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CN110606075B - 分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、系统和车辆 - Google Patents

分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、系统和车辆 Download PDF

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CN110606075B CN201910803286.XA CN201910803286A CN110606075B CN 110606075 B CN110606075 B CN 110606075B CN 201910803286 A CN201910803286 A CN 201910803286A CN 110606075 B CN110606075 B CN 110606075B
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Abstract

本发明实施例公开了一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、系统和车辆。该方法包括：整车控制器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数；整车控制器基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值。本发明实施例可以满足车辆在不同转向工况下对控制目标和控制参数的要求，提升了车辆在转向工况下的横摆率响应速率、最大侧向加速度以及线性转向区间，由此，提升了车辆的操纵性能，同时，还提升了车辆在过多转向状态下的稳定性。

Description

分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、系统和车辆
技术领域
本发明实施例涉及汽车扭矩分配技术领域，尤其涉及一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、系统和车辆。
背景技术
分布式驱动电动车由于省略传动系统，节省空间，车身造型约束减小，驱动效率高等原因，越来越受到汽车企业的青睐，被认为是未来电动汽车的驱动形式；而分布式驱动扭矩分配控制不仅能够提高车辆在弯道行驶中的响应性能，还能实现车辆稳定控制，极大提升车辆的运动性能。因此，针对分布式驱动电动车的扭矩分配控制也成为研究热点。
目前分布式驱动扭矩分配控制多以采用车辆方向盘转角前馈及车辆横摆率反馈控制设计，反馈控制器设计有比例反馈、滑模控制、模糊控制等，可以实现车辆稳定控制和转向响应性能。然而，车辆在稳态转向、瞬态转向和失稳状态下，对控制目标和控制参数的要求是不同的。目前的控制方案很难兼顾车辆在稳态转向、瞬态转向和失稳状态下的控制要求。
发明内容
本发明实施例提供一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、系统和车辆，以实现分布式四驱电动车在稳态转向、瞬态转向以及失稳状态三中不同转向工况下对控制目标和控制参数的要求，提升车辆的操纵稳定性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法，所述方法包括：
整车控制器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，其中，所述控制需求信息包括当前车速、当前车轮转角、当前侧向加速度、实际横摆率以及当前驾驶员期望扭矩；
整车控制器基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统，该系统包括：整车控制器、轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆率传感器以及踏板开度传感器，
其中，所述整车控制器与各所述传感器建立通信连接；
所述整车控制器，用于从各所述传感器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，还用于基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值；
所述轮速传感器，用于实时获取车辆的当前车速；
所述方向盘转角传感器，用于实时获取车辆的当前方向盘转角，以使所述整车控制器根据所述当前方向盘转角得到所述当前车轮转角；
所述侧向加速度传感器，用于实时获取车辆的当前侧向加速度；
所述横摆率传感器，用于实时获取车辆的实际横摆率；
所述踏板开度传感器，用于实时获取车辆的当前加速踏板开度信号，以使所述整车控制器根据所述当前加速踏板开度信号查表确定车辆的当前驾驶员期望扭矩。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括：
整车控制器、轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆率传感器、踏板开度传感器以及存储器，
