CN116572755A - 脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法、装置及新能源汽车 - Google Patents

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CN116572755A CN202310572658.9A CN202310572658A CN116572755A CN 116572755 A CN116572755 A CN 116572755A CN 202310572658 A CN202310572658 A CN 202310572658A CN 116572755 A CN116572755 A CN 116572755A
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Abstract

本申请提供了一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法、装置及新能源汽车。该方法包括：获取车辆的轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；当前轴或后轴处于脱困模式时，确定模式扭矩分配比和第一扭矩修正分配比，并计算最终扭矩分配比；当双轴均处于脱困模式时，对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比和第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。本申请提升车辆在脱困工况下的通过性，提升驾驶体验。

Description

脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法、装置及新能源汽车
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法、装置及新能源汽车。
背景技术
随着新能源汽车技术的日益更新，如何发挥新能源汽车的驾驶极限性能变得尤为重要。然而，在车辆行驶过程中，可能会由于地面塌陷或者轮胎进入凹坑等原因，导致车辆面临脱困工况的情形。
现有技术在解决传统汽车的脱困工况时，主要依靠硬件来实现脱困功能，例如：通过限滑差速器(LSD)、四驱***、牵引力控制***(TCS)以及轮胎和悬挂***等，调整各个车轮的制动力和扭矩分配，以帮助汽车在低附着力路面上保持稳定行驶和脱困。但是，这些硬件辅助脱困的方法在新能源汽车中产生的效果有限，不适用于新能源汽车的脱困场景。因此，亟需提供一种新能源汽车通过性控制方案，以解决汽车在脱困工况时，在低附着力路面的通过性降低，驾驶体验差的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法、装置及新能源汽车，以解决现有技术存在的汽车在脱困工况时，在低附着力路面的通过性降低，驾驶体验差的问题。
本申请实施例的第一方面，提供了一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，包括：获取车辆的轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。
本申请实施例的第二方面，提供了一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制装置，包括：获取模块，被配置为获取车辆的轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；第一计算模块，被配置为当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；第二计算模块，被配置为当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；控制模块，被配置为利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。
本申请实施例的第三方面，提供了一种新能源汽车，包括整车控制器、电机控制器、驱动电机和传动***；整车控制器用于实现上述脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法的步骤，以将轴端目标扭矩发送给电机控制器；电机控制器用于按照轴端目标扭矩通过传动***对驱动电机进行扭矩控制。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
通过获取车辆的轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。本申请能够在保证总扭矩不变的前提下，通过识别脱困模式，计算滑移率和轮速变化率来计算扭矩修正分配比，有效提升车辆在低附着力路面的通过性，提升驾驶体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。
图1是本申请实施例提供的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的脱困模式下的轴端目标扭矩控制装置的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
随着新能源汽车技术不断创新和进步，充分利用这些车辆的极限驾驶性能变得越发关键。在实际驾驶过程中，车辆可能会因为地面塌陷、轮胎掉入凹坑等原因而陷入困境。
