CN117125052A - 路面附着系数的估算方法及扭矩控制的方法、装置 - Google Patents

路面附着系数的估算方法及扭矩控制的方法、装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了路面附着系数的估算方法及扭矩控制的方法、装置，所述路面附着系数的估算方法，包括：获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。通过本发明实施例，实现了根据车轮角速度的加速度的变化率提前预判车辆打滑的趋势，进而以较早时刻的车辆参数计算路面附着系数，降低了路面附着系数计算的滞后性，保证了路面附着系数的准确性。

Description

路面附着系数的估算方法及扭矩控制的方法、装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种路面附着系数的估算方法和装置、一种扭矩控制的方法和装置。
背景技术
在汽车的安全控制场景下，路面附着系数具有特别重要的作用，通过路面附着系数能够让车辆感知不同道路条件下的路面附着情况，进而作出不同的控制策略，以保证车辆的安全、稳定行驶。
在现有技术中，路面附着系数的计算具有一定的滞后性，如针对车辆的打滑事件，通常是在车辆已经发生了相对于路面的打滑事件后才根据反馈的车辆参数去计算路面附着系数，即以较晚时刻的车辆参数计算路面附着系数，进而进行相应的控制，这种滞后性会影响车辆的安全、稳定行驶。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何降低路面附着系数计算的滞后性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种路面附着系数的估算方法，所述方法包括：
获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；
根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。
可选地，所述根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，包括：
根据多个所述第一附着状态下的车辆参数确定多个第一附着率；
根据多个所述第一附着率确定第一目标附着率。
可选地，所述根据多个所述第一附着率确定第一目标附着率，包括：
获取相邻两个所述第一附着状态下的第一时刻及第二时刻，并根据所述第一时刻及所述第二时刻确定时间间隔，所述第一时刻早于所述第二时刻；
当所述时间间隔大于预设时间间隔时，以与所述第一时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率；
当所述时间间隔小于或等于所述预设时间间隔时，以与所述第二时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率。
可选地，所述根据所述第一目标附着率确定路面附着系数，包括：确定所述第一目标附着率为路面附着系数。
可选地，所述根据所述第一目标附着率确定路面附着系数包括：
根据第二附着状态下的车辆参数确定第二附着率；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为所述第二附着状态；
根据至少一个所述第二附着率确定第二目标附着率；
根据所述第一目标附着率及所述第二目标附着率确定路面附着系数。
可选地，所述根据所述第一目标附着率及所述第二目标附着率确定路面附着系数，包括：
确定所述第一目标附着率和所述第二目标附着率的附着率差值；
在所述附着率差值的绝对值大于预设附着率差值的情况下，确定所述第一目标附着率为路面附着系数；
在所述附着率差值的绝对值小于或等于预设附着率差值的情况下，确定所述第二目标附着率为路面附着系数。
可选地，所述根据至少一个所述第二附着率确定第二目标附着率，包括：
根据多个所述第二附着状态下的车辆参数确定多个对应的第二附着率，并选取多个所述第二附着率的最大值作为第二目标附着率。
本发明实施例还提供了一种扭矩控制的方法，所述方法包括：
获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；
当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为第二附着状态；
在所述第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至所述路面附着状态进入所述第二附着状态；
在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
可选地，所述方法还包括：
获取路面附着系数；
根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
可选地，所述在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态，包括：
在所述第二附着状态下，若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值大于第一预设扭矩差值，以所述第一预设扭矩差值为第一步长向所述附着能力等效扭矩增加，直至所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值小于或等于第一预设扭矩差值；
若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与附着能力等效扭矩的扭矩差值小于或等于第一预设扭矩差值，以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩；
