车轮滑移率计算方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明属于车辆制动技术领域，更具体地，涉及一种车轮滑移率计算方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.无论传统燃油车还是新能源电动汽车，车辆底盘的驱动防滑和制动防抱死均是其重要且安全的功能配置。其中各轮的滑移率准确计算是驱动防滑和制动防抱死功能安全的基础，若各轮滑移率计算不准确则可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常等，均会对车辆安全行驶产生重要影响。因此滑移率的准确计算是车辆安全行驶的基础。
3.现有滑移率的计算方法仅仅采用各轮轮速除以车辆中心处的车速获取。该方案仅仅只能适用车辆处于直线行驶工况，若车辆处于转向行驶状态则各轮实际行驶轮速与车辆中心处车速差异较大的特性，尤其车辆处于大转向小转弯半径时，该差异巨大，导致各轮滑移率计算出现不准或错误可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常等，会严重影响车辆的行驶安全。
4.因此，急需一种既能适用机械转向的汽车，也可适用无转向结构而通过差速实现车辆转向的汽车，同时还可适用于任意轴数的汽车，对于汽车底盘构型无任何限制和要求，算法通用性高的车轮滑移率计算确定方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种车轮滑移率计算方法、装置、电子设备及存储介质，基于横摆角速度计算各轮的理论速度，并以此基础计算各轮的滑移率；不仅可适用机械阿克曼转向的汽车，也可适用无转向结构而通过差速实现车辆转向的汽车，同时还可适用于任意轴数的汽车，对于汽车底盘构型无任何限制和要求，算法通用性高，且均可准确地计算处各轮的滑移率，能够保证车辆驱动防滑和制动防抱死功能的正常实现，进而能够提高车辆的行驶安全。
6.为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种车轮滑移率计算方法，包括如下步骤：
7.≤1：根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；
8.≤2：根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；
9.s3：根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率。
10.进一步地，步骤≤1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向上的分速度通过式(1)表示：
11.vx
kt
＝v
kt
*cosθ
kt
(1)
12.其中，f为左侧或者右侧参考车轮的编号，t∈{1，2}，其中，t为1表示左侧参考车轮，t为2表示右侧参考车轮；k为参考车轴从车头开始依次编号的序号，k∈[1，n]，h为参考车轴的总数；v
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度；θ
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮与车身x向的夹角，车轮偏向车身右侧则为正，偏向车身左侧为负；vx
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身x向的分速度；
[0013]
步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度通过式(2)表示：
[0014]
vy
kt
＝v
kt
*sinθ
kt
ꢀꢀ
(2)
[0015]
其中，vy
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度。
[0016]
进一步地，步骤s1中刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度通过式(5)计算：
[0017]vij(kt)
＝w*l
ij(kt)
ꢀꢀ
(5)
[0018]
其中，j为左侧或者右侧实体车轮的编号，其中为1表示左侧车轮，为2表示右侧车轮；i为车辆车轴从车头开始依次编号的序号；v
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的相对线速度；w为车辆旋转的横摆角速度，通过安装于车辆中心的角速度传感器获取，车辆逆时为正，顺时针为负；l
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考轴的左侧或右侧参考车轮之间的距离；
[0019]
步骤s1中刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度通过式(8)计算：
[0020][0021]
其中：vx
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身x向的分量；vy
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身y向的分量；α
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮连线向量与车身x向之间的夹角，α
ij(kt)
∈[-π，π]。
[0022]
进一步地，步骤s1中实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度通过式(10)计算：
[0023][0024]
其中：vx1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧
参考车轮在车身x向上的绝对合速度；vy1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在车身y向上的绝对合速度。