其中，所述整车控制器与各所述传感器建立通信连接，并与所述存储器连接；
所述一个或多个程序被所述整车控制器执行，实现如本发明实施例第一方面所述的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法。
本发明实施例通过获取控制需求信息，基于车辆的控制需求信息，生成车辆在稳态转向、瞬态转向以及失稳状态三中转向工况下的横摆需求扭矩和轴间分配系数，并基于横摆需求扭矩、轴间分配系数结合当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值，满足了车辆在不同转向工况下对控制目标和控制参数的要求，提升了车辆在转向工况下的横摆率响应速率、最大侧向加速度以及线性转向区间，由此，提升了车辆的操纵性能，同时，还提升了车辆在过多转向状态下的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法的流程示例图；
图4是本发明实施例二提供的车辆在稳态转向中的控制效果示例图；
图5是本发明实施例二提供的车辆在瞬态转向中的控制效果示例图；
图6是本发明实施例二提供的车辆在失稳状态下的控制效果示例图；
图7是本发明实施例三提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统的结构示意图；
图8是本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法的流程示意图，本实施例可适用于基于车辆的控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，并基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合车辆的当前驾驶员期望扭矩确定车辆的各个车轮的扭矩分配值的情况，该方法可以由本发明实施例中的整车控制器来执行，具体包括如下步骤：
S101、整车控制器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数。
其中，所述控制需求信息是指整车控制器通过对应的车辆传感器获得的用于确定车辆当前时刻的横摆需求扭矩和轴间分配系数的车辆当前工况信息；可选地，所述控制需求信息包括当前车速、当前车轮转角、当前侧向加速度、实际横摆率以及当前驾驶员期望扭矩。所述当前车速、当前车轮转角、当前侧向加速度、实际横摆率以及驱动扭矩，分别为车辆当前时刻的车速、车轮转角、侧向加速度、横摆率以及驱动扭矩；可选地，所述整车控制器分别通过轮速传感器、侧向加速度传感器、横摆率传感器实时获取所述当前车速当前侧向加速度以及实际横摆率；所述整车控制器通过踏板开度传感器实时获取当前加速踏板开度信号，并根据所述当前加速踏板开度信号查表获取当前驾驶员期望扭矩；所述整车控制器通过方向盘转角传感器实时获取车辆的当前方向盘转角，并根据方向盘转角和车轮转角的对应关系，获取车辆的当前车轮转角。
所述横摆需求扭矩可以理解为车辆实现稳定地转向所需的横摆扭矩。
所述轴间分配系数可以理解为根据具体的转向工况对横摆需求扭矩在车辆的前轴和后轴之间进行分配时对应的分配比例。
具体地，所述整车控制器基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，可优化为如下步骤：
S11、所述整车控制器基于所述控制需求信息中的当前车速、当前车轮转角以及当前侧向加速度确定目标横摆率。
其中，所述目标横摆率可以理解为根据车辆的当前车速、当前车轮转角、当前侧向加速度确定出的表示驾驶员的转向意图的横摆角速度(车辆围绕车身坐标系中的垂向轴转动的角速度)。
需要说明的是，所述目标横摆率由目标操纵横摆率或目标安全横摆率或目标操纵横摆率与目标安全横摆率的加权和组成，根据车辆当前状态进行目标操纵横摆率和目标安全横摆率计算；具体地，根据车辆的当前车速、当前车轮转角计算目标操纵横摆率，根据当前车速和当前侧向加速度计算目标安全横摆率，然后根据计算的目标安全横摆率结合方向盘角速度、当前侧向加速度的绝对值的导数以及当前车速等计算出目标临界横摆率值；如果目标操纵横摆率大于目标临界横摆率，则将目标安全横摆率确定为所述目标横摆率；如果目标操纵横摆率小于目标临界横摆率的预设比例，则将目标操纵横摆率确定为所述目标横摆率；如果目标操纵横摆率大于目标临界横摆率的预设比例且小于目标临界横摆率，则将目标操纵横摆率与目标安全横摆率加权求和得到的加权横摆率确定为所述目标横摆率。
S12、所述整车控制器基于所述目标横摆率、所述控制需求信息中的实际横摆率、当前侧向加速度、当前驾驶员期望扭矩，以及所述目标横摆率和实际横摆率的差值确定所述横摆需求扭矩。
具体地，所述整车控制器基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值、目标横摆率、实际横摆率通过第一公式确定第一横摆需求扭矩；所述第一公式为：
MzP＝P·(γtarget-γreal) (1)
其中，MzP为比例反馈控制器计算的所述第一横摆需求扭矩，单位为Nm；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s；P为比例控制系数，基于第四公式确定，所述第四公式为：
Figure BDA0002182912310000061
