CN109878345B - 车辆扭矩协调控制方法、装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆扭矩协调控制方法、装置及汽车，该车辆扭矩协调控制方法应用于分布式驱动车辆的整车控制器，该分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统AEBS，首先确定驾驶员需求扭矩，根据AEBS上传的状态信息及驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；然后获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据扭矩分配系数及车辆纵向总需求扭矩确定各个电机对应的最初需求扭矩；最后计算各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据补偿扭矩和最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。该方式无需配置ESP系统，即可保证车辆既能满足主动安全要求，操纵稳定性和驾驶性能的要求，减少零部件费用，进而降低车辆成本。

Description

车辆扭矩协调控制方法、装置及汽车

技术领域

本发明涉及汽车扭矩控制技术领域，尤其是涉及一种车辆扭矩协调控制方法、装置及汽车。

背景技术

AEBS(Advanced Emergency Braking System，预先紧急制动系统)是一种自动的道路车辆安全系统，该系统依靠传感器来监测前面车辆，通过检测和目标车辆之间的相对速度和距离，计算即将发生的情况。视车辆与前方车辆的相对速度和距离，AEBS可通过发出危险报警甚至主动进行紧急制动来达到自动避免碰撞或减轻其影响的目的。

一般情况下，车辆紧急制动时非常容易引起车辆的横向滑移，使车身发生非预期的不稳定运动，对驾驶员的行车安全造成影响。如AEBS系统在紧急制动阶段时，会主动控制车辆的液压或者气压制动系统对车辆施加紧急制动力，为保证车辆紧急制动时的车身姿态稳定性，车辆需同时配置ESP(Electronic Stability Program，电子稳定程序)系统保证车辆的安全性为保持车辆紧急制动时的车身稳定性，一般车辆通过配置ESP系统来进行车身稳定性控制。

因此为保证紧急制动时的行车稳定性，配备AEBS系统的车辆一般需同时配置ESP系统来满足车辆操纵稳定性要求，但是这样也增加了车辆成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆扭矩协调控制方法、装置及汽车，将AEBS应用于分布式驱动车辆，由整车控制器进行扭矩协调，可在保证AEBS功能的前提下，无需配置ESP系统即可保证车辆既能满足主动安全要求，操纵稳定性和驾驶性能的要求，有效降低了车辆成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆扭矩协调控制方法，应用于分布式驱动车辆的整车控制器，所述分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统，所述方法包括：

根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩；

根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；所述状态信息包括激活标识、紧急制动标识及预先紧急制动系统需求扭矩；

获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据所述扭矩分配系数及所述车辆纵向总需求扭矩确定各个所述电机对应的最初需求扭矩；

计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据所述补偿扭矩和所述最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩包括：

根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息，确定所述预先紧急制动系统的作用阶段，所述作用阶段包括提示阶段、降扭阶段、部分制动阶段及紧急制动阶段；

根据所述作用阶段、所述预先紧急制动系统需求扭矩及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息，确定所述预先紧急制动系统的作用阶段之前，还包括：

根据预设有效条件，验证所述状态信息中的预先紧急制动系统需求扭矩的有效性，其中所述预设有效条件包括：

所述预先紧急制动系统无预设故障；

对所述预先紧急制动系统需求扭矩的校验结果为有效；

所述预先紧急制动系统需求扭矩在预设取值区间内。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息，确定所述预先紧急制动系统的作用阶段包括：

根据所述激活标识确定所述预先紧急制动系统是否处于激活状态；

如果所述预先紧急制动系统处于激活状态，则获取紧急制动标识，并根据所述紧急制动标识确定所述预先紧急制动系统的作用阶段是否为紧急制动阶段；

如果所述预先紧急制动系统的作用阶段非紧急制动阶段，则获取预先紧急制动系统需求扭矩；

如果所述预先紧急制动系统需求扭矩小于正向扭矩阈值且大于负向扭矩阈值，则确定所述预先紧急制动系统的作用阶段为提示阶段；

如果所述预先紧急制动系统需求扭矩大于等于正向扭矩阈值，则确定所述预先紧急制动系统的作用阶段为降扭阶段；

如果所述预先紧急制动系统需求扭矩小于等于负向扭矩阈值，则确定所述预先紧急制动系统的作用阶段为部分制动阶段；

其中，所述正向扭矩阈值大于所述负向扭矩阈值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述根据所述作用阶段、所述预先紧急制动系统需求扭矩及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩包括：