在以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩后，若所述路面附着状态仍为所述第二附着状态，以第二步长逐渐增加所述电机输出扭矩，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态；
所述第二步长小于所述第一步长。
可选地，所述根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩，包括：
获取轴荷和车轮滚动半径；
根据所述轴荷、所述车轮滚动半径，以及所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
可选地，获取路面附着系数包括参照如上所述的路面附着系数的估算方法。
本发明实施例还提供了一种路面附着系数的估算装置，所述装置包括：
第一变化率确定模块，用于获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
第一路面附着状态判断模块，用于根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；
路面附着系数确定模块，用于根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。
本发明实施例还提供了一种扭矩控制的装置，所述装置包括：
第二变化率确定模块，用于获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
第二路面附着状态判断模块，用于根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为第二附着状态；
第一附着状态下扭矩控制模块，用于在所述第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至所述路面附着状态进入所述第二附着状态；
第二附着状态下扭矩控制模块，用于在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
在本发明实施例中，通过获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率，并根据车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态，当车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，路面附着状态为第一附着状态，然后根据第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据第一目标附着率确定路面附着系数，实现了根据车轮角速度的加速度的变化率提前预判车辆打滑的趋势，进而以较早时刻的车辆参数计算路面附着系数，降低了路面附着系数计算的滞后性，保证了路面附着系数的准确性，进而为相应的控制提供相对准确的依据，保证了车辆的安全、稳定行驶。
本发明的扭矩控制方法根据车轮在路面的附着状态进行扭矩控制，使得车轮在路面的附着状态在靠近第一附着状态的第二附着状态与靠近第二附着状态的第一附着状态之间切换，从而使得扭矩在小范围内波动，提高车辆的行车稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种整体架构图；
图2是本发明一实施例提供的一种路面附着系数的估算方法的步骤流程图；
图3a是本发明一实施例提供的一种扭矩与滑移率的关系示意图；
图3b是本发明一实施例提供的一种路面附着系数的估算实例的示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种扭矩控制的方法的步骤流程图；
图5是本发明一实施例提供的一种扭矩控制的实例的示意图；
图6a是本发明一实施例提供的一种扭矩控制效果的示意图；
图6b是本发明一实施例提供的另一种扭矩控制效果的示意图；
图7是本发明一实施例提供的一种路面附着系数的估算装置的结构框图；
图8是本发明一实施例提供的一种扭矩控制的装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中，如图1，一方面通过车轮的转速来进行路面的附着状态判断，即扭矩是否超出路面附着能力，另一方面通过整车纵向加速度、坡度、前后电机扭矩、轴距、前后轴距、质心高度等车辆参数来计算前后轴的附着率。
在获得附着率和附着状态后，可以根据附着率和附着状态来计算前后轴最大附着率，即路面的附着能力系数，然后结合前后轴荷和车轮滚动半径计算路面的附着能力等效扭矩，进而可以根据附着能力等效扭矩来进行扭矩控制。
在扭矩控制中，可以采用附着能力等效扭矩来对获取的总轴扭需求进行调整，来达到切合路面附着能力的轴扭需求。
以下对本发明实施例进行具体说明：
参照图2，示出了本发明一实施例提供的一种路面附着系数的估算方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤201，获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率。
在具体实现中，可以通过车辆的轮速传感器读取车轮角速度，车轮角速度可以包括车辆前轴车轮的车轮角速度和车辆后轴车轮的车轮角速度，进而可以根据读取的车轮角速度计算车轮角速度的加速度，车轮角速度的加速度为车轮角速度的导数，然后可以根据车轮角速度的加速度计算车轮角速度的加速度的变化率，车轮角速度的加速度的变化率为车轮角速度的加速度的导数，也即是说，车轮角速度的加速度的变化率为车轮角速度的二次导数。