其中，P1、P2为标定常数，满足P1＞P2；k1、k2为标定常数，满足k1＜k2。
示例性地，P1取4000，P22000，k1取-0.4，k2取0。比例控制系数P由车辆当前转向状态确定，当车辆处于过多转向状态时，即|γtarget|-|γreal|≤-0.4rad/s时，P参数较大；当车辆处于不足转向状态时，即|γtarget|-|γreal|≥0rad/s时，P参数较小；-0.4＜|γtarget|-|γreal|＜0时，P参数线性过度(即P为|γtarget|-|γreal|的一次线性函数)。
可以理解的是，该情况针对车辆因后轴侧滑而发生甩尾等失稳工况，通过所述第一横摆需求扭矩，可以使车辆实际横摆率达到安全范围内，从而保证车辆稳定行驶。
所述整车控制器基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值通过第二公式确定第二横摆需求扭矩；所述第二公式为：
Figure BDA0002182912310000071
其中，MzD为微分反馈控制器计算的所述第二横摆需求扭矩，单位为Nm，且满足|MzD|≤η，η为标定常数；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s；D为微分控制系数，且为标定常数。
可以理解的是，该情况针对车辆的瞬态转向工况，通过所述第二横摆需求扭矩，可缩短车辆在快速转向过程中的横摆率响应时间，提升车辆转向响应速度。此外，考虑到微分反馈控制可能由于微分计算误差过大导致车辆控制出现不稳定现象，因此需要对MzD的计算结果进行限制。
示例性的，D取300；η取200，即|MzD|≤200Nm。
所述整车控制器基于所述当前侧向加速度和当前驾驶员期望扭矩通过第三公式确定第三横摆需求扭矩；所述第三公式为：
Figure BDA0002182912310000081
其中，Mzay为前馈控制器计算的所述第三横摆需求扭矩，单位为Nm；ay为所述当前侧向加速度，单位为m/s2；Ttotal为所述当前驾驶员期望扭矩，单位为Nm；MAP为与ay对应的第三横摆需求扭矩值，可通过查找[ay,MAP]一维表获得；Mzay1为|γtarget|-|γreal|＝k4时对应的MAP值，Mzay2为|γtarget|-|γreal|＝k5时对应的MAP值；k3、k4、k5、k6为标定常数，满足k3＜k4＜k5＜k6；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s。
可以理解的是，该情况针对稳态转向工况，该工况下，车辆随着侧向加速度增大，不足转向特性增强，通过所述第三横摆需求扭矩，可以使车辆在大侧向加速度下通过横摆控制，有效降低不足转向特性，保持稳定行驶。
需要说明的是，为避免稳态转向中由于Mzay过大而导致车轮扭矩超过路面附着极限，从而使车辆产生失稳现象，需要对Mzay进行限制，使其小于车辆的当前驾驶员期望扭矩Ttotal。
示例性的，[ay,MAP]可以取[-10-8.5-6-5.5-4045.568.510；-1000-870-430-2600002604308701000]；k3取-0.5，k4取-0.1，k5取0.1，k6取0.2。当检测到车辆处于严重过多转向状态或严重不足转向状态时(实际的参数标定中，可将过多转向和不足转向状态进一步细化，分为轻度、中度和严重过多转向或不足转向)，即|γtarget|-|γreal|≤-0.5rad/s或|γtarget|-|γreal|≥0.2rad/s时，降低Mzay为0，保证车辆的稳定性；当-0.1rad/s≤|γtarget|-|γreal|≤0.1rad/s时，Mzay不做限制；当-0.5rad/s<|γtarget|-|γreal|<-0.1rad/s或0.1rad/s<|γtarget|-|γreal|＜0.2rad/s时，Mzay线性过度(即Mzay为|γtarget|-|γreal|的一次线性函数)。
所述整车控制器将所述第一横摆需求扭矩、第二横摆需求扭矩以及第三横摆需求扭矩之和确定为所述横摆需求扭矩，即Mz＝MzP+MzD+Mzay，其中，Mz即为所述横摆需求扭矩，单位为Nm。
可以理解的是，通过将所述第一横摆需求扭矩、第二横摆需求扭矩以及第三横摆需求扭矩之和确定为车辆最终的横摆需求扭矩，可以满足车辆在不同转向工况下对控制目标和控制参数的要求。
S13、所述整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率确定所述轴间分配系数。
具体地，所述整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率通过第五公式确定所述轴间分配系数，所述第五公式为：
Figure BDA0002182912310000091
其中，λ为所述轴间分配系数；k7、k8为标定常数，满足k7＜k8；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s。
可以理解的是，车辆在过多转向状态下，后轮轮胎侧向力负荷较大，此时如果在后轮施加驱动扭矩分配控制，则易导致车辆过多转向状态恶化，不利于车辆稳定控制。而车辆在中性或不足转向状态下，通过对后轮进行扭矩分配控制，对提升车辆转向响应和减弱不足转向特性效果都优于对前轮进行扭矩分配控制。
