矩，如，第二设定斜率TK＝Ttarget/DT，其中，Ttarget为驾驶员的需求扭矩，DT的取值范围可以为1～2。而如果当前车速vx＞5km/h，则进一步根据滑移率判断汽车的打滑状态，并在汽车打滑时，对汽车进行限扭矩控制，而在汽车未打滑时，逐渐增加汽车的驱动扭矩，以对汽车进行加速控制，满足驾驶员的驾驶需求。

需要说明的是，在本发明的实施例中，在汽车行驶的过程中，可以单独根据路面附着系数对汽车进行控制，也可以单独根据滑移率对汽车进行控制，还可以同时根据路面附着系数和滑移率对汽车进行控制，其中，在同时根据路面附着系数和滑移率对汽车进行控制时，可以先根据路面附着系数获得驱动扭矩的限值后，进一步根据滑移率在驱动扭矩的限值的基础上再进一步降低汽车的驱动扭矩。

综上所述，根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制方法，在汽车行驶过程中，基于路面识别，能够在复杂的路面上防止车辆出现打滑，充分利用地面附着系数提高车辆侧向稳定性，有效避免了利用汽车线性二自由度操纵模型获得横摆角速度期望值，在低附着路面存在局限性的缺点，使得车辆能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

图3是根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制系统的方框示意图。如图3所示，该汽车的车身稳定控制系统包括：角速度获取模块10、第一计算模块20、附着系数获取模块30和控制模块40。

其中，角速度获取模块10用于获取汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度。第一计算模块20用于计算目标横摆角速度与汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值。附着系数获取模块30用于在差值的绝对值大于第一预设值时获取汽车的当前路面附着系数。控制模块40用于根据当前路面附着系数计算汽车的驱动扭矩限值，并将汽车的当前驱动扭矩限制在驱动扭矩限值以下。

根据本发明的一个实施例，角速度获取模块10可以为等效艾克曼转向模型。

根据本发明的一个实施例，控制模块40根据当前路面附着系数可通过上述公式(1)计算汽车的驱动扭矩限值。

具体而言，在汽车行驶的过程中，可根据等效艾克曼转向模型准确计算出汽车稳定行驶时的目标横摆角速度ωt和汽车质心圆周运动时的角速度ωay＝ay/vx,其中，ay为汽车质心处的侧向加速度，vx为汽车质心处的车速，即汽车的当前车速。

在获取到汽车稳定运行时的目标横摆角速度ωt和汽车质心圆周运动的角速度ωay后，第一计算模块20计算滑移判据偏差，即滑移判据偏差为目标横摆角速度ωt与汽车质心圆周运动的角速度ωay之间的差值的绝对值Δω，Δω＝|ωay-ωt|。然后，附着系数获取模块30判断Δω是否大于第一预设值(如0.2rad/s)。如果大于，则说明当前路面容易打滑，此时附着系数获取模块30获取当前路面附着系数μ，例如，可以利用汽车质心处的侧向加速度ay估计当前路面附着系数μ，即μ＝ay/g，其中，g为重力加速度，然后控制模块40根据当前路面附着系数μ，将汽车的当前驱动扭矩限制在μ*m*g以下，即汽车的当前驱动扭矩的限值Tx≤A*μ*m*g/r。最后，根据当前驱动扭矩的限值对汽车进行限扭矩控制。

因此，根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制系统，在汽车行驶的过程中，可通过等效艾克曼转向模型获得更加准确的汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度，然后根据目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度计算滑移判据偏差，并在偏差较大时，根据路面附着系数对汽车进行限扭矩控制，从而使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

进一步地，在本发明的实施例中，不仅可以采用汽车的目标横摆角速度和汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值来判断汽车是否发生打滑，还可以根据汽车行驶过程中计算的滑移率来判断汽车是否发生打滑，并在汽车发生打滑时，对汽车的驱动扭矩进行限制。

具体地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，上述的汽车的车身稳定控制系统还可包括：滑移率获取模块50和判断模块60，其中，滑移率获取模块50用于分别获取汽车的每个车轮的当前滑移率，判断模块60用于判断每个车轮的当前滑移率是否均小于第二预设值，如果存在车轮的当前滑移率大于等于第二预设值，控制模块40则获取汽车的参考加速度，并根据参考加速度计算汽车的当前驱动扭矩。其中，第二预设值的取值范围可以为8％-15％。