当所述作用阶段为提示阶段或者紧急制动阶段时，将所述驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；

当所述作用阶段为降扭阶段时，判断所述预先紧急制动系统需求扭矩的是否小于所述驾驶员需求扭矩的绝对值；如果小于，将所述预先紧急制动系统需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；如果大于等于，将所述驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；

当所述作用阶段为部分制动阶段时，判断所述预先紧急制动系统需求扭矩的是否大于所述驾驶员需求扭矩的绝对值；如果大于，将所述预先紧急制动系统需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；如果小于等于，将所述驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电机包括前轴左车轮对应的左前电机、前轴右车轮对应的右前电机、后轴左车轮对应的左后电机和后轴后车轮对应的右后电机；

所述扭矩分配系数包括左前电机和右前电机间的前轴扭矩分配系数、左后电机和右后电机间的后轴扭矩分配系数、以及前后轴扭矩分配系数；

所述获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数包括：

基于阿克曼函数Ackermann转向几何原理，根据传感器组件上传的方向盘转角、左前电机转速和右前电机转速，计算所述前轴扭矩分配系数；

基于阿克曼函数Ackermann转向几何原理，根据传感器组件上传的方向盘转角、左后电机转速和右后电机转速，计算所述后轴扭矩分配系数；

接收根据先验经验输入的前后轴扭矩分配系数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，包括；

计算横摆角速度的理论值，并获取传感器组件上传的当前横摆角速度的实际值；

基于比例积分调节原理，根据所述理论值及所述实际值，计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述根据所述补偿扭矩和所述最初需求扭矩，确定最终需求扭矩包括：

将每个电机对应的补偿扭矩和所述最初需求扭矩进行相加运算，获得每个车轮对应的最终需求扭矩。

第二方面，本发明实施例还提供一种车辆扭矩协调控制装置，应用于分布式驱动车辆的整车控制器，所述分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统，所述装置包括：

驾驶员扭矩确定模块，用于根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩；

制动扭矩确定模块，用于根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；所述状态信息包括激活标识、紧急制动标识及预先紧急制动系统需求扭矩；

最初扭矩分配模块，用于获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据所述扭矩分配系数及所述车辆纵向总需求扭矩确定各个所述电机对应的最初需求扭矩；

最终扭矩分配模块，用于计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据所述补偿扭矩和所述最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。

第三方面，本发明实施例还提供一种汽车，包括汽车本体及安装在所述汽车本体上的整车控制器、电池管理系统、高压电池包、预先紧急制动系统、传感器组件，及与所述汽车本体的车轮对应设置的驱动装置及制动器；其中所述驱动装置包括互相连接的电机及电机控制器；

所述整车控制器包括如第二方面所述的车辆扭矩协调控制装置，所述整车控制器与所述电池管理系统、所述预先紧急制动系统、所述电机控制器、所述传感器组件分别连接；

所述传感器组件，用于采集车辆行驶信息，所述车辆行驶信息包括加速踏板开度、制动踏板开度及车速；

所述高压电池包与所述电池管理系统连接，用于为所述驱动装置供电；

所述制动器与所述预先紧急制动系统连接，用于对各个所述电机进行制动。

本发明实施例带来了以下有益效果：

在本发明实施例中，该车辆扭矩协调控制方法应用于分布式驱动车辆的整车控制器，该分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统AEBS，首先根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩，根据AEBS上传的状态信息及驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；其中状态信息包括激活标识、紧急制动标识及AEBS需求扭矩；然后获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据扭矩分配系数及车辆纵向总需求扭矩确定各个电机对应的最初需求扭矩；最后计算各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据补偿扭矩和最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。该方式在分布式驱动车辆上配置AEBS，由整车控制器对来自驾驶员的需求扭矩、来自AEBS的需求扭矩、维持车辆稳定性需求的补偿扭矩这三种扭矩源进行扭矩协调控制，即可保证车辆既能满足主动安全要求，操纵稳定性和驾驶性能的要求，无需配置ESP系统，减少零部件费用，进而降低车辆成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的汽车的车辆结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种车辆扭矩协调控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种车辆扭矩协调控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种车辆扭矩协调控制装置的结构示意图。