传统解决方案主要依赖于硬件设备来应对车辆的困境，如限滑差速器(LSD)、四驱***、牵引力控制***(TCS)、轮胎和悬挂***等。这些***通过调整各车轮的制动力和扭矩分配，帮助车辆在低附着力路面上稳定行驶和摆脱困境。然而，针对传统汽车的这些硬件辅助手段在新能源汽车中的效果并不理想，无法完全满足新能源汽车在特定场景下的脱困需求。因此，如何设计一种针对新能源汽车的通过性控制方案，解决低附着力路面脱困工况下的通过性下降及驾驶体验差的问题，已成为一个迫切需要解决的问题。
鉴于现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，本申请通过对车辆运行过程中的实时运动参数进行监控，计算各个车轮的转换轮速，基于传感器轮速和转换轮速计算轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率、车速以及加速度来识别脱困模式，基于道路模式选择模式扭矩分配比，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率计算第一扭矩修正分配比，以及利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，基于第一扭矩修正分配比或者第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比，最后基于整车请求扭矩以及最终扭矩分配比计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制操作。本申请通过车辆的实时运动参数识别判断车辆的前轴和/或后轴处于脱困模式，基于对轴端脱困模式的判断结果，采用相应的计算方法确定最终扭矩分配比，利用最终扭矩分配比计算轴端目标扭矩实现脱困工况下前轴目标扭矩和后轴目标扭矩的实时控制，从而保证车辆在脱困工况下的通过性，给驾驶员提供高品质的驾驶体验。
需要说明的是，本申请实施例的应用场景是新能源汽车在脱困工况下的通过性控制场景。下面对可能导致新能源汽车进入脱困工况的情形进行说明，应当理解的是，以下造成脱困工况的情形仅仅是示例性的，其他任何原因导致车辆进入脱困工况的情形都适用于本申请。
造成车辆进入脱困工况的原因包括：湿滑路面：雨天、雪天或者冰冻路面可能导致附着力降低，轮胎失去抓地力，从而导致车辆陷入困境。泥泞道路：在泥泞、砂石、沙地等路面行驶时，车轮可能会陷入泥土，使车辆无法正常行驶。碎石、松软土壤或沙子：在这类路面上行驶时，车轮可能无法获得足够的支撑力，陷入困境。坡度较大的道路：上坡或下坡过程中，由于重力作用，车辆可能会出现打滑或陷入困境。轮胎故障：轮胎爆胎或漏气可能导致车辆失去平衡，陷入困境。地面塌陷或凹坑：车辆行驶过程中，可能会由于地面塌陷或者轮胎进入凹坑等原因，导致车辆无法正常行驶。不规则路面：破损的道路、石头、树根等不平整的路面可能导致车辆陷入困境。深水路面：车辆在涉水过程中，如果水深过高，可能导致车辆发动机进水、电子设备短路等问题，进而陷入困境。在这些情况下，可以采用本申请实施例提供的技术方案帮助车辆实现脱困，以恢复正常行驶。
本申请实施例中的新能源汽车是指采用新型能源(非传统石油和柴油能源)并具备先进技术的汽车。这些汽车采用了新型动力***，能够有效降低汽车排放，减少对环境的影响，提高能源利用效率。本申请实施例的新能源汽车包括但不限于以下类型的汽车：电动汽车(EV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)以及混合动力汽车(HEV)等。
下面结合附图以及具体实施例对本申请技术方案进行详细说明。
图1是本申请实施例提供的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法的流程示意图。图1的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法可以由新能源汽车的整车控制器来执行。如图1所示，该脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法具体可以包括：
S101，获取车辆的轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；
S102，当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
S103，当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
S104，利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。
在一些实施例中，获取车辆的实时运动参数，基于实时运动参数确定各个车轮的转换轮速，包括：
利用整车控制器对车辆的实时运动参数进行监控，利用实时运动参数中的方向盘转角进行查表得到轮上转角，并基于实时运动参数中的轮速计算各个车轮对应的轮速变化率和轮加速度变化率；
基于实时运动参数中的车速、横摆角速度、质心与前轴的距离、前轮轮距以及查表得到的轮上转角分别计算各个车轮对应的转换轮速。
具体地，本申请实施例在车辆行驶过程中，利用VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)对车辆整体以及各个车轮的参数进行实时监控，以获取实时的运动参数。车辆的实时运动参数包括但不限于以下参数：车速、轮速、横摆角速度、方向盘转角、整车请求扭矩等。其中，横摆角速度主要用于描述汽车在行驶过程中的转向行为，横摆角速度通常用度每秒(°/s)或弧度每秒(rad/s)表示。