具体而言，在汽车行驶的过程中，滑移率获取模块50可通过霍尔传感器或电机旋变并经滤波处理后，获取汽车的每个车轮的轮速Vr，同时，通过加速度传感器获取汽车的整车纵向加速度ax，并根据每个车轮的轮速Vr和整车纵向加速度ax估算汽车的当前车速Vref，或者通过雷达等方式获取汽车的当前车速Vref(也称与真实车速相近的参考车速)，然后，根据当前车速Vref和每个车轮的轮速Vr分别计算每个车轮的当前滑移率，如，车轮的当前滑移率S＝(1-Vref/Vr)*100％。

假设，获取的四个车轮的当前滑移率分别为S1、S2、S3和S4，判断模块60则分别判断S1、S2、S3和S4是否小于第二预设值，如果有一个滑移率大于等于第二预设值，控制模块40则获取汽车的参考加速度，例如，可通过对纵向加速度ax进行低通滤波处理以获得参考加速度a(该值为负值)，然后，根据参考加速度a计算汽车的当前驱动扭矩，即当前驱动扭矩Tx′＝k*m*a/r，其中，k为系数，k的取值范围可以为0.5～0.9，m为汽车的整车质量。最后，根据计算的当前驱动扭矩Tx′对汽车进行控制。从而在根据滑移率判断汽车处于打滑状态时，根据汽车的参考加速度计算汽车的当前驱动扭矩的限值，并根据驱动扭矩的限值来对汽车进行限扭矩控制，使得汽车能够稳定运行。

根据本发明的一个实施例，当每个车轮的当前滑移率均小于第三预设值时，控制模块40按照第一设定斜率增加汽车的当前驱动扭矩。其中，第三预设值的取值范围可以为5％-10％。

进一步地，根据本发明的一个实施例，控制模块40在增加汽车的当前驱动扭矩的过程中，还通过判断模块60实时判断每个车轮的当前滑移率，其中，如果每个车轮的当前滑移率均一直小于第三预设值，控制模块40则按照第一设定斜率增加汽车的当前驱动扭矩，直至汽车的当前驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩。

也就是说，当四个车轮的当前滑移率S1、S2、S3和S4同时小于第三预设值时，说明汽车未处于打滑状态，此时可增加汽车的驱动扭矩，以使汽车的驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩Ts。

具体地，当四个车轮的当前滑移率S1、S2、S3和S4同时小于第三预设值时，控制模块40开始按照第一设定斜率增加汽车的驱动扭矩，例如，第一设定斜率为(Ts-Tb)/Tc，其中，Tb为开始对汽车的驱动扭矩进行增加时的汽车的驱动扭矩，系数Tc的取值范围可以为0.5～2。在驱动扭矩增加的过程中，判断模块60不断地监测四个车轮的滑移率，如果四个车轮的滑移率一直都小于第三预设值，控制模块40则按照第一设定斜率不断增加汽车的驱动扭矩，直至达到目标驱动扭矩Ts时，停止增加，并根据目标驱动扭矩Ts对汽车进行控制。从而在滑移率较小的情况下，通过对驱动扭矩的增大控制来满足驾驶员的实际驾驶需求，在保证汽车稳定性的条件下，满足汽车车速需求。

进一步地，根据本发明的一个具体示例，如图2所示，在汽车启动后，根据油门踏板深度、制动踏板深度信号和当前动力电池的荷电状态，按照预先设定的驱动扭矩曲线计算出驾驶员所需求的目标驱动扭矩Ts，并按照目标驱动扭矩Ts控制汽车运行。