步骤202，根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态。
对于车轮的路面附着状态，其能够反映车辆中当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力是否超过路面的附着能力，具体分析如下：
车辆前轴车轮和车辆后轴车轮与路面接触点的动力学方程如下：
其中，Jw为前轴车轮或后轴车轮的等效总转动惯量，ωf、ωr分别为前轴车轮、后轴车轮的角速度，具体为每个轴上两个车轮的角速度的平均值，分别为前轴车轮、后轴车轮的角速度的导数，即角速度的加速度，Tf、Tr分别为前轴车轮或后轴车轮的电机输出扭矩，if、ir分别为前轴、后轴的主减速器速比，FX1、FX2分别为前轴车轮、后轴车轮受到的路面纵向驱动力，具体为每个轴上两个车轮受到的路面纵向驱动力之和，rt为前轴车轮或后轴车轮的车轮滚动半径。
分别表征前轴车轮、后轴车轮实际用于加速的纵向驱动力，Tf if、Trir分别表征电机的当前扭矩提供给前轴车轮、后轴车轮的纵向驱动力，FX1 rt、FX2 rt分别为路面提供给前轴车轮、后轴车轮的纵向驱动力。
结合图3a可知，随着电机的当前扭矩的增加，电机的当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力(如图3a中Tf if对应的曲线)逐渐增大，路面提供给车轮的纵向驱动力(如图3a中FX1rt对应的曲线)也随之增大。
当电机的当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力大于路面提供给车轮的纵向驱动力的最大值(如图3a中FX1 rt对应的曲线的最高点)时，即当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力超过路面的附着能力，此后会出现以下几种情况：
1、车轮角速度的加速度会加速上升。
2、随着车轮角速度的加速度会加速上升，车轮角速度的加速度会大于整车车速的加速度，进而导致滑移率上升，打滑的现象加剧。
滑移率可以表征车辆前进时出现打滑的严重程度，其可以采用如下公式：
其中，s为滑移率，v为车速，ω为车轮角速度。
3、路面可提供给车轮的纵向驱动力(如图3a中FX1 rt对应的曲线)会进一步减小，进而加剧情况1和情况2。
基于此，可以通过车轮角速度的加速度的变化率结合阈值来判断车轮的路面附着状态，阈值的取值范围可以为10rad/s3至100rad/s3，当车轮角速度的加速度的变化率大于预设的阈值时，可以判定路面附着状态为第一附着状态，即电机的当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力超出了路面附着能力。
步骤203，根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。
在车轮处于第一附着状态的情况下，可以获取车辆参数，进而可以根据车辆参数确定第一目标附着率，进而可以根据第一目标附着率确定路面附着系数，路面附着系数可以用于表征路面的附着能力。
对于前轴附着率和后轴附着率，可以根据车辆参数中整车加速度和路面坡度，确定整车的等效坡度，然后可以根据车辆参数中扭矩分配比和等效坡度，确定附着率。
具体的，对于等效坡度，可以从获取整车加速度传感器测得整车加速度，并从坡度估算相关模块输出信号中读取路面坡度，然后根据整车加速度和路面坡度，计算得到整车的等效坡度，如下公式所示：
其中，q为纵向加速度传感器信号，Ax为整车加速度，θ为路面坡度，g为重力加速度。
对于扭矩分配比，该扭矩分配比可以为前轴或后轴中任一轴的扭矩分配比，另一个轴的扭矩分配比可以通过总比例减去计算得到扭矩分配比，具体的，可以从电机控制器输出信号中读取当前扭矩，可以包括前轴的扭矩和后轴的扭矩，然后可以根据前轴的扭矩和后轴的扭矩计算得到扭矩分配比，如下公式所示：
其中，Ψ为后轴的扭矩分配比，Tr为后轴的扭矩，Tf为前轴的扭矩。
在获得等效坡度和扭矩分配比后，可以结合整车轴距、前轴距、后轴距、整车质心高度，分别计算前轴轮胎、后轴轮胎的附着率，如下公式所示：
其中，分别为前轴轮胎、后轴轮胎的附着率，L为整车轴距，a为前轴距，b为后轴距，hg为整车质心高度。
在本发明一实施例中，所述根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，可以包括：
子步骤11，根据多个所述第一附着状态下的车辆参数确定多个第一附着率。
在每次进入第一附着状态下，都可以根据获取的车辆参数计算第一附着率，即可以得到多个第一附着率。
子步骤12，根据多个所述第一附着率确定第一目标附着率。
在获得多个第一附着状态下的第一附着率后，可以基于多个第一附着状态下的第一附着率来确定第一目标附着率。
在本发明一实施例中，子步骤12，可以包括：
子步骤121，获取相邻两个所述第一附着状态下的第一时刻及第二时刻，并根据所述第一时刻及所述第二时刻确定时间间隔，所述第一时刻早于所述第二时刻。
在具体实现中，可以在每个处于第一附着状态下的时刻计算对应的第一附着率，则对于处于第一附着状态下相邻的两个时刻，其可以为最近的两个时刻，可以计算两个时刻的时间间隔。
子步骤122，当所述时间间隔大于预设时间间隔时，以与所述第一时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率。
在时间间隔大于预设时间间隔时，如预设时间间隔的取值范围可以为10ms至100ms，可以将以与第一时刻对应的第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率，即将在先时刻下的第一附着率作为第一目标附着率。