进一步地，轮上转角(Wheel Steering Angle)是指汽车的车轮在转弯过程中，相对于车身纵轴的旋转角度，轮上转角可以分为前轮转角和后轮转角。简单来说，就是车轮在转向过程中的倾斜角度。这个参数对于汽车的行驶稳定性、操控性以及转弯半径等方面具有重要意义。本申请实施例的轮上转角是通过以方向盘转角为横坐标(即横轴)对预设的二维表进行查询得到的数值。
在一些实施例中，在获取车辆的轴端实际滑移率之前，本申请实施例的方法还包括：
获取车辆的实时运动参数，基于实时运动参数分别对左前轮的转换轮速、右前轮的转换轮速、左后轮的转换轮速以及右后轮的转换轮速进行计算，其中，实时运动参数包括各个车轮的轮上转角、横摆角速度、质心与前轴的距离、前轮轮距和车速。
在实际应用中，可以采用如下公式计算各个车轮对应的转换轮速：
其中，vWl_FL表示左前轮的转换轮速，vWl_FR表示右前轮的转换轮速，vWl_RL表示左后轮的转换轮速，vWl_RR表示右后轮的转换轮速，δ表示轮上转角，γ表示横摆角速度，La表示质心与前轴的距离，LW表示前轮轮距，vx表示车速。
具体地，在利用采集到的实时运动参数计算各个车轮的转换轮速时，首先根据查表(预先设定的二维表)得到的轮上转角，然后结合车速、横摆角速度、质心与前轴的距离、前轮轮距等信息，计算各个车轮对应的转换轮速。通过利用车辆的实时运动数据计算各个车轮的转换轮速可以帮助VCU更准确地分析车辆的行驶状态，从而实现对车辆行驶过程中的更优化的控制。
在一些实施例中，获取车辆的轴端实际滑移率，包括：
获取各个车轮的传感器轮速，利用传感器轮速以及转换轮速计算各个车轮分别对应的实际滑移率，从左前轮实际滑移率和右前轮实际滑移率中选择数值较大的作为前轴实际滑移率，从左后轮实际滑移率和右后轮实际滑移率中选择数值较大的作为后轴实际滑移率。
具体地，在计算得到各个车轮对应的转换轮速之后，结合轮速传感器(Wh eelSpeed Sensor)实时监测到的车轮的旋转速度(即传感器轮速)，分别计算各个车轮对应的实际滑移率。并且基于左前轮实际滑移率和右前轮实际滑移率设置前轴实际滑移率，基于左后轮实际滑移率和右后轮实际滑移率设置后轴实际滑移率。在实际应用中，将前轴实际滑移率和后轴实际滑移率统称为轴端实际滑移率。
进一步地，利用传感器轮速以及转换轮速计算各个车轮分别对应的实际滑移率，包括：
将左前轮的传感器轮速与左前轮的转换轮速的差值除以左前轮的传感器轮速得到左前轮实际滑移率；
将右前轮的传感器轮速与右前轮的转换轮速的差值除以右前轮的传感器轮速得到右前轮实际滑移率；
将左后轮的传感器轮速与左后轮的转换轮速的差值除以左后轮的传感器轮速得到左后轮实际滑移率；
将右后轮的传感器轮速与右后轮的转换轮速的差值除以右后轮的传感器轮速得到右后轮实际滑移率。
下面结合公式对轴端实际滑移率的计算方法进行说明，在实际应用中，采用如下公式计算各个车轮分别对应的实际滑移率：
其中，SFL表示左前轮实际滑移率，sFR表示右前轮实际滑移率，SRL表示左后轮实际滑移率，SRR表示右后轮实际滑移率，VFL表示左前轮的传感器轮速，VFR表示右前轮的传感器轮速，VRL表示左后轮的传感器轮速，VRR表示右后轮的传感器轮速。
具体地，车轮的实际滑移率(Actual Slip Ratio)能够衡量车轮在行驶过程中与路面的附着情况，对于评估汽车的操控性能、牵引力和安全性具有重要意义。本申请通过以上公式根据车辆各个车轮的实际旋转速度(即传感器轮速)以及前面计算得到的转换轮速，对各个车轮的实际滑移率进行计算。
进一步地，在计算出各个车轮的实际滑移率之后，通过以下方法进一步确定前轴实际滑移率和后轴实际滑移率：
SF＝max(SFL，SFR)
SR＝max(SRL，SRR)
可以看出，本申请实施例从左前轮实际滑移率和右前轮实际滑移率中选择数值较大的作为前轴实际滑移率，并且从左后轮实际滑移率和右后轮实际滑移率中选择数值较大的作为后轴实际滑移率。
在一些实施例中，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式，包括：
当前轴实际滑移率大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断前轴处于脱困模式；
当后轴实际滑移率大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断后轴处于脱困模式；
当前轴实际滑移率以及后轴实际滑移率均大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断双轴均处于脱困模式。
具体地，在计算得到各个车轮的实际滑移率以及确定前轴实际滑移率和后轴实际滑移率之后，本申请实施例基于轴端实际滑移率、车速以及加速度来识别脱困模式。在实际应用中，本申请实施例将按照前轴脱困、后轴脱困以及双轴脱困将车辆的脱困工况划分成三种情形，即前轴处于脱困模式、后轴处于脱困模式和双轴均处于脱困模式。
进一步地，在识别判断哪些轴处于脱困模式时，本申请实施例基于轴端实际滑移率与实际滑移率阈值之间的比较结果，车速与车速阈值之间的比较结果，以及加速度与加速度阈值之间的比较结果，对上述三种情形下的脱困模式进行识别。
进一步地，当识别车辆处于脱困模式时，此时脱困模式即为车辆所处的当前道路模式，基于当前道路模式(即脱困模式)选择模式扭矩分配比，在实际应用中，本申请实施例基于不同的道路模式预先设置相应的模式扭矩分配比，模式扭矩分配比的具体取值可以采用人为设置，即工作人员根据经验为车辆在不同道路模式下的模式扭矩分配比进行自定义设置。