[0025]
进一步地，步骤s2中实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度通过式(11)计算：
[0026]
v1
ij(kt)
＝|vx1
ij(kt)
*cosθ
ij
+vy1
ij(kt)
*sinθ
ij
|
ꢀꢀ
(11)
[0027]
其中：v1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在旋转方向上的绝对速度；θ
ij
第i车轴的左侧或右侧实体车轮与车身x向的夹角，车轮偏向车身右侧则为正，偏向车身左侧为负；
[0028]
对于无机械转向结构车辆的汽车，则θ
kt
＝0和θ
ij
＝0。
[0029]
进一步地，步骤s2中实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值通过式(12)计算：
[0030][0031]
其中：vmin
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的最小值；vmax
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的的最大值。
[0032]
进一步地，步骤s3中车轮的实时滑移率通过式(13)计算：
[0033][0034]
其中：s
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮的滑移率；β为车辆制动或者驱动的状态；v
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮中心的平移速度，其以轮转速为基础计算，其与v
kt
本质为一个变量，编号不同；v1为滑移率动态计算的关闭速度阈值；v2为动态计算的开启速度阈值，且v2》v1；v2、v1是可标定更改参数；
[0035]
若车辆处于制动状态，未抱死状态的车轮转速最大，则vmax
ij
有效，β取值为1；
[0036]
若车辆处于驱动状态，未滑转状态车轮转速最小，则vmin
ij
有效，β取值为-1。
[0037]
本发明的第二个方面提供一种车轮滑移率计算装置，包括：
[0038]
第一计算模块，用于根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；
[0039]
第二计算模块，根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；
[0040]
第三计算模块，根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率。
[0041]
本发明的第三个方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器和存储器相互连接；
[0042]
所述存储器用于存储计算机程序；
[0043]
所述处理器被配置用于在调用所述计算机程序时，执行上述车轮滑移率计算方法。
[0044]
本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述车轮滑移率计算方法。
[0045]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0046]
本发明的一种车轮滑移率计算方法，基于横摆角速度计算各轮的理论速度，并以此基础计算各轮的滑移率；具体地，根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率；本发明基于横摆角速度计算各轮的理论速度，并以此基础计算各轮的滑移率；无论车辆处于直线行驶还是转向行驶状态，或者转向不足或者转向过度状态等极端工况下，只要实时获取车辆的横摆角速度并结合车辆的尺寸则依然可准确计算各轮的滑移率。本发明适用性广泛，可适用于任意构型底盘的汽车。通过运动学计算获取滑移率可适用于无机械转向结构而通过差速转向的车辆，也可适用于带机械转向结构的汽车，还可适用于多轴或轮距不同的汽车；能够解决现有滑移率的计算方法仅仅采用各轮轮速除以车辆中心处的车速获取，只能适用车辆处于直线行驶工况，若车辆处于转向行驶状态则各轮实际行驶轮速与车辆中心处车速差异较大，导致各轮滑移率计算出现不准或错误可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常，严重影响车辆的行驶安全的问题。
附图说明
[0047]
图1为本发明实施例一种车轮滑移率计算方法的流程示意图；
[0048]
图2为本发明实施例一种车轮滑移率计算方法的无机械转向结构利用差速转向汽车的速度几何关系示意图；
[0049]
图3为本发明实施例一种车轮滑移率计算装置的结构示意图；
[0050]
图4为本发明实施例的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0051]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼
此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0052]
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0053]
滑移率的准确计算是车辆安全行驶的基础。现有滑移率的计算方法仅仅采用各轮轮速除以车辆中心处的车速获取。该方案仅仅只能适用车辆处于直线行驶工况，若车辆处于转向行驶状态则各轮实际行驶轮速与车辆中心处车速差异较大的特性，尤其车辆处于大转向小转弯半径时，该差异巨大，导致各轮滑移率计算出现不准或错误可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常等，会严重影响车辆的行驶安全。
[0054]