子步骤123，当所述时间间隔小于或等于所述预设时间间隔时，以与所述第二时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率。
在时间间隔大于预设时间间隔时，可以将以与第二时刻对应的第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率，即将在后时刻下的第一附着率作为第一目标附着率。
在本发明的一实施例中，也可以以一个第一附着状态下的第一附着率作为第一目标附着率。
在本发明一实施例中，所述根据所述第一目标附着率确定路面附着系数，可以包括：确定所述第一目标附着率为路面附着系数。
在具体实现中，可以直接将第一目标附着率作为路面附着系数。
在本发明一实施例中，所述根据所述第一目标附着率确定路面附着系数，可以包括：
子步骤21，根据第二附着状态下的车辆参数确定第二附着率；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为所述第二附着状态。
当车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，可以判定路面附着状态为第二附着状态，即电机的当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力未超出了路面附着能力，在进入第二附着状态下，可以根据获取的车辆参数计算第二附着率。
子步骤22，根据至少一个所述第二附着率确定第二目标附着率。
在获得第二附着率后，可以根据至少一个第二附着率确定第二目标附着率。
在本发明一实施例中，子步骤22，可以包括：根据多个所述第二附着状态下的车辆参数确定多个对应的第二附着率，并选取多个所述第二附着率的最大值作为第二目标附着率。
对于处于第二附着状态下的多个时刻，可以获得多个第二附着率，进而可以从中选取最大的第二附着率，将其作为第二目标附着率。
具体的，可以将在后时刻的第二附着率与在先时刻的第二附着率进行比较，将其中较大的第二附着率作为第二目标附着率。
在一实施例中，也可以以单一时刻下的第二附着率作为第二目标附着率。
子步骤23，根据所述第一目标附着率及所述第二目标附着率确定路面附着系数。
在获得第一目标附着率和第二目标附着率后，可以根据第一目标附着率及第二目标附着率确定路面附着系数。
在本发明一实施例中，子步骤23，可以包括：
子步骤231，确定所述第一目标附着率和所述第二目标附着率的附着率差值。
在具体实现后，可以计算第一目标附着率和第二目标附着率的差值，得到附着率差值。
子步骤232，在所述附着率差值的绝对值大于预设附着率差值的情况下，确定所述第一目标附着率为路面附着系数。
在附着率差值的绝对值大于预设附着率差值的情况下，如预设附着率差值的取值范围可以为0.1至0.5，可以确定第一目标附着率为路面附着系数。
子步骤233，在所述附着率差值的绝对值小于或等于预设附着率差值的情况下，确定所述第二目标附着率为路面附着系数。
在附着率差值的绝对值小于或等于预设附着率差值的情况下，可以确定第二目标附着率为路面附着系数。
以下结合图3b对本发明进行示例性说明：
1、输入前轴轮胎或后轴轮胎的附着状态、附着率C，以及对应的时间点t。
2、计算第一目标附着率a，具体如下：
2.1、判断轴扭是否超出路面附着能力，在第一附着状态下，即轴扭超出路面附着能力，在第二附着状态下，即轴扭未超出路面附着能力。
2.2、在轴扭超出路面附着能力的情况下，记录第一时刻tk，并确定第tk时刻的第一附着率n＝C(k)。
2.3、在轴扭再次超出路面附着能力时，即再次进入第一附着状态时，记录第二时刻tk+1。
2.4、计算两个时刻的时间间隔tk+1-tk，并判断时间间隔tk+1-tk是否大于预设时间间隔T1，在时间间隔tk+1-tk大于预设时间间隔T1的情况下，将tk时刻的第一附着率n作为第一目标附着率给a，在时间间隔tk+1-tk小于或等于预设时间间隔T1的情况下，将tk+1时刻的第一附着率C(k+1)作为第一目标附着率a。
3、计算第二目标附着率e，具体如下：
3.1、在轴扭未超出路面附着能力的情况下，判断在后时刻i的第二附着率C(i)是否大于在后时刻i-1的第二附着率C(i-1)，进而将其中较大的第二附着率作为第二目标附着率e。
4、计算第一目标附着率a和第二目标附着率e的附着率差值e-a，并判断附着率差值e-a的绝对值是否大于预设附着率差值K。
5、在附着率差值e-a的绝对值大于预设附着率差值K的情况下，将第一目标附着率a作为路面附着系数在附着率差值e-a的绝对值小于或等于预设附着率差值K的情况下，将第二目标附着率e作为路面附着系数/>
在本发明实施例中，通过获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率，并根据车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态，当车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，路面附着状态为第一附着状态，然后根据第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据第一目标附着率确定路面附着系数，实现了根据车轮角速度的加速度的变化率提前预判车辆打滑的趋势，进而以较早时刻的车辆参数计算路面附着系数，降低了路面附着系数计算的滞后性，保证了路面附着系数的准确性，进而为相应的控制提供相对准确的依据，保证了车辆的安全、稳定行驶。