另外，在一些实施例中，本申请实施例还可以基于整车请求扭矩以及车速计算模式扭矩分配比，例如：以车辆的整车请求扭矩作为横坐标(即横轴)，车速作为纵坐标(即纵轴)对模式扭矩分配表进行查询，得到相应的模式扭矩分配比。在实际应用中，模式扭矩分配表是以整车请求扭矩为横轴，车速为纵轴创建的查询表，根据横轴上的整车请求扭矩以及对应纵轴上的车速即可查询到唯一的模式扭矩分配比。模式扭矩分配表中的横轴数值和纵轴数值是基于车辆运行中的历史数据进行整理得到的，因此，模式扭矩分配表是基于历史数据进行加工并结合人为经验建立的用于查询模式扭矩分配比的二维表。
在一些实施例中，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比，包括：
基于实时运动参数中的轮速计算各个车轮对应的轮速变化率和轮加速度变化率，利用轴端实际滑移率以及轮加速度变化率对预设的第一扭矩修正分配映射关系进行查询，得到第一扭矩修正分配比；将模式扭矩分配比与第一扭矩修正分配比相加得到最终扭矩分配比。
具体地，在前轴或后轴处于脱困模式时，首先基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率计算第一扭矩修正分配比，本申请实施例是通过查表的方式得到第一扭矩修正分配比，例如：当前轴处于脱困模式时，以前轴实际滑移率为横坐标，以轮加速度变化率为纵坐标对扭矩修正分配表(第一扭矩修正分配映射关系的表格形式)进行查询，得到第一扭矩修正分配比，扭矩修正分配表用于表征第一扭矩修正分配比随轴端实际滑移率与轮加速度变化率进行变化的预设值。
进一步地，当前轴处于脱困模式时，将前轴目标扭矩转移给后轴，当后轴处于脱困模式时，将后轴目标扭矩转移给前轴，并且将模式扭矩分配比与第一扭矩修正分配比相加得到最终扭矩分配比。
在一些实施例中，在利用轴端实际滑移率以及轮加速度变化率对预设的第一扭矩修正分配映射关系进行查询，得到第一扭矩修正分配比之前，本申请实施例的方法还包括：
获取车辆的历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率，依据预设的第一扭矩修正分配比的配置规则，为历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率设置相应的历史第一扭矩修正分配比；建立历史轴端实际滑移率、历史轮加速度变化率以及历史第一扭矩修正分配比之间的第一扭矩修正分配映射关系；
其中，第一扭矩修正分配比的配置规则包括以抑制轴端实际滑移率和轮加速度持续增大为前提，以最大附着力为目标所设置的规则。
具体地，本申请实施例的第一扭矩修正分配映射关系可以采用表格的形式呈现，当以表格的形式呈现时，第一扭矩修正分配映射关系可以用扭矩修正分配表来代替；在实际应用中，以轴端实际滑移率为横坐标(即横轴)，以轮加速度变化率为纵坐标(即纵轴)，通过对预先配置的二维表(即扭矩修正分配表)进行查询，即可得到车辆实时的第一扭矩修正分配比。
进一步地，为了配置扭矩修正分配表，本申请实施例基于不同脱困场景，获取实车测试数据，实车测试数据包括历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率的数据；通过统计历史轴端实际滑移率和历史轮加速度变化率的规律，基于预设的第一扭矩修正分配比的配置规则(即以抑制轴端实际滑移率和轮加速度持续增大为前提，以最大附着力为目标的规则)，为历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率设置相应的历史第一扭矩修正分配比；通过建立历史轴端实际滑移率、历史轮加速度变化率以及历史第一扭矩修正分配比之间的第一扭矩修正分配映射关系，并将第一扭矩修正分配映射关系以表格的形式进行呈现，即可得到扭矩修正分配表。
在一个具体示例中，如下面的表1所示，表1是本申请实施例在实际应用场景中配置的扭矩修正分配表。
表1扭矩修正分配表
0 30 60 100
0 100 50 30 0
100 100 40 20 0
500 80 30 10 0
1000 60 20 10 0
表1中的横坐标表示轴端实际滑移率，纵坐标表示轮加速度变化率，查表值为第一扭矩修正分配比。因此，扭矩修正分配表能够表征第一扭矩修正分配比随轴端实际滑移率以及轮加速度变化率进行变化的预设值。
在一些实施例中，利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比，包括：
将前轴轮速变化率与后轴轮速变化率之间的差值作为扭矩修正分配比权重，将第一扭矩修正分配比与扭矩修正分配比权重相乘得到第二扭矩修正分配比；将第二扭矩修正分配比与模式扭矩分配比相加得到最终扭矩分配比。
具体地，在双轴均处于脱困模式时，计算前轴轮速变化率与后轴轮速变化率之间的差值，将该差值作为扭矩修正分配比权重，将扭矩修正分配比权重与前述实施例计算得到的第一扭矩修正分配比相乘(即对第一扭矩修正分配比进行权重计算)，得到第二扭矩修正分配比。最后，将模式扭矩分配比与第二扭矩修正分配比相加得到最终扭矩分配比
在一些实施例中，利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，包括采用如下公式计算轴端目标扭矩：
T_Frnt＝T_Veh×a_distbn
T_Re＝T_Veh-T_Frnt
其中，T_Frnt表示前轴目标扭矩，T_Re表示后轴目标扭矩，T_Veh表示整车请求扭矩，a_distbn表示最终扭矩分配比。