因此，当车辆处于过多转向状态时，将所计算的横摆需求扭矩分配到前轴，横摆需求扭矩轴间分配系数λ＝0；当车辆处于不足转向状态时，将所计算的横摆需求扭矩分配到后轴，横摆需求扭矩轴间分配系数λ＝1；其余工况下，λ线性过度。
示例性的，k7取-0.1，k8取0，即|γtarget|-|γreal|≤-0.1rad/s时，λ＝0；|γtarget|-|γreal|≥0rad/s时，λ＝1；-0.1＜|γtarget|-|γreal|＜0时，λ线性过度(即λ为|γtarget|-|γreal|的一次线性函数)。
S102、整车控制器基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值。
具体地，整车控制器基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩分别通过第六至第九公式确定各个车轮的扭矩分配值；所述第六至第九公式分别为：
Figure BDA0002182912310000101
Figure BDA0002182912310000102
Figure BDA0002182912310000103
Figure BDA0002182912310000104
其中，TFL为左前轮的扭矩分配值，单位为Nm；TFR为右前轮的扭矩分配值，单位为Nm；TRL为左后轮的扭矩分配值，单位为Nm；TRR为右后轮的扭矩分配值，单位为Nm；λ为所述轴间分配系数；Mz为所述横摆需求扭矩；Ttotal为所述当前驾驶员期望扭矩，单位为Nm。
可以理解的是，根据式(1)～(10)，整车控制器通过判断目标横摆率与实际横摆率的差值(即|γtarget|-|γreal|)，选择对应的比例控制系数P以确定第一横摆需求扭矩MzP，选择对应的微分控制系数D以确定第二横摆需求扭矩MzD，以及结合车辆的当前侧向加速度ay确定第三横摆需求扭矩Mzay，最终确定横摆需求扭矩Mz，之后通过确定轴间分配系数λ的值，结合车辆的当前驾驶员期望扭矩Ttotal，实现对车辆四个车轮的扭矩值分配。
本发明实施例通过获取控制需求信息，基于车辆的控制需求信息，生成车辆在稳态转向、瞬态转向以及失稳状态三中转向工况下的横摆需求扭矩和轴间分配系数，并基于横摆需求扭矩、轴间分配系数结合当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值，满足了车辆在不同转向工况下对控制目标和控制参数的要求，提升了车辆在转向工况下的横摆率响应速率、最大侧向加速度以及线性转向区间，由此，提升了车辆的操纵性能，同时，还提升了车辆在过多转向状态下的稳定性。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法的流程示意图，本实施例在实施例一的基础上进一步优化。本实施例将所述整车控制器基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，具体化为：所述整车控制器基于所述控制需求信息中的当前车速、当前车轮转角以及当前侧向加速度确定目标横摆率；所述整车控制器基于所述目标横摆率、所述控制需求信息中的实际横摆率、当前侧向加速度、当前驾驶员期望扭矩，以及所述目标横摆率和实际横摆率的差值确定所述横摆需求扭矩；所述整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率确定所述轴间分配系数。
如图2所示，本实施例提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法具体包括如下步骤：
S201、整车控制器基于所述控制需求信息中的当前车速、当前车轮转角以及当前侧向加速度确定目标横摆率。
S202、整车控制器基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值、目标横摆率、实际横摆率通过第一公式确定第一横摆需求扭矩。
S203、整车控制器基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值通过第二公式确定第二横摆需求扭矩。
S204、整车控制器基于所述当前侧向加速度和当前驾驶员期望扭矩通过第三公式确定第三横摆需求扭矩。
S205、整车控制器将所述第一横摆需求扭矩、第二横摆需求扭矩以及第三横摆需求扭矩之和确定为所述横摆需求扭矩。
S206、整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率通过第五公式确定所述轴间分配系数。
S207、整车控制器基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值。
示例性的，图3给出了本实施例提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法的流程示例图。此外，利用本实施例提供的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法，在分布式四驱电动汽车上进行实车测试，分别进行稳态转向试验、瞬态转向试验和失稳试验，测试结果图3、图4和图5所示，图中IWM表示安装轮毂电机的分布式四驱电动车，DYC表示基于横摆需求扭矩控制的扭矩分配功能，粗线为无控制状态下车辆响应曲线，细线为有控制状态下的车辆响应曲线。