在按照目标驱动扭矩Ts控制汽车运行的过程中，由于受到路面的干扰，可能导致汽车出现打滑现象，此时车轮的滑移率S开始上升，当判断模块60判断有一个车轮的滑移率大于门限值A时，如t1时刻，控制模块40则立即根据参考加速度a计算出汽车的驱动扭矩的限值Tx′＝k*m*a/r。在计算出Tx′后，迅速将驱动扭矩降低到Tx′。一段时间后，当车轮的滑移率S均降低到门限值A时，如t2时刻，此时控制模块40开始按照一固定斜率增加驱动扭矩，斜率为(Ts-Tx′)/Tc，直至达到目标驱动扭矩Ts，并重新按照预设设定的驱动扭矩曲线控制汽车继续运行。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，上述的汽车的车身稳定控制系统还包括车速获取模块70，其中，车速获取模块70用于获取汽车的当前车速，控制模块40还用于在通过滑移率获取模块50获取汽车的每个车轮的当前滑移率之前，判断汽车的当前车速是否小于等于第一预设车速，并在当前车速小于等于第一预设车速且每个车轮的轮速均大于第二预设车速时，按照第二设定斜率降低汽车的当前驱动扭矩，以及在当前车速大于第一预设车速时，再进一步通过滑移率获取模块50获取汽车的每个车轮的当前滑移率。其中，第一预设车速可以为5km/h，第二预设车速可以为7km/h。

具体地，在汽车行驶的过程中，如果车速比较小，而车轮的轮速比较大，则不对汽车的打滑状态进行判断，而是直接对汽车进行限扭矩控制。例如，在汽车低速起步时，当车速获取模块70获取的当前车速小于＜5km/h时，控制模块40进一步判断各个车轮的轮速Vr，如果各个车轮的轮速Vr＞7km/h，控制模块4则按第二设定斜率Tk降低汽车的驱动扭矩，如，第二设定斜率TK＝Ttarget/DT，其中，Ttarget为驾驶员的需求扭矩，DT的取值范围可以为1～2。而如果车速获取模块70获取的当前车速vx＞5km/h，控制模块40则进一步根据滑移率判断汽车的打滑状态，并在汽车打滑时，对汽车进行限扭矩控制，而在汽车未打滑时，逐渐增加汽车的驱动扭矩，以对汽车进行加速控制，满足驾驶员的驾驶需求。

需要说明的是，在本发明的实施例中，在汽车行驶的过程中，可以单独根据路面附着系数对汽车进行控制，也可以单独根据滑移率对汽车进行控制，还可以同时根据路面附着系数和滑移率对汽车进行控制，其中，在同时根据路面附着系数和滑移率对汽车进行控制时，可以先根据路面附着系数获得驱动扭矩的限值后，进一步根据滑移率在驱动扭矩的限值的基础上再进一步降低汽车的驱动扭矩。

根据本发明实施例的汽车的车身稳定控制系统，在汽车行驶过程中，基于路面识别，能够在复杂的路面上防止车辆出现打滑，充分利用地面附着系数提高车辆侧向稳定性，有效避免了利用汽车线性二自由度操纵模型获得横摆角速度期望值，在低附着路面存在局限性的缺点，使得车辆能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的稳定性控制。

图6是根据本发明实施例的汽车的方框示意图。如图6所示，该汽车1000包括上述的汽车的车身稳定控制系统100，具体这里不再详述。

根据本发明实施例的汽车，通过上述的车身稳定控制系统，使得汽车能够在复杂路面，特别是在低附着系数路面实现良好的汽车稳定性控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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 (17)

1.一种汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取所述汽车的目标横摆角速度和所述汽车质心圆周运动的角速度；

计算所述目标横摆角速度与所述汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值；

如果所述差值的绝对值大于第一预设值，则判断出所述汽车的当前路面容易打滑，获取所述汽车的当前路面附着系数，并根据所述当前路面附着系数计算所述汽车的驱动扭矩限值，并将所述汽车的当前驱动扭矩限制在所述驱动扭矩限值以下。

2.如权利要求1所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，通过等效艾克曼转向模型获取所述汽车的目标横摆角速度和所述汽车质心圆周运动的角速度。

3.如权利要求1所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，根据所述当前路面附着系数通过以下公式计算所述汽车的驱动扭矩限值：