图标：

100-汽车本体；110-整车控制器；120-电池管理系统；130-高压电池包；140-AEBS；150-传感器组件；160-制动器；201-前轴左车轮；171-左前电机；202-前轴右车轮；172-右前电机；203-后轴左车轮；173-左后电机；204-后轴后车轮；174-右后电机；181-左前电机控制器；182-右前电机控制器；183-左后电机控制器；184-右后电机控制器；11-驾驶员扭矩确定模块；12-制动扭矩确定模块；13-最初扭矩分配模块；14-最终扭矩分配模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前为保证紧急制动时的行车稳定性，配备AEBS系统的车辆一般需同时配置ESP系统来满足车辆操纵稳定性要求，但是这样也增加了车辆成本。基于此，本发明实施例提供的一种车辆扭矩协调控制方法、装置及汽车，将AEBS应用于分布式驱动车辆，由整车控制器进行扭矩协调，可在保证AEBS功能的前提下，无需配置ESP系统即可保证车辆既能满足主动安全要求，操纵稳定性和驾驶性能的要求，有效降低了车辆成本。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的汽车的车辆结构进行介绍。本发明中的汽车为分布式驱动汽车，采用分布式驱动，且没有安装ESP系统。其中分布式驱动是一种极具应用潜力的电动汽车动力系统的先进技术，其在动力性和经济性方面有极大的优势。同时由于其系统可控自由度高，系统操作稳定性强，节能潜力高，便于模块化配置等技术特点，引起了全球各个汽车制造厂商的广泛关注。

如图1所示，该汽车包括汽车本体100及安装在汽车本体100上的整车控制器110、电池管理系统120、高压电池包130、AEBS 140、传感器组件150，及与汽车本体的车轮对应设置的驱动装置及制动器160；其中驱动装置包括互相连接的电机及电机控制器。

在可能的实施例中，上述整车控制器110与电池管理系统120、电机控制器、AEBS140、传感器组件150分别通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线(图1中由实线表示)连接。

其中，电机包括前轴左车轮201对应的左前电机171、前轴右车轮202对应的右前电机172、后轴左车轮203对应的左后电机173和后轴后车轮204对应的右后电机174。电机控制器包括用于控制左前电机171的左前电机控制器181、控制右前电机172的右前电机控制器182、控制左后电机173的左后电机控制器183、控制右后电机174的右后电机控制器184。

各个电机控制器，用于负责接收来自整车控制器的扭矩指令，直接驱动对应的电机，进而驱动车辆。

传感器组件150还可与电机控制器连接。其中传感器组件包括方向盘转角传感器、雷达、横摆角速度传感器、各个电机对应的转速传感器及车速传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器等，车辆行驶信息包括方向盘转角、故障距离、横摆角速度、各个电机的转速、车速、加速踏板开度、制动踏板开度等。具体地，传感器组件用于采集车辆行驶信息，负责为各个控制器(包括整车控制器和电机控制器)提供控制对象的实时信息。

高压电池包130与电池管理系统连接，用于在电池管理系统控制下，为驱动装置供电，还为车辆整体提供驱动能源。在可能的实施例中，该高压电池包通过高压线(图1中由点化线表示)为驱动装置供电。

制动器与AEBS连接，用于对各个电机进行制动。在可能的实施例中，各个制动器与AEBS通过制动管路(图1中由虚线表示)连接，主要用于检测与前车的相对车速和距离、AEBS需求扭矩计算、紧急制动时制动管路阀的控制、AEBS状态信息的上传。

上述整车控制器，用于计算驾驶员需求扭矩、计算维持车辆稳定性需求的补偿扭矩、校验AEBS系统需求扭矩的有效性、协调各系统扭矩，并将车辆的最终需求扭矩分配至各个电机。