参照图4，示出了本发明一实施例提供的一种扭矩控制的方法的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤401，获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率。
对于步骤401的说明可以参考上文对步骤201的说明。
步骤402，根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为第二附着状态。
对于步骤402的说明可以参考上文对步骤202、子步骤21的说明。
在本发明一实施例中，该方法还可以包括：获取路面附着系数；根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
在具体实现中，可以参考上文中对步骤103说明获取路面附着系数，然后可以根据路面附着系数，确定定路面的附着能力等效扭矩。
在本发明一实施例中，所述根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩，可以包括：获取轴荷和车轮滚动半径；根据所述轴荷、所述车轮滚动半径，以及所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
在具体实现中，可以先获取车轮滚动半径，并计算得到前轴和后轴的轴荷，然后可以轴荷和车轮滚动半径，将路面附着系数转换为路面的附着能力等效扭矩，可以采用如下公式：
其中，Tfmax、Trmax分别为前轴、后轴的附着能力等效扭矩，分别为前轴、后轴的路面附着系数，Fz1、Fz2分别为前轴、后轴的轴荷，rt为车轮滚动半径。
对于轴荷，可以根据整车质量、重力加速度、路面坡度、前轴距、后轴距、整车轴距、整车质心高度、整车加速度计算得到，如下公式所示：
其中，Fz1、Fz2分别为前轴、后轴的轴荷，M为整车质量，g为重力加速度，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，hg为整车质心高度。
步骤403，在所述第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至所述路面附着状态进入所述第二附着状态。
在处于第一附着状态的情况下，即电机的当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力超出了路面附着能力，则可以控制车轮对应的电机扭矩降低，直至路面附着状态进入第二附着状态，如可以按照取值范围为-200Nm至-10Nm的步长来降低电机扭矩。
步骤404，在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
在处于第二附着状态的情况下，即电机的当前扭矩提供给车轮的纵向驱动力未超出了路面附着能力，则可以控制车轮对应的电机扭矩升高，直至路面附着状态进入第一附着状态。
在本发明一实施例中，步骤404，可以包括：
子步骤31，在所述第二附着状态下，若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值大于第一预设扭矩差值，以所述第一预设扭矩差值为第一步长向所述附着能力等效扭矩增加，直至所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值小于或等于第一预设扭矩差值。
在当前扭矩小于附着能力等效扭矩的情况下，可以计算当前扭矩与附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值，在扭矩差值的绝对值大于第一预设扭矩差值时，如第一预设扭矩差值的取值范围可以为10Nm至100Nm，即当前扭矩与附着能力等效扭矩的差值较大，则可以第一预设扭矩差值为第一步长向附着能力等效扭矩增加，逐渐趋近附着能力等效扭矩。
子步骤32，若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与附着能力等效扭矩的扭矩差值小于或等于第一预设扭矩差值，以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩。
在扭矩差值的绝对值小于或等于第一预设扭矩差值时，即当前扭矩与附着能力等效扭矩的差值较小，则可以直接将附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩，以控制扭矩升高。
子步骤33，在以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩后，若所述路面附着状态仍为所述第二附着状态，以第二步长逐渐增加所述电机输出扭矩，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
其中，第二步长可以小于第一步长。
在以附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩后，可以再次检测路面附着状态是否从第二附着状态进入第一附着状态，若是，则按照第一附着状态下的方式控制扭矩，若否，则可以以较小的第二步长继续控制扭矩增加。
以下结合图5对本发明进行示例性说明：
1、对当前的轴扭需求T_req以Step0为步长增加，Step0的取值范围可以为10Nm至100Nm，在K时刻电机实际扭矩(即当前扭矩)为T_actl，附着能力等效扭矩为T_max。
2、判断轴扭是否超出路面附着能力，轴扭超出路面附着能力，即在第一附着状态下，轴扭未超出路面附着能力，即在第二附着状态下。
3、在轴扭超出路面附着能力时，即在第一附着状态下，以Step2为步长进行扭矩降低，Step2可以取值范围为-200Nm至-10Nm，即T_req(k+1)＝T_req(k)+step2。