图4为稳态回转试验，验证车辆在稳态转向中的控制效果。由图4可知，在控制状态下，车辆最大侧向加速度提升1m/s2，随着侧向加速度增加，车辆转弯半径保持稳定区间扩大2m/s2，即保持了更好的低不足转向特性。
图5为阶跃试验，验证车辆在瞬态转向中的控制效果。由图5可知，在控制状态下，车辆横摆率响应时间更短，即车辆转向响应速度更快。
图6为正弦停滞测试，验证车辆在失稳状态下的控制效果。由图6可知，在控制状态下，车辆横摆率不发散，车辆能够稳定行驶。
本发明实施例通过获取控制需求信息，基于车辆的控制需求信息，生成车辆在稳态转向、瞬态转向以及失稳状态三中转向工况下的横摆需求扭矩和轴间分配系数，并基于横摆需求扭矩、轴间分配系数结合当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值，满足了车辆在不同转向工况下对控制目标和控制参数的要求，提升了车辆在转向工况下的横摆率响应速率、最大侧向加速度以及线性转向区间，由此，提升了车辆的操纵性能，同时，还提升了车辆在过多转向状态下的稳定性。
实施例三
图7是本发明实施例三提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统的结构示意图，本实施例可适用于基于车辆的控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，并基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合车辆的当前驾驶员期望扭矩确定车辆的各个车轮的扭矩分配值的情况，该体统包括：整车控制器301、轮速传感器302、方向盘转角传感器303、侧向加速度传感器304、横摆率传感器305以及踏板开度传感器306；
其中，整车控制器301与各所述传感器建立通信连接。
整车控制器301，用于从各所述传感器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，还用于基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值；
轮速传感器302，用于实时获取车辆的当前车速；
方向盘转角传感器303，用于实时获取车辆的当前方向盘转角，以使整车控制器301根据所述当前方向盘转角得到所述当前车轮转角；
侧向加速度传感器304，用于实时获取车辆的当前侧向加速度；
横摆率传感器305，用于实时获取车辆的实际横摆率；
踏板开度传感器306，用于实时获取车辆的当前加速踏板开度信号，以使所述整车控制器根据所述当前加速踏板开度信号查表确定车辆的当前驾驶员期望扭矩。
进一步地，在上述各实施例的基础上，整车控制器301，包括：
第一确定单元，用于基于所述控制需求信息中的当前车速、当前车轮转角以及当前侧向加速度确定目标横摆率；
第二确定单元，用于基于所述目标横摆率、所述控制需求信息中的实际横摆率、当前侧向加速度、当前驾驶员期望扭矩，以及所述目标横摆率和实际横摆率的差值确定所述横摆需求扭矩；
第三确定单元，用于基于所述目标横摆率和实际横摆率确定所述轴间分配系数。
进一步地，所述第二确定单元，具体用于：
基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值、目标横摆率、实际横摆率通过第一公式确定第一横摆需求扭矩，所述第一公式为：
MzP＝P·(γtarget-γreal) (11)
其中，MzP为比例反馈控制器计算的所述第一横摆需求扭矩，单位为Nm；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s；P为比例控制系数，基于第四公式确定，所述第四公式为：
Figure BDA0002182912310000151
其中，P1、P2为标定常数，满足P1＞P2；k1、k2为标定常数，满足k1＜k2。
进一步地，所述第二确定单元，具体还用于：
基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值通过第二公式确定第二横摆需求扭矩，所述第二公式为：
Figure BDA0002182912310000152
其中，MzD为微分反馈控制器计算的所述第二横摆需求扭矩，单位为Nm，且满足|MzD|≤η，η为标定常数；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s；D为微分控制系数，且为标定常数。
进一步地，所述第二确定单元，具体还用于：
基于所述当前侧向加速度和当前驾驶员期望扭矩通过第三公式确定第三横摆需求扭矩，所述第三公式为：
Figure BDA0002182912310000161
其中，Mzay为前馈控制器计算的所述第三横摆需求扭矩，单位为Nm；ay为所述当前侧向加速度，单位为m/s2；Ttotal为所述当前驾驶员期望扭矩，单位为Nm；MAP为与ay对应的第三横摆需求扭矩值，可通过查找[ay,MAP]一维表获得；Mzay1为|γtarget|-|γreal|＝k4时对应的MAP值，Mzay2为|γtarget|-|γreal|＝k5时对应的MAP值；k3、k4、k5、k6为标定常数，满足k3＜k4＜k5＜k6；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s。