为具体描述整车控制器的功能，在上述配置有AEBS，且未安装ESP系统的分布式驱动汽车的基础上，本发明实施例提供了一种车辆扭矩协调控制方法，应用于上述分布式驱动车辆中的整车控制器。

参见图2，上述车辆扭矩协调控制方法包括：

步骤S201，根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩。

利用车速传感器采集车速、加速踏板位移传感器采集加速踏板开度、利用制动踏板位移传感器采集制动踏板开度。其中档位标识用于表示当前车辆所处的档位，如1档、2档、驻车档等。

在可能的实施例中，根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识，利用查表方式得到驾驶员需求扭矩，具体关系表示如下：

T_driver＝f(AccPedal,BrkPedal,Velocity,GearMark) (1)

式中，T_driver表示驾驶员需求扭矩；AccPedal表示加速踏板开度；BrkPedal表示制动踏板开度；Velocity表示车速；GearMark表示档位标识。

步骤S202，根据AEBS上传的状态信息及驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩。

其中，状态信息包括激活标识、紧急制动标识及AEBS需求扭矩。其中AEBS需求扭矩是由AEBS计算得到的。

步骤S203，获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据扭矩分配系数及车辆纵向总需求扭矩确定各个电机对应的最初需求扭矩。

其中扭矩分配系数与各个电机对应的扭矩相关。在可能的实施例中，扭矩分配系数包括左前电机和右前电机间的前轴扭矩分配系数、左后电机和右后电机间的后轴扭矩分配系数、以及前后轴扭矩分配系数。

步骤S204，计算各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据补偿扭矩和最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。

由于对于配置AEBS的分布式驱动车辆，有三个扭矩需求来源：来自驾驶员的需求扭矩、来自AEBS的需求扭矩和维持车辆稳定性的需求扭矩。本技术方案中，在分布式驱动车辆上配置AEBS后，由整车控制器对来自驾驶员的需求扭矩、来自AEBS的需求扭矩、维持车辆稳定性需求的补偿扭矩这三种扭矩源进行扭矩协调控制，即可保证车辆既能满足主动安全要求，操纵稳定性和驾驶性能的要求，无需配置ESP系统，减少零部件费用，进而降低车辆成本。同时，由于无需配置ESP系统，即减少了传统构型中通讯报文在整车控制器、AEBS系统和ESP系统之间的传递时间与次数，可以加快电机响应速度，充分发挥分布式电驱动系统的构型优点。

在图2示出的一种车辆扭矩协调控制方法的基础上，本发明实施例提供了另一种车辆扭矩协调控制方法的流程示意图。参见图3，该车辆扭矩协调控制方法包括：

步骤S301，根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩。

步骤S302，根据有效条件，验证AEBS需求扭矩是否有效。

通过对AEBS上传的状态信息中的AEBS需求扭矩的有效性验证，可以保证AEBS扭矩信息绝对正确有效，提高车辆安全性。

在可能的实施例中，上述AEBS需求扭矩的有效条件包括以下至少一种：

(1)AEBS无预设故障；

在可能的实施例中，可以预先根据故障的严重程度对AEBS的故障进行分类，如可以分为轻微故障、中度故障及严重故障，该预设故障为严重故障。

(2)对AEBS需求扭矩的校验结果为有效；

在可能的实施方式中，可以根据校验总和checksum安全算法，对AEBS需求扭矩进行校验，获取校验结果。

(3)AEBS需求扭矩在预设取值区间内。其中该预设取值范围是相关人员根据先验经验设定的。

当AEBS需求扭矩不满足上述(1)至(3)任一个条件，则确定AEBS需求扭矩无效。

进一步地，当AEBS需求扭矩无效时，依次执行步骤S303、步骤S306；当AEBS需求扭矩有效时，执行步骤S304。

步骤S303，控制AEBS停止计算AEBS需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩等于驾驶员需求扭矩。