针对上述相关技术中存在的问题，本发明实施例提供一种车轮滑移率计算方法，该方法可以应用于服务器中，也可以应用于终端，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。其中，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。需要说明的是，本技术各实施例中提及的“多个”等的数量均指代“至少两个”的数量，比如，“多个”指“至少两个”。
[0055]
在对本发明实施例的具体实施方式进行说明之前，先对本发明实施例的主要应用场景进行说明。本发明实施例提供了一种车轮滑移率计算方法，该方法不仅可适用机械阿克曼转向的汽车，也可适用无转向结构而通过差速实现车辆转向的汽车，同时还可适用于任意轴数的汽车，对于汽车底盘构型无任何限制和要求，算法通用性高，能够保证驱动防滑和制动防抱死功能的正常实现，提高了车辆的行驶安全。
[0056]
需要说明的是，文中提到的车身x向指沿车辆纵向中心轴线的方向；车身y向指沿车辆横向向中心轴线的方向。
[0057]
如图1所示，本发明的一个方面提供一种车轮滑移率计算方法，本实施例以该方法应用于服务器进行举例说明，该方法包括以下步骤：
[0058]
s1:根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；
[0059]
s2:根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；
[0060]
s3:根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率。
[0061]
进一步地，在本发明的实施例中，步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度
以各参考车轮的实际转速为基础计算；步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向的分速度通过式(1)表示：
[0062]
vx
kt
＝v
kt
*cosθ
kt
ꢀꢀꢀ
(1)
[0063]
其中，t为参考车轴上左侧或者右侧参考车轮的编号，t∈{1，2}，其中，t为1表示左侧参考车轮，t为2表示右侧参考车轮；k为参考车轴从车头开始依次编号的序号，k∈[1，n]，n为参考车轴的总数；v
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度；θ
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮与车身x向的夹角，车轮偏向车身右侧则为正，偏向车身左侧为负；vx
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身x向的分速度；
[0064]
步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度通过式(2)表示：
[0065]
vy
kt
＝v
kt
*sinθ
kt
ꢀꢀ
(2)
[0066]
其中，vy
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度。
[0067]
进一步地，由于各参考车轮的胎压不一致，导致各参考车轮的半径不同，需要根据各参考车轮的胎压大小对各参考车轮的半径进行修正；因此，参考车轮中心的平移速度等于参考车轮转速乘以参考车轮修正半径；步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度通过式(3)表示：
[0068]vkt
＝w
kt
*τ
kt
ꢀꢀ
(3)
[0069]
其中：w
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的转速，通过传感器采集获得；τ
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的修正半径；
[0070]
其中，参考车轴上参考车轮的修正半径通过通过式(4)计算：
[0071][0072]
其中：τ
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的修正半径；rmax
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的最大轮胎半径；p
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的实际胎压，通过胎压传感器获取；pmin
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的最小允许胎压；pmax
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的最大允许胎压；rmin
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的最小轮胎半径；
[0073]
若第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的实际胎压等于最大允许胎压，则该参考车轮的修正半径等于车轮最大轮胎半径；即：若p
kt
＝pmax
kt
，则t
kt
＝rmax
kt
；
[0074]
若第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的实际胎压等于最小允许胎压，则该参考车轮的修正半径等于车轮最小轮胎半径；即：若p
kt
＝pmin
kt
，则τ
kt
＝rmin
kt
；
[0075]
若第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的实际胎压大于等于最小允许胎压，小于等于最大允许胎压，则该参考车轮的修正半径大于等于车轮最小轮胎半径，小于等于车轮最大轮胎半径；
[0076]
即：若pmin
kt
≤p
kt
≤pmax
kt
，则rmin
kt
≤τ
kt
≤rmax
kt
。
[0077]