具体地，在计算得到不同脱困模式情形下对应的最终扭矩分配比之后，基于最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，轴端目标扭矩包括前轴目标扭矩和后轴目标扭矩。其中，前轴目标扭矩是通过计算整车请求扭矩与最终扭矩分配比的乘积得到的扭矩，后轴目标扭矩是通过计算整车请求扭矩与前轴目标扭矩之间的差值得到的扭矩。
根据本申请实施例提供的技术方案，本申请实施例基于车速、横摆角速度以及方向盘转角计算转换轮速，并且基于转换轮速和传感器轮速计算实际滑移率，基于脱困模式、整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于滑移率、轮速变化率计算目标滑移率，基于轮加速度变化率实现扭矩修正分配比权重计算，利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将最终计算得到的轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制操作。从而保证车辆在脱困工况下的通过性，给驾驶员提供高品质的驾驶体验。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
图2是本申请实施例提供的脱困模式下的轴端目标扭矩控制装置的结构示意图。如图2所示，该脱困模式下的轴端目标扭矩控制装置包括：
获取模块201，被配置为获取车辆的轴端实际滑移率，基于轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；
第一计算模块202，被配置为当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
第二计算模块203，被配置为当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用模式扭矩分配比以及第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
控制模块204，被配置为利用最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。
在一些实施例中，图2的获取模块201在获取车辆的轴端实际滑移率之前，获取车辆的实时运动参数，基于实时运动参数分别对左前轮的转换轮速、右前轮的转换轮速、左后轮的转换轮速以及右后轮的转换轮速进行计算，其中，实时运动参数包括各个车轮的轮上转角、横摆角速度、质心与前轴的距离、前轮轮距和车速。
在一些实施例中，图2的获取模块201获取各个车轮的传感器轮速，利用传感器轮速以及转换轮速计算各个车轮分别对应的实际滑移率，从左前轮实际滑移率和右前轮实际滑移率中选择数值较大的作为前轴实际滑移率，从左后轮实际滑移率和右后轮实际滑移率中选择数值较大的作为后轴实际滑移率。
在一些实施例中，图2的获取模块201当前轴实际滑移率大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断前轴处于脱困模式；当后轴实际滑移率大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断后轴处于脱困模式；当前轴实际滑移率以及后轴实际滑移率均大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断双轴均处于脱困模式。
在一些实施例中，图2的第一计算模块202基于实时运动参数中的轮速计算各个车轮对应的轮速变化率和轮加速度变化率，利用轴端实际滑移率以及轮加速度变化率对预设的第一扭矩修正分配映射关系进行查询，得到第一扭矩修正分配比；将模式扭矩分配比与第一扭矩修正分配比相加得到最终扭矩分配比。
在一些实施例中，图2的第一计算模块202在利用轴端实际滑移率以及轮加速度变化率对预设的第一扭矩修正分配映射关系进行查询，得到第一扭矩修正分配比之前，获取车辆的历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率，依据预设的第一扭矩修正分配比的配置规则，为历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率设置相应的历史第一扭矩修正分配比；建立历史轴端实际滑移率、历史轮加速度变化率以及历史第一扭矩修正分配比之间的第一扭矩修正分配映射关系；其中，第一扭矩修正分配比的配置规则包括以抑制轴端实际滑移率和轮加速度持续增大为前提，以最大附着力为目标所设置的规则。
在一些实施例中，图2的第二计算模块203将前轴轮速变化率与后轴轮速变化率之间的差值作为扭矩修正分配比权重，将第一扭矩修正分配比与扭矩修正分配比权重相乘得到第二扭矩修正分配比；将第二扭矩修正分配比与模式扭矩分配比相加得到最终扭矩分配比。
在一些实施例中，图2的控制模块204采用如下公式计算轴端目标扭矩：
T_Frnt＝T_Veh×a_distbn
T_Re＝T_Veh-T_Frnt
其中，T_Frnt表示前轴目标扭矩，T_Re表示后轴目标扭矩，T_Veh表示整车请求扭矩，a_distbn表示最终扭矩分配比。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供了一种新能源汽车，包括整车控制器、电机控制器、驱动电机和传动***；整车控制器用于实现上述脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法的步骤，以将轴端目标扭矩发送给电机控制器；电机控制器用于按照轴端目标扭矩通过传动***对驱动电机进行扭矩控制。