步骤S304，根据AEBS上传的状态信息，确定AEBS的作用阶段。

其中，上述作用阶段包括提示阶段、降扭阶段、部分制动阶段及紧急制动阶段。其中提示阶段是指当前车辆与前面车辆的距离在安全范围内，如100米以上，此时AEBS不会通过致动管路控制制动器进行制动；降扭阶段是指当前车辆与前面车辆的距离在可控范围内，如50米到100米，此时如果当前车辆的加速度大于预设阈值，AEBS会通过致动管路控制制动器进行制动，以控制车速在可控范围内。部分制度阶段是指当前车辆与前面车辆的距离在部分制动范围内，如10米到50米，此时AEBS需要进行电制动；紧急制动阶段是指当前车辆与前面车辆的距离在危险范围内，如10米以内，此时需要强制高压下电。

在可能的实施例中，上述步骤S304包括：

(a1)根据激活标识确定AEBS是否处于激活状态。

在可能的实施例中，当激活标识为1则表示AEBS处于激活状态，正在工作中；当激活标识为0则表示AEBS处于非激活状态，未在工作中或者处于锁定状态。

(a2)如果AEBS处于激活状态，则获取紧急制动标识，并根据紧急制动标识确定AEBS的作用阶段是否为紧急制动阶段。

在可能的实施例中，当紧急制动标识为1则表示AEBS处于紧急制动阶段；当紧急制动标识为0则表示AEBS处于非紧急制动阶段。

(a3)如果AEBS的作用阶段非紧急制动阶段，则获取AEBS需求扭矩。

(a4)如果AEBS需求扭矩小于正向扭矩阈值且大于负向扭矩阈值，则确定AEBS的作用阶段为提示阶段；其中，正向扭矩阈值大于负向扭矩阈值。

(a5)如果AEBS需求扭矩大于等于正向扭矩阈值，则确定AEBS的作用阶段为降扭阶段。

(a6)如果AEBS需求扭矩小于等于负向扭矩阈值，则确定AEBS的作用阶段为部分制动阶段。

步骤S305，根据作用阶段、AEBS需求扭矩及驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩。

具体地，根据AEBS系统处于不同的作用阶段，来确定车辆纵向总需求扭矩。在可能的实施例中，上述步骤S305包括：

(b1)当作用阶段为提示阶段或者紧急制动阶段时，将驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩。可以表示为：

T_long＝T_driver (2)

其中，T_long表示车辆纵向总需求扭矩。

另外需要说明的是，在AEBS系统处于紧急制动阶段时，此时车辆制动力完全来自液压或者气压制动管路。

(b2)当作用阶段为降扭阶段时，选择AEBS需求扭矩和驾驶员需求扭矩中的较小者作为车辆纵向总需求扭矩。可以表示为：

T_long＝min(T_driver,T_AEBS) (3)

其中，T_AEBS表示AEBS需求扭矩。

在具体实现时，判断预先紧急制动系统需求扭矩的是否小于驾驶员需求扭矩的绝对值；如果小于，将预先紧急制动系统需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；如果大于等于，将驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩。

(b3)当作用阶段为部分制动阶段时，选择AEBS需求扭矩和驾驶员需求扭矩中绝对值较大者作为车辆纵向总需求扭矩。可以表示为：

T_long＝max(T_driver,|T_AEBS|) (4)

其中，T_AEBS表示AEBS需求扭矩。

在具体实现时，判断预先紧急制动系统需求扭矩的是否大于驾驶员需求扭矩的绝对值；如果大于，将预先紧急制动系统需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；如果小于等于，将驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩。

步骤S306，判断车辆是否处于转向状态。

具体地，可以通过方向盘转角传感器采集的方向盘转角来确定车辆是否处于转向状态。如果处于转向状态，则依次执行步骤S307、步骤S309；如果没有处于转向状态，则执行步骤S308。

步骤S307，计算前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数。

在可能的实施例中，步骤S307包括：

(c1)基于阿克曼函数Ackermann转向几何原理，根据传感器组件上传的方向盘转角、左前电机转速和右前电机转速，计算前轴扭矩分配系数。又由于该前轴扭矩分配系数与左前电机的分配扭矩和右前电机的分配扭矩相关，具体可以表示为：