4、在轴扭未超出路面附着能力时，即在第二附着状态下，计算当前扭矩T_actl与附着能力等效扭矩T_max的扭矩差值的绝对值T_actl-T_max，并判断扭矩差值的绝对值T_actl-T_max是否小于第一预设扭矩差值Step0。
5、在扭矩差值的绝对值T_actl-T_max大于第一预设扭矩差值Step0的情况下，继续以Step0为步长增加扭矩。
6、在扭矩差值的绝对值T_actl-T_max小于或等于第一预设扭矩差值Step0的情况下，则可以直接将附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩，即T_req(k+1)＝T_max。
7、在以附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩后，可以再次判断轴扭是否超出路面附着能力，在轴扭超出路面附着能力的情况下，即进入第一附着状态，则可以按照第一附着状态下进行扭矩控制，在轴扭未超出路面附着能力的情况下，即未进入第一附着状态，则可以以较小的第二步长Step1继续控制扭矩增加，Step1的取值范围可以为10Nm至100Nm。
在本发明实施例中，通过获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率，并根据车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态，当车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，路面附着状态为第一附着状态，当车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，路面附着状态为第二附着状态，然后可以在第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至路面附着状态进入第二附着状态，在第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至路面附着状态进入第一附着状态，实现了根据车轮在路面的附着状态进行扭矩控制，使得扭矩趋近于路面的附着能力，提升了扭矩控制的准确性，进而保证了车辆的安全、稳定行驶。
以下结合图6a和图6b对本发明的有益效果进行说明：
如图6a为将路面的附着能力等效扭矩作为扭矩参考值来控制轴扭需求T的情况，如图6b为未将路面的附着能力等效扭矩作为扭矩参考值来控制轴扭需求T的情况，可见，在将路面的附着能力等效扭矩作为扭矩参考值来控制轴扭需求T的情况下，具有如下有益效果：
1、在扭矩增加阶段，以路面的附着能力等效轴扭作为前轴轴扭和后轴轴扭的增扭参考值，可以最大扭矩增加速率达到该参考值后调整扭矩增加速率，相较一般的限制扭矩增加步长的方式，可有效减少响应时间。
2、在降扭控制至车辆稳定状态后，进入扭矩重新恢复阶段，以计算得到路面的附着能力等效轴扭作为前轴电机和后轴电机的增扭参考值，避免扭矩无限制增加导致车轮再次打滑，触发降扭控制。
现有技术中是根据实际滑移率与预设滑移率的差值判断是否发生了打滑，且只能在车轮速度上升至打滑现象发生后才能得出打滑的判断结果，本发明是根据车轮与地面接触点的力学方程判断打滑趋势(力学临界点)，在未发生打滑但电机扭矩实际已经超出路面能够承受的扭矩时得到判断结果，因此，本发明的附着系数的计算方法更为准确。另外，根据滑移率对扭矩进行控制，由于判断的滞后性，由打滑状态调节至正常状态需要调节的扭矩范围更大，需要的时间更长(参见图6b)。
本发明的扭矩控制方法，根据打滑趋势，即第一附着状态及第二附着状态对扭矩进行控制，在第一附着状态下，即有打滑趋势的情况下及时降低扭矩，避免打滑风险，而在降低扭矩至由第一附着状态进入第二附着状态后，再次增加扭矩，直至再次进入第一附着状态，也就是说，扭矩的控制使得车轮在路面的附着状态在由第一附着状态进入第二附着状态后及时增加扭矩使其再次进入第一附着状态，而在由第二附着状态进入第一附着状态后及时降低扭矩使其再次进入第二附着状态，这样，车轮的路面附着状态在第一附着状态及第二附着状态内停留的时间较短，从而使得扭矩的控制范围也在较小的范围内，具体表现为在路面的附着能力等效轴扭的较小范围内波动(参见图6a)，提高车辆的行车稳定性。此外，由于第一附着状态下，车轮具有打滑趋势，但未发生打滑，因此，车辆的行车安全性也得到了保证。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图7，示出了本发明一实施例提供的一种路面附着系数的估算装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
第一变化率确定模块701，用于获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率。
第一路面附着状态判断模块702，用于根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态。
路面附着系数确定模块703，用于根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。
在本发明一实施例，路面附着系数确定模块703，可以包括：
多个第一附着率确定子模块，用于根据多个所述第一附着状态下的车辆参数确定多个第一附着率；
多个第一附着率确定目标附着率子模块，用于根据多个所述第一附着率确定第一目标附着率。
在本发明一实施例，多个第一附着率确定目标附着率子模块，可以包括：
时间间隔确定单元，用于获取相邻两个所述第一附着状态下的第一时刻及第二时刻，并根据所述第一时刻及所述第二时刻确定时间间隔，所述第一时刻早于所述第二时刻；