图3是本申请实施例提供的电子设备3的结构示意图。如图3所示，该实施例的电子设备3包括：处理器301、存储器302以及存储在该存储器302中并且可以在处理器301上运行的计算机程序303。处理器301执行计算机程序303时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，处理器301执行计算机程序303时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性地，计算机程序303可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或多个模块/单元被存储在存储器302中，并由处理器301执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序303在电子设备3中的执行过程。
电子设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等电子设备。电子设备3可以包括但不仅限于处理器301和存储器302。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是电子设备3的示例，并不构成对电子设备3的限定，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，例如，电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器301可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，也可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器302可以是电子设备3的内部存储单元，例如，电子设备3的硬盘或内存。存储器302也可以是电子设备3的外部存储设备，例如，电子设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器302还可以既包括电子设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器302用于存储计算机程序以及电子设备所需的其它程序和数据。存储器302还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/计算机设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/计算机设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，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，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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，在本申请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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元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，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可以实现上述各个方法实施例的步骤。计算机程序可以包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如，在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆的轴端实际滑移率，基于所述轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；
当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于所述轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用所述模式扭矩分配比以及所述第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对所述第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用所述模式扭矩分配比以及所述第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
利用所述最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将所述轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。
2.根据权利要求1所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，在所述获取车辆的轴端实际滑移率之前，所述方法还包括：
获取车辆的实时运动参数，基于所述实时运动参数分别对左前轮的转换轮速、右前轮的转换轮速、左后轮的转换轮速以及右后轮的转换轮速进行计算，其中，所述实时运动参数包括各个车轮的轮上转角、横摆角速度、质心与前轴的距离、前轮轮距和车速。
