[发明专利]一种基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制方法及其装置

权利要求书

1.一种基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制方法，其特征在于，包括：

获取侧向加速度、前轴垂向载荷和后轴垂向载荷；

根据前轴垂向载荷计算获得前轴路面附着系数，操作为：

获取车辆的车速和前轴轴速并将前轴轴速与车速进行比较；

在前轴轴速大于车速时，获取前轴扭矩驱动力并根据以下公式计算获得前轴路面附着系数μ_前；

其中，F_X前为前轴驱动力；μ_前为前轴路面附着系数；F_fl为左前轮垂向载荷；F_fr为右前轮垂向载荷；

根据后轴垂向载荷计算获得后轴路面附着系数，操作为：

获取车辆的车速和后轴轴速并将后轴轴速与车速进行比较；

在后轴轴速大于车速时，获取后轴扭矩驱动力并根据以下公式计算获得后轴路面附着系数μ_后，

其中，F_X后为后轴驱动力；μ_后为后轴路面附着系数；F_rl为左后轮垂向载荷；F_rr为右后轮垂向载荷；

根据前轴路面附着系数和侧向加速度计算获得前轴最大纵向加速度，进而获得前轴扭矩限制值；根据后轴路面附着系数和侧向加速度计算获得后轴最大纵向加速度，进而获得后轴扭矩限制值；

根据获得的前轴扭矩限制值和后轴扭矩限制值分别对车辆分配的前轴初始驱动扭矩和后轴初始驱动扭矩进行对应地调节。

2.根据权利要求1所述的基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制方法，其特征在于，获取前轴垂向载荷和后轴垂向载荷的操作为：

利用加速度计传感器采集纵向加速度和侧向加速度；

根据纵向加速度和侧向加速度并结合车辆的物理结构参数来对车辆每个车轮的垂向载荷进行估算；

前轴垂向载荷等于左前轮的垂向载荷加上右前轮的垂向载荷；

后轴垂向载荷等于左后轮的垂向载荷加上右后轮的垂向载荷。

3.根据权利要求2所述的基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制方法，其特征在于，车辆每个车轮的垂向载荷通过以下公式进行估算：

其中，F_fl为左前轮垂向载荷；F_fr为右前轮垂向载荷；F_rl为左后轮垂向载荷；F_rr为右后轮垂向载荷；L_r为后轴距；L_f为前轴距；L为轴距；A为后轴轮距；B为前轴轮距；h为质心高度；m为整车质量；a_x为纵向加速度；a_y为侧向加速度；g为重力加速度。

4.根据权利要求3所述的基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制方法，其特征在于，获得前轴扭矩限制值的操作包括：

对计算获得的左前轮垂向载荷和右前轮垂向载荷进行比较，选取两者中小的垂向载荷并代入以下公式一进行计算获得前轴扭矩限制值；

公式一：

其中，T_q前为前轴扭矩限制值，l为滚动半径；a_x前为前轴最大纵向加速度，所述前轴最大纵向加速度的计算公式如下：

其中，g为重力加速度；a_y为侧向加速度。

5.根据权利要求3所述的基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制方法，其特征在于，获得后轴扭矩限制值的操作包括：

对计算获得的左后轮垂向载荷和右后轮垂向载荷进行比较，选取两者中小的垂向载荷并代入以下公式二进行计算获得后轴扭矩限制值；

公式二：

其中，T_q后为后轴扭矩限制值，l为滚动半径，a_x后为后轴最大纵向加速度，计算公式如下：

其中，g为重力加速度；a_y为侧向加速度。

6.一种基于垂直载荷估算的四驱扭矩限制装置，包括用于获取侧向加速度和纵向加速度的信号采集模块(1)，其特征在于，还包括：

垂向载荷计算模块(2)，用于根据侧向加速度和纵向加速度估算获取前轴垂向载荷和后轴垂向载荷；

附着系数计算模块(3)，用于根据前轴垂向载荷和后轴垂向载荷分别进行计算获得前轴路面附着系数和后轴路面附着系数；所述前轴路面附着系数由以下公式计算获得：

其中，F_X前为前轴驱动力；μ_前为前轴路面附着系数；F_fl为左前轮垂向载荷；F_fr为右前轮垂向载荷；

所述后轴的路面附着系数由以下公式计算获得：

其中，F_X后为后轴驱动力；μ_后为后轴路面附着系数；F_rl为左后轮垂向载荷；F_rr为右后轮垂向载荷；

限扭条件判断模块(6)，用于获取CAN总线上的前轴轴速、后轴轴速和车速并在前轴轴速大于车速时，使附着系数计算模块(3)计算前轴路面附着系数，在后轴轴速大于车速时，使附着系数计算模块(3)计算后轴路面附着系数；

扭矩限制值计算模块(4)，用于根据前轴垂向载荷、后轴垂向载荷、前轴路面附着系数、后轴路面附着系数以及侧向加速度分别进行计算获得前轴扭矩限制值和后轴扭矩限制值；

扭矩限制控制模块(5)，用于根据获得的前轴扭矩限制值和后轴扭矩限制值分别对车辆分配的前轴初始驱动扭矩和后轴初始驱动扭矩进行对应地调节。