其中，λ₁表示前轴扭矩分配系数，T_{Fr_left}表示左前电机的分配扭矩，T_{Fr_right}表示右前电机的分配扭矩，

表示左前电机转速，

表示右前电机转速，α_steerwheel表示方向盘转角，

表示根据Ackermann转向几何原理拟合的计算公式，可以从现有技术中获取。

(c2)基于阿克曼函数Ackermann转向几何原理，根据传感器组件上传的方向盘转角、左后电机转速和右后电机转速，计算后轴扭矩分配系数。

又由于该后轴扭矩分配系数与左后电机的分配扭矩和右后电机的分配扭矩相关，具体可以表示为：

其中，λ₂表示后轴扭矩分配系数，T_{Re_left}表示左后电机的分配扭矩，T_{Re_right}表示右后电机的分配扭矩，

表示左后电机转速，

表示右后电机转速，

表示根据Ackermann转向几何原理拟合的计算公式，可以从现有技术中获取。

步骤S308，确定前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数均为0.5。

其中，在无转向时方向盘转角扭矩为0，利用阿克曼函数Ackermann转向几何原理计算得到的前轴扭矩分配系数＝0.5。当然也可以直接在方向盘转角为0时，分配前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数均为0.5，两者一致。

步骤S309，获取前后轴扭矩分配系数。

在可能的实施例中，可以直接接收根据先验经验输入的前后轴扭矩分配系数λ₃，一般情况下：

λ₃＝0.5 (7)

需要说明的是，根据上述步骤S307、步骤S308中的算式(5)至(7)，即可得到各个电机对应的分配扭矩，即最初需求扭矩：

左前电机的最初需求扭矩：T_{Fr_left}＝λ₃λ₁T_long (8)

右前电机的最初需求扭矩：T_{Fr_right}＝λ₃(1-λ₁)T_long (9)

左后电机的最初需求扭矩：T_{Re_left}＝(1-λ₃)λ₂T_long (10)

右后电机的最初需求扭矩：T_{Re_right}＝(1-λ₃)(1-λ₂)T_long (11)

步骤S310，判断车辆是否处于失稳状态。

具体地，可以根据横摆角速度传感器采集的横摆角速度判断车辆是否处于失稳状态。

如果处于失稳状态，则依次执行步骤S311、步骤S313；如果没有处于失稳状态，则执行步骤S312。

步骤S311，计算各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩。

在可能的实施例中，上述步骤S311包括：

(d1)计算横摆角速度的理论值，并获取传感器组件上传的当前横摆角速度的实际值。

具体地，横摆角速度的理论值的计算方法可以从现有技术中获得。横摆角速度的实际值通过横摆角速度传感器采集。

(d2)基于比例积分PI(proportional integral)调节原理，根据理论值及实际值，计算各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩。

具体地，补偿扭矩的计算公式如下：

ΔT＝k_p(ω_{yaw_ideal}-ω_{yaw_current})+k_i∫(ω_{yaw_ideal}-ω_{yaw_current})dt (12)

其中，ΔT表示车辆稳定性需求的补偿扭矩，k_p表示PI调节的比例参数，k_i表示PI调节的积分参数，ω_{yaw_ideal}表示横摆角速度的理论值，ω_{yaw_current}表示当前横摆角速度的实际值。

其中，对于每个电机，比例参数k_p和积分参数k_i均不同。将每个电机对应的比例参数k_p和积分参数k_i代入公式(12)，即可获得左前电机对应的补偿扭矩ΔT_{Fr_left}、右前电机对应的补偿扭矩ΔT_{Fr_right}、左后电机对应的补偿扭矩ΔT_{Re_right}及左后电机对应的补偿扭矩ΔT_{Re_left}。

步骤S312，确定各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩为0。

步骤S313，确定最终需求扭矩。

在可能的实施例中，上述步骤S313包括：将每个电机对应的补偿扭矩和最初需求扭矩进行相加运算，获得每个车轮对应的最终需求扭矩。

需要说明的是，如果车辆没有处于失稳状态，则对应的补偿扭矩为0。

左前电机的最终需求扭矩：T_{Fr_left}′＝λ₃λ₁T_long+ΔT_{Fr_left} (13)