3.根据权利要求2所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，所述获取车辆的轴端实际滑移率，包括：
获取各个车轮的传感器轮速，利用所述传感器轮速以及转换轮速计算各个车轮分别对应的实际滑移率，从左前轮实际滑移率和右前轮实际滑移率中选择数值较大的作为前轴实际滑移率，从左后轮实际滑移率和右后轮实际滑移率中选择数值较大的作为后轴实际滑移率。
4.根据权利要求3所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，所述基于所述轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式，包括：
当所述前轴实际滑移率大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断前轴处于脱困模式；
当所述后轴实际滑移率大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断后轴处于脱困模式；
当所述前轴实际滑移率以及所述后轴实际滑移率均大于实际滑移率阈值，车辆当前的车速小于车速阈值，且加速度小于加速度阈值时，判断双轴均处于脱困模式。
5.根据权利要求1所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，所述基于所述轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用所述模式扭矩分配比以及所述第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比，包括：
基于所述实时运动参数中的轮速计算各个车轮对应的轮速变化率和轮加速度变化率，利用所述轴端实际滑移率以及所述轮加速度变化率对预设的第一扭矩修正分配映射关系进行查询，得到第一扭矩修正分配比；将所述模式扭矩分配比与所述第一扭矩修正分配比相加得到所述最终扭矩分配比。
6.根据权利要求5所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，在所述利用所述轴端实际滑移率以及所述轮加速度变化率对预设的第一扭矩修正分配映射关系进行查询，得到第一扭矩修正分配比之前，所述方法还包括：
获取车辆的历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率，依据预设的第一扭矩修正分配比的配置规则，为所述历史轴端实际滑移率以及历史轮加速度变化率设置相应的历史第一扭矩修正分配比；建立所述历史轴端实际滑移率、历史轮加速度变化率以及历史第一扭矩修正分配比之间的第一扭矩修正分配映射关系；
其中，所述第一扭矩修正分配比的配置规则包括以抑制轴端实际滑移率和轮加速度持续增大为前提，以最大附着力为目标所设置的规则。
7.根据权利要求1所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，所述利用扭矩修正分配比权重对所述第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用所述模式扭矩分配比以及所述第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比，包括：
将前轴轮速变化率与后轴轮速变化率之间的差值作为所述扭矩修正分配比权重，将所述第一扭矩修正分配比与所述扭矩修正分配比权重相乘得到所述第二扭矩修正分配比；将所述第二扭矩修正分配比与所述模式扭矩分配比相加得到所述最终扭矩分配比。
8.根据权利要求1所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，其特征在于，所述利用所述最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，包括采用如下公式计算所述轴端目标扭矩：
T_Frnt＝T_Veh×a_distbn
T_Re＝T_Veh-T_Frnt
其中，T_Frnt表示前轴目标扭矩，T_Re表示后轴目标扭矩，T_Veh表示整车请求扭矩，a_distbn表示最终扭矩分配比。
9.一种脱困模式下的轴端目标扭矩控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为获取车辆的轴端实际滑移率，基于所述轴端实际滑移率判断轴端是否处于脱困模式；
第一计算模块，被配置为当前轴或后轴处于脱困模式时，依据实时获取的整车请求扭矩以及车速确定模式扭矩分配比，基于所述轴端实际滑移率和轮加速度变化率确定第一扭矩修正分配比，利用所述模式扭矩分配比以及所述第一扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
第二计算模块，被配置为当双轴均处于脱困模式时，利用扭矩修正分配比权重对所述第一扭矩修正分配比进行权重计算，得到第二扭矩修正分配比，利用所述模式扭矩分配比以及所述第二扭矩修正分配比计算最终扭矩分配比；
控制模块，被配置为利用所述最终扭矩分配比以及整车请求扭矩计算轴端目标扭矩，将所述轴端目标扭矩传递给驱动电机执行扭矩控制。
10.一种新能源汽车，其特征在于，包括整车控制器、电机控制器、驱动电机和传动***；
所述整车控制器用于实现权利要求1至8中任一项所述的脱困模式下的轴端目标扭矩控制方法，以将轴端目标扭矩发送给电机控制器；
所述电机控制器用于按照所述轴端目标扭矩通过所述传动***对所述驱动电机进行扭矩控制。
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