进一步地，在本发明的实施例中，步骤≤1中刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度通过式(5)计算：
[0078]vij(kt)
＝＝w*l
ij(kt)
ꢀꢀ
(5)
[0079]
其中，j为左侧或者右侧实体车轮的编号，其中为1表示左侧车轮，为2表示右侧车轮；i为车轴从车头开始依次编号的序号；v
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的相对线速度；w为车辆旋转的横摆角速度，通过安装于车辆中心的角速度传感器获取，车辆逆时为正，顺时针为负；l
ij
(kt)为第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考轴的左侧或右侧参考车轮之间的距离；
[0080]
进一步的，在车辆直线行驶时，如无旋转运动，则车辆旋转的横摆角速度w等于0；车辆左转行驶时，做逆时针旋转运动，则车辆旋转的横摆角速度w小于0；车辆右转行驶，做顺时针旋转运动，则车辆旋转的横摆角速度w大于0；
[0081]
进一步的，由于车辆旋转的横摆角速度非常重要，其通过角速度传感器获取；由于车辆运动过程中震动，以及传感器精度问题，为了保证车辆旋转的横摆角速度的平滑性，需要对其进行滑动均值滤波处理；
[0082]
车辆旋转的横摆角速度的滑动均值滤波处理通过式(6)表示：
[0083][0084]
其中：w(a)为角速度传感器连续采集m个车辆旋转的横摆角度速度的第a个值；为角度传感器连续采集个车辆旋转的横摆角度速度的最小值；为角度传感器连续采集个车辆旋转的横摆角度速度的最大值；
[0085]
进一步地，第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮之间的距离l
ij(kt)
通过式(7)计算：
[0086][0087]
其中：di为第i车轴上的轮距；dk为第k参考车轴上的轮距；d
ik
为第i车轴与第k参考车轴的轴距；
[0088]
进一步，若第i车轴上的实体车轮与第k参考车轴上的参考车轮为同侧车轮，则|j-t|＝0或||j-t|-1|＝1，若第i车轴上的实体车轮与第k参考车轴上的参考车轮为异侧车轮，则|j-t|＝1或||j-t|-1|＝0。
[0089]
进一步地，如图2所示，在本发明的实施例中，步骤s1中所述刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度通过式(8)计算：
[0090]
[0091]
其中：vx
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身x向的分量；vy
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身y向的分量；α
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮连线向量与车身x向之间的夹角，α
ij(kt)
∈[-π，π]。
[0092]
进一步地，根据车轮安装的几何位置关系，可知：第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮连线向量与车身x向之间的夹角α
ij(kt)
通过式(9)表示：
[0093]
α
ij(kt)
＝π-α
kt(ij)
ꢀꢀ
(9)。
[0094]
进一步地，在本发明的实施例中，步骤s1中实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度通过式(10)计算：
[0095][0096]
其中：vx1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在车身x向上的绝对合速度；vy1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在车身y向上的绝对合速度；vx
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身x向的分量；vx
kt
为第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身x向的分速度；vy
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身y向的分量；vy
kt
为第k参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度。
[0097]
进一步地，在本发明的实施例中，步骤s2中实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度通过式(11)计算：
[0098]
v1
ij(kt)
＝|vx1
ij(kt)
*cosθ
ij
+vy1
ij(kt)
*sinθ
ij
|
ꢀꢀ
(11)
[0099]
其中：v1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在旋转方向上的绝对速度；θ
ij
第i车轴的左侧或右侧实体车轮与车身x向的夹角，车轮偏向车身右侧则为正，偏向车身左侧为负；θ
ij
与θ
kt
为同个角度，编号不同。
[0100]
进一步地，在本发明的实施例中，步骤s2中实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上绝对速度中的最大值和最小值通过式(12)计算：
[0101][0102]
其中：vmin
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的最小值；vmax
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的的最大值。
[0103]
进一步地，在本发明的实施例中，步骤s3中车轮的实时滑移率通过式(13)计算：
[0104][0105]
其中：s
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮的滑移率；β为车辆制动或者驱动的状态；v