右前电机的最终需求扭矩：T_{Fr_right}′＝λ₃(1-λ₁)T_long+ΔT_{Fr_right} (14)

左后电机的最终需求扭矩：T_{Re_left}′＝(1-λ₃)λ₂T_long+ΔT_{Re_left} (15)

右后电机的最终需求扭矩：T_{Re_right}′＝(1-λ₃)(1-λ₂)T_long+ΔT_{Re_right} (16)

在获取各个电机对应的最终需求扭矩后，由整车控制器将相应的最终需求扭矩发送至对应的各个电机控制器，以实现对电机的扭矩分配。

综上所述，本发明实施例至少存在如下优点：

1)将AEBS配置在分布式驱动车辆上，在保持AEBS和分布式驱动两者功能和优点的情况下，减少车辆对ESP系统配置的需求，降低硬件成本。

2)整车控制器直接协调三个不同扭矩来源的需求扭矩，保证车辆的主动安全、操纵稳定性和驾驶性能满足要求。

3)整车控制器直接协调各扭矩需求源的扭矩，减少传统构型中通讯报文在整车控制器、AEBS系统和ESP系统之间的传递时间与次数，可以加快电机响应速度，充分发挥分布式电驱动系统的构型优点。

4)车辆配置无需ESP系统，降低了零部件控制器数量，减少了实车功能标定时各个控制器(整车控制器和电机控制器)之间的联合调试和标定时间，一定程度上缩短了产品研发周期。

针对于上述车辆扭矩协调控制方法，本发明实施例还提供了一种车辆扭矩协调控制装置，应用于分布式驱动车辆的整车控制器，所述分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统AEBS。参见图4，该车辆扭矩协调控制装置包括：

驾驶员扭矩确定模块11，用于根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩；

制动扭矩确定模块12，用于根据AEBS上传的状态信息及驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；该状态信息包括激活标识、紧急制动标识及AEBS需求扭矩；

最初扭矩分配模块13，用于获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据扭矩分配系数及车辆纵向总需求扭矩确定各个电机对应的最初需求扭矩；

最终扭矩分配模块14，用于计算各个电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据补偿扭矩和最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。

本发明实施例提供的车辆扭矩协调控制装置及汽车，与上述实施例提供的车辆扭矩协调控制方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的进行车辆扭矩协调控制方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置及汽车的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆扭矩协调控制方法，其特征在于，应用于分布式驱动车辆的整车控制器，所述分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统，所述方法包括：

根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩；

根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；所述状态信息包括激活标识、紧急制动标识及预先紧急制动系统需求扭矩；

获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据所述扭矩分配系数及所述车辆纵向总需求扭矩确定各个所述电机对应的最初需求扭矩；

计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据所述补偿扭矩和所述最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩包括：

根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息，确定所述预先紧急制动系统的作用阶段，所述作用阶段包括提示阶段、降扭阶段、部分制动阶段及紧急制动阶段；

根据所述作用阶段、所述预先紧急制动系统需求扭矩及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息，确定所述预先紧急制动系统的作用阶段之前，还包括：

根据预设有效条件，验证所述状态信息中的预先紧急制动系统需求扭矩的有效性，其中所述预设有效条件包括：

所述预先紧急制动系统无预设故障；

对所述预先紧急制动系统需求扭矩的校验结果为有效；

所述预先紧急制动系统需求扭矩在预设取值区间内。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息，确定所述预先紧急制动系统的作用阶段包括：

根据所述激活标识确定所述预先紧急制动系统是否处于激活状态；

如果所述预先紧急制动系统处于激活状态，则获取紧急制动标识，并根据所述紧急制动标识确定所述预先紧急制动系统的作用阶段是否为紧急制动阶段；

如果所述预先紧急制动系统的作用阶段非紧急制动阶段，则获取预先紧急制动系统需求扭矩；

如果所述预先紧急制动系统需求扭矩小于正向扭矩阈值且大于负向扭矩阈值，则确定所述预先紧急制动系统的作用阶段为提示阶段；

如果所述预先紧急制动系统需求扭矩大于等于正向扭矩阈值，则确定所述预先紧急制动系统的作用阶段为降扭阶段；

如果所述预先紧急制动系统需求扭矩小于等于负向扭矩阈值，则确定所述预先紧急制动系统的作用阶段为部分制动阶段；

其中，所述正向扭矩阈值大于所述负向扭矩阈值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述作用阶段、所述预先紧急制动系统需求扭矩及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩包括：