进一步地，所述第二确定单元，具体还用于：
将所述第一横摆需求扭矩、第二横摆需求扭矩以及第三横摆需求扭矩之和确定为所述横摆需求扭矩，即根据式(11)、(13)、(14)有：
Mz＝MzP+MzD+Mzay (15)
其中，Mz即为所述横摆需求扭矩，单位为Nm。
进一步地，所述第三确定单元，具体用于：
基于所述目标横摆率和实际横摆率通过第五公式确定所述轴间分配系数，所述第五公式为：
Figure BDA0002182912310000162
其中，λ为所述轴间分配系数；k7、k8为标定常数，满足k7＜k8；γtarget为所述目标横摆率，单位为rad/s；γreal为所述实际横摆率，单位为rad/s。
进一步地，整车控制器301，具体用于：
基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩分别通过第六至第九公式确定各个车轮的扭矩分配值；所述第六至第九公式分别为：
Figure BDA0002182912310000171
Figure BDA0002182912310000172
Figure BDA0002182912310000173
Figure BDA0002182912310000174
其中，TFL为左前轮的扭矩分配值，单位为Nm；TFR为右前轮的扭矩分配值，单位为Nm；TRL为左后轮的扭矩分配值，单位为Nm；TRR为右后轮的扭矩分配值，单位为Nm；λ为所述轴间分配系数；Mz为所述横摆需求扭矩；Ttotal为所述当前驾驶员期望扭矩，单位为Nm。
本发明实施例提供的一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统可执行本发明任一实施例所提供的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图8是本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图，该车辆包括：整车控制器401、轮速传感器402、方向盘转角传感器403、侧向加速度传感器404、横摆率传感器405、踏板开度传感器406以及存储器407；
其中，整车控制器301与各所述传感器建立通信连接。
存储器407作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法对应的程序指令/模块(例如，分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统中的整车控制器301、车速传感器302、方向盘转角传感器303、测向加速度传感器304、横摆率传感器305以及踏板开度传感器306)。整车控制器401中的处理器通过运行存储在存储器407中的软件程序、指令以及模块，从而执行该分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法。
存储器407可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器407可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器407可进一步包括相对于各处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该本地数据库的优化设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本发明实施例提供的一种车辆可执行本发明任一实施例所提供的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，包括：
整车控制器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，其中，所述控制需求信息包括当前车速、当前车轮转角、当前侧向加速度、实际横摆率以及当前驾驶员期望扭矩；
整车控制器基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合所述当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值；
所述整车控制器基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，包括：
所述整车控制器基于所述控制需求信息中的当前车速、当前车轮转角以及当前侧向加速度确定目标横摆率；
所述整车控制器基于所述目标横摆率、所述控制需求信息中的实际横摆率、当前侧向加速度、当前驾驶员期望扭矩，以及所述目标横摆率和实际横摆率的差值确定所述横摆需求扭矩；
所述整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率确定所述轴间分配系数；
所述整车控制器基于所述目标横摆率、所述控制需求信息中的实际横摆率、当前侧向加速度、当前驾驶员期望扭矩，以及所述目标横摆率和实际横摆率的差值确定所述横摆需求扭矩，包括：