以第一时刻的附着率为目标单元，用于当所述时间间隔大于预设时间间隔时，以与所述第一时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率；
以第二时刻的附着率为目标单元，用于当所述时间间隔小于或等于所述预设时间间隔时，以与所述第二时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率。
在本发明一实施例，路面附着系数确定模块703，包括：
确定第一目标附着率为路面附着系数单元，用于确定所述第一目标附着率为路面附着系数。
在本发明一实施例，路面附着系数确定模块703，包括：
第二附着率确定单元，用于根据第二附着状态下的车辆参数确定第二附着率；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为所述第二附着状态；
第二目标附着率确定单元，用于根据至少一个所述第二附着率确定第二目标附着率；
结合第二目标附着率确定单元，用于根据所述第一目标附着率及所述第二目标附着率确定路面附着系数。
在本发明一实施例，结合第二目标附着率确定单元，可以包括：
附着率差值确定子单元，用于确定所述第一目标附着率和所述第二目标附着率的附着率差值；
确定第一目标附着率为路面附着系数子单元，用于在所述附着率差值的绝对值大于预设附着率差值的情况下，确定所述第一目标附着率为路面附着系数；
确定第二目标附着率为路面附着系数子单元，用于在所述附着率差值的绝对值小于或等于预设附着率差值的情况下，确定所述第二目标附着率为路面附着系数。
在本发明一实施例，第二目标附着率确定单元，具体用于：
根据多个所述第二附着状态下的车辆参数确定多个对应的第二附着率，并选取多个所述第二附着率的最大值作为第二目标附着率。
参照图8，示出了本发明一实施例提供的一种扭矩控制的装置的结构框图，具体可以包括如下模块：
第二变化率确定模块801，用于获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率。
第二路面附着状态判断模块802，用于根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为第二附着状态。
第一附着状态下扭矩控制模块803，用于在所述第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至所述路面附着状态进入所述第二附着状态。
第二附着状态下扭矩控制模块804，用于在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
在本发明一实施例，该装置还可以包括：
路面附着系数获取模块，用于获取路面附着系数；
附着能力等效扭矩确定模块，用于根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
在本发明一实施例，第二附着状态下扭矩控制模块804，可以包括：
以第一步长增加子模块，用于在所述第二附着状态下，若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值大于第一预设扭矩差值，以所述第一预设扭矩差值为第一步长向所述附着能力等效扭矩增加，直至所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值小于或等于第一预设扭矩差值；
以附着能力等效扭矩作为输出子模块，用于若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与附着能力等效扭矩的扭矩差值小于或等于第一预设扭矩差值，以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩；
以第二步长增加子模块，用于在以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩后，若所述路面附着状态仍为所述第二附着状态，以第二步长逐渐增加所述电机输出扭矩，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态；
其中，所述第二步长小于所述第一步长。
在本发明一实施例，附着能力等效扭矩确定模块，可以包括：
轴荷和半径获取子模块，用于获取轴荷和车轮滚动半径；
结合轴荷和半径确定子模块，用于根据所述轴荷、所述车轮滚动半径，以及所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
在本发明一实施例，获取路面附着系数包括参照如上所述路面附着系数的估算装置。
本发明一实施例还提供了一种电子设备，可以包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上路面附着系数的估算方法或扭矩控制的方法。
本发明一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上路面附着系数的估算方法或扭矩控制的方法。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种路面附着系数的估算方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；
根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，包括：
根据多个所述第一附着状态下的车辆参数确定多个第一附着率；
根据多个所述第一附着率确定第一目标附着率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述第一附着率确定第一目标附着率，包括：