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮中心的平移速度，其以轮转速为基础计算，其与v
kt
本质为一个变量，编号不同；v1为滑移率动态计算的关闭速度阈值；v2为动态计算的开启速度阈值，且v2＞v1；v2、v1是可标定更改参数。
[0106]
即，当实体车轮中心的平移速度小于等于滑移率动态计算的关闭速度阈值时，车轮的实时滑移率为零；
[0107]
当实体车轮中心的平移速度大于等于滑移率动态计算的开启速度阈值时，车轮的实时滑移率为：
[0108][0109]
进一步，由于车轮的胎压不一致，导致各车轮的半径不同，需要根据各车轮的胎压大小对各车轮的半径进行修正；因此，第i车轴的左侧或右侧实体车轮中心的平移速度等于第i车轴的左侧或右侧实体车轮转速乘以第i车轴的左侧或右侧实体车轮的修正半径；即，实体车轮中心的平移速度通过式(14)表示：
[0110]vij
＝w
ij
*τ
ij
ꢀꢀ
(14)
[0111]
其中：vxj为第i车轴的左侧或右侧实体车轮中心的平移速度；w
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮的转速，通过传感器采集获得；τ
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮的修正半径。
[0112]
进一步地，若车辆处于制动状态，未抱死状态的车轮转速最大，则vmax
il
有效，β取值为1；若车辆处于驱动状态，未滑转状态车轮转速最小，则vmin
ij
有效，β取值为-1。
[0113]
进一步地，当车辆速度在第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的最小值ymin
ij
和最大值ymax
ij
之间切换时，通过斜率过程控制避免急加速与急减速之间切换导致滑转率变化剧烈。
[0114]
进一步地，对于无机械转向结构车辆的汽车，则令θ
kt
＝0和θ
ij
＝0，并带入公式(12)～(13)计算，能够在其转向或直线行驶过程中准确计算得到滑移率。
[0115]
本发明提供的一种车轮滑移率计算方法，基于横摆角速度计算各轮的理论速度，并以此基础计算各轮的滑移率，不仅可适用机械阿克曼转向的汽车，也可适用无转向结构而通过差速实现车辆转向的汽车，同时还可适用于任意轴数的汽车，对于汽车底盘构型无任何限制和要求，算法通用性高；本发明能够保证车辆驱动防滑和制动防抱死功能正常实现，进而提高车辆行驶安全性；能够解决现有滑移率的计算方法仅仅采用各轮轮速除以车辆中心处的车速获取，只能适用车辆处于直线行驶工况，若车辆处于转向行驶状态则各轮实际行驶轮速与车辆中心处车速差异较大，导致各轮滑移率计算出现不准或错误可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常，严重影
响车辆的行驶安全的问题。
[0116]
如图3所示，本发明的第二方面提供一种车轮滑移率的计算装置，包括第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块。
[0117]
第一计算模块，用于根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；
[0118]
第二计算模块，根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；
[0119]
第三计算模块，根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率。
[0120]
需要说明的是，本发明的实施例提供的车轮滑移率的计算装置可以是运行于计算机设备中的一个计算机程序，包括程序代码，例如该车轮滑移率的计算装置为一个应用软件；该车轮滑移率的计算装置可以用于执行本发明实施例提供的上述方法中的相应步骤。
[0121]
在一些可行的实施方式中，本实施例提供的车轮滑移率的计算装置可以采用软硬件结合的方式实现，作为示例，本技术实施例车轮滑移率的计算装置可以是采用硬件译码处理器形式的处理器，其被编程以执行本技术实施例提供的车轮滑移率的计算方法，例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(asic，application specific integrated circuit)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、可编程逻辑器件(pld，programmable logic device)、复杂可编程逻辑器件(cpld，complex programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga，field-programmable gate array)或其他电子元件。
[0122]
在一些可行的实施方式中，本实施例提供的车轮滑移率的计算装置可以采用软件方式实现，其可以是程序和插件等形式的软件，并包括一系列的模块，以实现本发明实施例提供的控制方法。
[0123]
本实施例提供的车轮滑移率的计算装置，基于横摆角速度计算各轮的理论速度，并以此基础计算各轮的滑移率；具体地，根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率；不仅可适用机械阿克曼转向的汽车，也可适用无转向结构而通过差速实现车辆转向的汽车，同时还可适用于任意轴数的汽车，对于汽车底盘构型无任何限制和要求，算法通用性高，能够保证车辆驱动防滑和制动防抱死功能的正常实现，进而能够提高车辆的行驶安全；能够解决现有滑移率的计算方法仅仅采用各轮轮速除以车辆中心处的车速获取，只能适用车辆处于直线行驶工况，若车辆处于转向行驶状态则
各轮实际行驶轮速与车辆中心处车速差异较大，导致各轮滑移率计算出现不准或错误可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常，严重影响车辆的行驶安全的问题。