Tx≤A*μ*m*g/r，

其中，Tx为所述汽车的驱动扭矩限值，A为系数，μ为所述当前路面附着系数，m为所述汽车的整车质量，g为重力加速度，r为车轮半径。

4.如权利要求1-3中任一项所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，还包括：

分别获取汽车的每个车轮的当前滑移率，并判断所述每个车轮的当前滑移率是否均小于第二预设值；

如果存在所述车轮的当前滑移率大于等于所述第二预设值，则获取所述汽车的参考加速度，并根据所述参考加速度计算所述汽车的当前驱动扭矩。

5.如权利要求4所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，当所述每个车轮的当前滑移率均小于第三预设值时，按照第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩。

6.如权利要求5所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，在增加所述汽车的当前驱动扭矩的过程中，实时判断所述每个车轮的当前滑移率，其中，如果所述每个车轮的当前滑移率均一直小于所述第三预设值，则按照所述第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩，直至所述汽车的当前驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩。

7.如权利要求5所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，所述第二预设值的取值范围为8％-15％，所述第三预设值的取值范围为5％-10％。

8.如权利要求4所述的汽车的车身稳定控制方法，其特征在于，在获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率之前，还包括：

判断所述汽车的当前车速是否小于等于第一预设车速；

如果所述当前车速小于等于所述第一预设车速且所述每个车轮的轮速均大于第二预设车速，则按照第二设定斜率降低所述汽车的当前驱动扭矩；

如果所述当前车速大于所述第一预设车速，则再进一步获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率。

9.一种汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，包括：

角速度获取模块，用于获取所述汽车的目标横摆角速度和所述汽车质心圆周运动的角速度；

第一计算模块，用于计算所述目标横摆角速度与所述汽车质心圆周运动的角速度之间的差值的绝对值；

附着系数获取模块，用于在所述差值的绝对值大于第一预设值时判断出所述汽车的当前路面容易打滑，获取所述汽车的当前路面附着系数；

控制模块，用于根据所述当前路面附着系数计算所述汽车的驱动扭矩限值，并将所述汽车的当前驱动扭矩限制在所述驱动扭矩限值以下。

10.如权利要求9所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，所述角速度获取模块为等效艾克曼转向模型。

11.如权利要求10所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，所述控制模块根据所述当前路面附着系数通过以下公式计算所述汽车的驱动扭矩限值：

Tx≤A*μ*m*g/r，

其中，Tx为所述汽车的驱动扭矩限值，A为系数，μ为所述当前路面附着系数，m为所述汽车的整车质量，g为重力加速度，r为车轮半径。

12.如权利要求9-11中任一项所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，还包括：

滑移率获取模块，用于分别获取汽车的每个车轮的当前滑移率；

判断模块，用于判断所述每个车轮的当前滑移率是否均小于第二预设值，其中，如果存在所述车轮的当前滑移率大于等于所述第二预设值，所述控制模块则获取所述汽车的参考加速度，并根据所述参考加速度计算所述汽车的当前驱动扭矩。

13.如权利要求12所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，当所述每个车轮的当前滑移率均小于第三预设值时，所述控制模块按照第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩。

14.如权利要求13所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，所述控制模块在增加所述汽车的当前驱动扭矩的过程中，还通过所述判断模块实时判断所述每个车轮的当前滑移率，其中，

如果所述每个车轮的当前滑移率均一直小于所述第三预设值，所述控制模块则按照所述第一设定斜率增加所述汽车的当前驱动扭矩，直至所述汽车的当前驱动扭矩达到驾驶员当前需求的目标驱动扭矩。

15.如权利要求13所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，所述第二预设值的取值范围为8％-15％，所述第三预设值的取值范围为5％-10％。

16.如权利要求12所述的汽车的车身稳定控制系统，其特征在于，还包括：

车速获取模块，用于获取所述汽车的当前车速；

所述控制模块，还用于在通过所述滑移率获取模块获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率之前，判断所述汽车的当前车速是否小于等于第一预设车速，并在所述当前车速小于等于所述第一预设车速且所述每个车轮的轮速均大于第二预设车速时，按照第二设定斜率降低所述汽车的当前驱动扭矩，以及在所述当前车速大于所述第一预设车速时，再进一步通过所述滑移率获取模块获取所述汽车的每个车轮的当前滑移率。

17.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9-16中任一项所述的汽车的车身稳定控制系统。

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