所述整车控制器基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值、目标横摆率、实际横摆率通过第一公式确定第一横摆需求扭矩；
所述整车控制器基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值通过第二公式确定第二横摆需求扭矩；
所述整车控制器基于所述当前侧向加速度和当前驾驶员期望扭矩通过第三公式确定第三横摆需求扭矩；
所述整车控制器将所述第一横摆需求扭矩、第二横摆需求扭矩以及第三横摆需求扭矩之和确定为所述横摆需求扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一公式为：
MzP＝P·(γtarget-γreal)
其中，MzP为比例反馈控制器计算的所述第一横摆需求扭矩；γtarget为所述目标横摆率；γreal为所述实际横摆率；P为比例控制系数，基于第四公式确定，所述第四公式为：
Figure FDA0002828260030000021
其中，P1、P2为标定常数，满足P1＞P2；k1、k2为标定常数，满足k1＜k2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二公式为：
Figure FDA0002828260030000022
其中，MzD为微分反馈控制器计算的所述第二横摆需求扭矩，且满足|MzD|≤η，η为标定常数；γtarget为所述目标横摆率；γreal为所述实际横摆率；D为微分控制系数，且为标定常数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三公式为：
Figure FDA0002828260030000031
其中，Mzay为前馈控制器计算的所述第三横摆需求扭矩；ay为所述当前侧向加速度；Ttotal为所述当前驾驶员期望扭矩；MAP为与ay对应的第三横摆需求扭矩值；Mzay1为|γtarget|-|γreal|＝k4时对应的MAP值，Mzay2为|γtarget|-|γreal|＝k5时对应的MAP值；k3、k4、k5、k6为标定常数，满足k3＜k4＜k5＜k6；γtarget为所述目标横摆率；γreal为所述实际横摆率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率确定所述轴间分配系数，包括：
所述整车控制器基于所述目标横摆率和实际横摆率通过第五公式确定所述轴间分配系数，所述第五公式为：
Figure FDA0002828260030000032
其中，λ为所述轴间分配系数；k7、k8为标定常数，满足k7＜k8；γtarget为所述目标横摆率；γreal为所述实际横摆率。
6.一种分布式四驱电动车的扭矩分配控制系统，其特征在于，包括：整车控制器、轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆率传感器以及踏板开度传感器，
其中，所述整车控制器与各所述传感器建立通信连接；
所述整车控制器，用于从各所述传感器获取控制需求信息，并基于所述控制需求信息确定横摆需求扭矩和轴间分配系数，还用于基于所述横摆需求扭矩、轴间分配系数结合当前驾驶员期望扭矩确定各个车轮的扭矩分配值；
所述轮速传感器，用于实时获取车辆的当前车速；
所述方向盘转角传感器，用于实时获取车辆的当前方向盘转角，以使所述整车控制器根据所述当前方向盘转角得到当前车轮转角；
所述侧向加速度传感器，用于实时获取车辆的当前侧向加速度；
所述横摆率传感器，用于实时获取车辆的实际横摆率；
所述踏板开度传感器，用于实时获取车辆的当前加速踏板开度信号，以使所述整车控制器根据所述当前加速踏板开度信号查表确定车辆的当前驾驶员期望扭矩；
所述整车控制器，包括：
第一确定单元，用于基于所述控制需求信息中的当前车速、当前车轮转角以及当前侧向加速度确定目标横摆率；
第二确定单元，用于基于所述目标横摆率、所述控制需求信息中的实际横摆率、当前侧向加速度、当前驾驶员期望扭矩，以及所述目标横摆率和实际横摆率的差值确定所述横摆需求扭矩；
第三确定单元，用于基于所述目标横摆率和实际横摆率确定所述轴间分配系数；
所述第二确定单元，具体还用于：
基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值、目标横摆率、实际横摆率通过第一公式确定第一横摆需求扭矩；
基于所述目标横摆率与实际横摆率的差值通过第二公式确定第二横摆需求扭矩；
基于所述当前侧向加速度和当前驾驶员期望扭矩通过第三公式确定第三横摆需求扭矩；
将所述第一横摆需求扭矩、第二横摆需求扭矩以及第三横摆需求扭矩之和确定为所述横摆需求扭矩。
7.一种车辆，其特征在于，包括：整车控制器、轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆率传感器、踏板开度传感器以及存储器；
其中，所述整车控制器与各所述传感器建立通信连接，并与所述存储器连接；一个或多个程序被所述整车控制器执行，实现如权利要求1-5任一项所述的分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法。
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