[0124]
本发明的第一个方面的提供的车轮滑移率的计算方法是依托电子设备实现的，如图4所示，本发明的第三个方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器(processor)、通信接口(communications interface)、至少一个存储器(memory)和通信总线，其中，至少一个处理器，通信接口，至少一个存储器通过通信总线完成相互间的通信；至少一个处理器可以调用至少一个存储器中的逻辑指令，以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤；即，存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的车轮滑移率的计算方法。
[0125]
上述的至少一个存储器中的逻辑指令可以通过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取存储介质中。基于这样的理解，本发明的第四个方面提供一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，通过计算机指令使计算机执行本发明第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的车轮滑移率的计算方法；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)执行本发明各个方法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。
[0126]
本发明的实施例提供的计算机可读存储介质，基于横摆角速度计算各轮的理论速度，并以此基础计算各轮的滑移率；具体地，根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率；不仅可适用机械阿克曼转向的汽车，也可适用无转向结构而通过差速实现车辆转向的汽车，同时还可适用于任意轴数的汽车，对于汽车底盘构型无任何限制和要求，算法通用性高，能够保证车辆驱动防滑和制动防抱死功能的正常实现，进而能够提高车辆的行驶安全；能够解决现有滑移率的计算方法仅仅采用各轮轮速除以车辆中心处的车速获取，只能适用车辆处于直线行驶工况，若车辆处于转向行驶状态则各轮实际行驶轮速与车辆中心处车速差异较大，导致各轮滑移率计算出现不准或错误可能导致驱动防滑和制动防抱死误触发或者不能正常触发或者触发后各轮的转矩控制异常，严重影响车辆的行驶安全的问题。
[0127]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，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。

技术特征：
1.一种车轮滑移率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；s2：根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；s3：根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率。2.根据权利要求1所述的车轮滑移率计算方法，其特征在于，步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向上的分速度通过式(1)表示：vx
kt
＝v
kt
*cosθ
kt
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，t为左侧或者右侧参考车轮的编号，t∈{1，2}，其中，t为1表示左侧参考车轮，t为2表示右侧参考车轮；k为参考车轴从车头开始依次编号的序号，k∈[1，n]，n为参考车轴的总数；v
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度；θ
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮与车身x向的夹角，车轮偏向车身右侧则为正，偏向车身左侧为负；vx
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身x向的分速度；步骤s1中参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度通过式(2)表示：vy
kt
＝v
kt
*sinθ
kt
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，vy
kt
为第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮中心的平移速度在车身y向的分速度。3.根据权利要求2所述的车轮滑移率计算方法，其特征在于，步骤s1中刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度通过式(5)计算：v
ij(kt)
＝w*l
ij(kt)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，j为同一车轴上左侧或者右侧车轮的编号，其中为1表示左侧车轮，为2表示右侧车轮；i为车辆车轴从车头开始依次编号的序号；v
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮的相对线速度；w为车辆旋转的横摆角速度，通过安装于车辆中心的角速度传感器获取，车辆逆时为正，顺时针为负；l
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考轴的左侧或右侧参考车轮之间的距离；步骤s1中刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度通过式(8)计算：其中：vx