当所述作用阶段为提示阶段或者紧急制动阶段时，将所述驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；

当所述作用阶段为降扭阶段时，判断所述预先紧急制动系统需求扭矩的是否小于所述驾驶员需求扭矩的绝对值；如果小于，将所述预先紧急制动系统需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；如果大于等于，将所述驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；

当所述作用阶段为部分制动阶段时，判断所述预先紧急制动系统需求扭矩的是否大于所述驾驶员需求扭矩的绝对值；如果大于，将所述预先紧急制动系统需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩；如果小于等于，将所述驾驶员需求扭矩作为车辆纵向总需求扭矩。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机包括前轴左车轮对应的左前电机、前轴右车轮对应的右前电机、后轴左车轮对应的左后电机和后轴后车轮对应的右后电机；

所述扭矩分配系数包括左前电机和右前电机间的前轴扭矩分配系数、左后电机和右后电机间的后轴扭矩分配系数、以及前后轴扭矩分配系数；

所述获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数包括：

基于阿克曼函数Ackermann转向几何原理，根据传感器组件上传的方向盘转角、左前电机转速和右前电机转速，计算所述前轴扭矩分配系数；

基于阿克曼函数Ackermann转向几何原理，根据传感器组件上传的方向盘转角、左后电机转速和右后电机转速，计算所述后轴扭矩分配系数；

接收根据先验经验输入的前后轴扭矩分配系数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，包括；

计算横摆角速度的理论值，并获取传感器组件上传的当前横摆角速度的实际值；

基于比例积分调节原理，根据所述理论值及所述实际值，计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述补偿扭矩和所述最初需求扭矩，确定最终需求扭矩包括：

将每个电机对应的补偿扭矩和所述最初需求扭矩进行相加运算，获得每个车轮对应的最终需求扭矩。

9.一种车辆扭矩协调控制装置，其特征在于，应用于分布式驱动车辆的整车控制器，所述分布式驱动车辆上配置有预先紧急制动系统，所述装置包括：

驾驶员扭矩确定模块，用于根据加速踏板开度、制动踏板开度、车速及档位标识确定驾驶员需求扭矩；

制动扭矩确定模块，用于根据所述预先紧急制动系统上传的状态信息及所述驾驶员需求扭矩，确定车辆纵向总需求扭矩；所述状态信息包括激活标识、紧急制动标识及预先紧急制动系统需求扭矩；

最初扭矩分配模块，用于获取车轮对应的电机间的扭矩分配系数，根据所述扭矩分配系数及所述车辆纵向总需求扭矩确定各个所述电机对应的最初需求扭矩；

最终扭矩分配模块，用于计算各个所述电机对应的维持车辆稳定性需求的补偿扭矩，根据所述补偿扭矩和所述最初需求扭矩，确定最终需求扭矩。

10.一种汽车，其特征在于，包括汽车本体及安装在所述汽车本体上的整车控制器、电池管理系统、高压电池包、预先紧急制动系统、传感器组件，及与所述汽车本体的车轮对应设置的驱动装置及制动器；其中所述驱动装置包括互相连接的电机及电机控制器；

所述整车控制器包括如权利要求9所述的车辆扭矩协调控制装置，所述整车控制器与所述电池管理系统、所述预先紧急制动系统、所述电机控制器、所述传感器组件分别连接；

所述传感器组件，用于采集车辆行驶信息，所述车辆行驶信息包括加速踏板开度、制动踏板开度及车速；

所述高压电池包与所述电池管理系统连接，用于为所述驱动装置供电；

所述制动器与所述预先紧急制动系统连接，用于对各个所述电机进行制动。

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