获取相邻两个所述第一附着状态下的第一时刻及第二时刻，并根据所述第一时刻及所述第二时刻确定时间间隔，所述第一时刻早于所述第二时刻；
当所述时间间隔大于预设时间间隔时，以与所述第一时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率；
当所述时间间隔小于或等于所述预设时间间隔时，以与所述第二时刻对应的所述第一附着状态下的第一附着率为第一目标附着率。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标附着率确定路面附着系数，包括：确定所述第一目标附着率为路面附着系数。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标附着率确定路面附着系数，包括：
根据第二附着状态下的车辆参数确定第二附着率；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为所述第二附着状态；
根据至少一个所述第二附着率确定第二目标附着率；
根据所述第一目标附着率及所述第二目标附着率确定路面附着系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一目标附着率及所述第二目标附着率确定路面附着系数，包括：
确定所述第一目标附着率和所述第二目标附着率的附着率差值；
在所述附着率差值的绝对值大于预设附着率差值的情况下，确定所述第一目标附着率为路面附着系数；
在所述附着率差值的绝对值小于或等于预设附着率差值的情况下，确定所述第二目标附着率为路面附着系数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据至少一个所述第二附着率确定第二目标附着率，包括：
根据多个所述第二附着状态下的车辆参数确定多个对应的第二附着率，并选取多个所述第二附着率的最大值作为第二目标附着率。
8.一种扭矩控制的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；
当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为第二附着状态；
在所述第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至所述路面附着状态进入所述第二附着状态；
在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取路面附着系数；
根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态，包括：
在所述第二附着状态下，若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值大于第一预设扭矩差值，以所述第一预设扭矩差值为第一步长向所述附着能力等效扭矩增加，直至所述附着能力等效扭矩的扭矩差值的绝对值小于或等于第一预设扭矩差值；
若当前扭矩小于所述附着能力等效扭矩且与附着能力等效扭矩的扭矩差值小于或等于第一预设扭矩差值，以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩；
在以所述附着能力等效扭矩作为电机输出扭矩后，若所述路面附着状态仍为所述第二附着状态，以第二步长逐渐增加所述电机输出扭矩，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态；
所述第二步长小于所述第一步长。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述根据所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩，包括：
获取轴荷和车轮滚动半径；
根据所述轴荷、所述车轮滚动半径，以及所述路面附着系数，确定路面的附着能力等效扭矩。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，获取路面附着系数包括参照权利要求1-7任一项所述的方法。
13.一种路面附着系数的估算装置，其特征在于，所述装置包括：
第一变化率确定模块，用于获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
第一路面附着状态判断模块，用于根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；
路面附着系数确定模块，用于根据所述第一附着状态下的车辆参数确定第一目标附着率，并根据所述第一目标附着率确定路面附着系数。
14.一种扭矩控制的装置，其特征在于，所述装置包括：
第二变化率确定模块，用于获取车轮角速度，根据车轮角速度得到车轮角速度的加速度的变化率；
第二路面附着状态判断模块，用于根据所述车轮角速度的加速度的变化率及阈值判断车轮的路面附着状态；其中，当所述车轮角速度的加速度的变化率大于阈值时，所述路面附着状态为第一附着状态；当所述车轮角速度的加速度的变化率小于或等于阈值时，所述路面附着状态为第二附着状态；
第一附着状态下扭矩控制模块，用于在所述第一附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩降低，直至所述路面附着状态进入所述第二附着状态；
第二附着状态下扭矩控制模块，用于在所述第二附着状态下，控制车轮对应的电机扭矩升高，直至所述路面附着状态进入所述第一附着状态。
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