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴的左侧或右侧实体车轮车轮的相对线速度在车身x向的分量；vy
ij(kt)
为刚体旋转导致第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮的相对线速度在车身y向的分量；α
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮与第k参考车轴的左侧或右侧参考车轮连线向
量与车身x向之间的夹角，α
ij(kt)
∈[-π，π]。4.根据权利要求3所述的车轮滑移率计算方法，其特征在于，步骤s1中实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度通过式(10)计算：其中：vx1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在车身x向上的绝对合速度；vy1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在车身y向上的绝对合速度。5.根据权利要求4所述的车轮滑移率计算方法，其特征在于，步骤s2中实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度通过式(11)计算：v1
ij(kt)
＝|vx1
ij(kt)
*cosθ
ij
+vy1
ij(kt)
*sinθ
ij
|
ꢀꢀꢀꢀ
(11)其中：v1
ij(kt)
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮相对第k参考车轴上左侧或右侧参考车轮在旋转方向上的绝对速度；θ
ij
第i车轴的左侧或右侧实体车轮与车身x向的夹角，车轮偏向车身右侧则为正，偏向车身左侧为负；对于无机械转向结构车辆的汽车，则θ
kt
＝0和θ
ij
＝0。6.根据权利要求5所述的车轮滑移率计算方法，其特征在于，步骤s2中实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值通过式(12)计算：其中：vmin
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的最小值；vmax
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮采用整车所有车轮为参考车轮时的绝对速度的的最大值。7.根据权利要求6所述的车轮滑移率计算方法，其特征在于，步骤s3中车轮的实时滑移率通过式(13)计算：其中：s
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮的滑移率；β为车辆制动或者驱动的状态；v
ij
为第i车轴的左侧或右侧实体车轮中心的平移速度，其以轮转速为基础计算，其与v
kt
本质为一个变量，编号不同；v1为滑移率动态计算的关闭速度阈值；v2为动态计算的开启速度阈值，且v2＞v1；v2、v1是可标定更改参数；若车辆处于制动状态，未抱死状态的车轮转速最大，则vmax
ij
有效，β取值为1；若车辆处于驱动状态，未滑转状态车轮转速最小，则vmin
ij
有效，β取值为-1。8.一种车轮滑移率计算装置，其特征在于，包括：第一计算模块，用于根据参考车轴上参考车轮中心的平移速度在车身x向和车身y向上
的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轴上参考车轮的相对线速度在车身x向与车身y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度；第二计算模块，根据实体车轮相对参考车轴上参考车轮在车身x向和车身y向上的绝对速度，计算实体车轮相对参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度和实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；第三计算模块，根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轴上参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率。9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器和存储器相互连接；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器被配置用于在调用所述计算机程序时，执行如权利要求1-6中任一项所述的车轮滑移率计算方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1-6中任一项所述的车轮滑移率计算方法。

技术总结
本发明公开了一种车轮滑移率计算方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：根据参考车轮中心平移速度在车身X向和车身Y向的分速度、刚体旋转运动导致实体车轮相对参考车轮的相对线速度在车身X向、Y向的分速度，计算实体车轮相对参考车轮在车身X向、Y向上的绝对速度；根据实体车轮相对参考车轮在车身X向、Y向上的绝对速度，计算实体车轮相对所有参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值；根据实体车轮中心的平移速度、实体车轮相对所有参考车轮在旋转方向上的绝对速度中的最大值、最小值计算车轮的实时滑移率；算法通用性高，能够保证车辆驱动防滑和制动防抱死功能的正常实现，进而能够提高车辆的行驶安全。进而能够提高车辆的行驶安全。进而能够提高车辆的行驶安全。


技术研发人员：杨国超 杨龙 张伟超 徐自立 王龙
受保护的技术使用者：东风越野车有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/7/17