本發(fā)明涉及汽車，尤其涉及車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、四輪獨立轉(zhuǎn)向車輛的每個車輪都配備了一個轉(zhuǎn)向電機，可以實現(xiàn)每個車輪的獨立轉(zhuǎn)向。對于四輪獨立轉(zhuǎn)向車輛而言，由于沒有了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的物理約束，車輛在轉(zhuǎn)彎行駛過程中需要全部車輪協(xié)同配合轉(zhuǎn)向，共同完成轉(zhuǎn)彎行駛的動作。在這個過程中，由于阿克曼轉(zhuǎn)向原理的存在，每個車輪的轉(zhuǎn)角都不相同，如果轉(zhuǎn)向過程中各輪轉(zhuǎn)向角度不同步則會出現(xiàn)輪胎拖拽現(xiàn)象，造成輪胎磨損嚴重，且會導致車輛無法按照預定的軌跡行駛，影響車輛的操縱穩(wěn)定性。因此，為了降低輪胎磨損程度并提高車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，需要考慮四輪獨立轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角異速同步控制問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明通過提供車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制方法及裝置，解決了如何實現(xiàn)車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角異速同步控制的技術(shù)問題。

2、一方面，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制方法，包括：

4、車輛轉(zhuǎn)向時確定車輛的轉(zhuǎn)向模式；

5、確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角；

6、獲取各個車輪的實際轉(zhuǎn)角、車輛虛擬主軸的第一輸出轉(zhuǎn)速和各個車輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的第二輸出轉(zhuǎn)速；

7、根據(jù)所述理想轉(zhuǎn)角、所述實際轉(zhuǎn)角、所述第一輸出轉(zhuǎn)速和所述第二輸出轉(zhuǎn)速確定各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩；

8、控制各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)輸出對應的所述驅(qū)動力矩，以驅(qū)動各個車輪轉(zhuǎn)動。

9、可選地，確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角，包括：

10、若所述轉(zhuǎn)向模式為原地轉(zhuǎn)向模式，則確定左前輪和右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角均為-arctan(b/l)、右前輪和左后輪的所述理想轉(zhuǎn)角均為arctan(b/l)，b為車輛的左右軸距，l為車輛的前后軸距。

11、可選地，確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角，包括：

12、若所述轉(zhuǎn)向模式為楔形轉(zhuǎn)向模式，則確定左前輪、右前輪、左后輪、右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角相同。

13、可選地，確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角，包括：

14、若所述轉(zhuǎn)向模式為蟹形轉(zhuǎn)向模式，則確定左前輪和右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角均為90°、左后輪和右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角均為-90°。

15、可選地，確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角，包括：

16、若所述轉(zhuǎn)向模式為軸心轉(zhuǎn)向模式，則確定左前輪和右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角均為0°、右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角為90°、左后輪的所述理想轉(zhuǎn)角為-90°。

17、可選地，確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角，包括：

18、若所述轉(zhuǎn)向模式為前輪轉(zhuǎn)向模式，則獲取車輛的車速、前軸轉(zhuǎn)角和橫擺角速度；

19、根據(jù)所述車速、所述前軸轉(zhuǎn)角和所述橫擺角速度計算左前輪和右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角。

20、可選地，根據(jù)所述車速、所述前軸轉(zhuǎn)角和所述橫擺角速度計算左前輪和右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，包括：

21、根據(jù)公式δfl＝(δf+δ)計算左前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，根據(jù)公式δfr＝(δf-δ)計算右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δfl為左前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δfr為右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δf為所述前軸轉(zhuǎn)角，δ由等式確定，v為所述車速在車輛橫向的分速度，a為車輛質(zhì)心至前軸的距離，ωr為所述橫擺角速度，u所述車速在車輛縱向的分速度，b為車輛的左右軸距，l為車輛的前后軸距。

22、可選地，確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角，包括：

23、若所述轉(zhuǎn)向模式為四輪轉(zhuǎn)向模式，則獲取車輛的車速、前軸轉(zhuǎn)角和橫擺角速度；

24、根據(jù)所述車速、所述前軸轉(zhuǎn)角和所述橫擺角速度計算各個車輪的所述理想轉(zhuǎn)角。

25、可選地，根據(jù)所述車速、所述前軸轉(zhuǎn)角和所述橫擺角速度計算各個車輪的所述理想轉(zhuǎn)角，包括：

26、根據(jù)公式δfl＝(δf+δ)計算左前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，根據(jù)公式δfr＝(δf-δ)計算右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δfl為左前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δfr為右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δf為所述前軸轉(zhuǎn)角；

27、根據(jù)公式δrl＝(δr+δr)計算左后輪的所述理想轉(zhuǎn)角，根據(jù)公式δrr＝(δr-δr)計算右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δrl為左后輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δrr為右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δr為車輛的后軸轉(zhuǎn)角，c1為大于零的常數(shù)，m為整車質(zhì)量，vx為所述車速，a為車輛質(zhì)心至前軸的距離，kf為前輪側(cè)偏剛度，b為車輛質(zhì)心至后軸的距離，kr為后輪側(cè)偏剛度，ωr為所述橫擺角速度；

28、δ由等式確定；

29、δr由等式確定；

30、v為所述車速在車輛橫向的分速度，u為所述車速在車輛縱向的分速度，b為車輛的左右軸距，l為車輛的前后軸距。

31、可選地，根據(jù)所述理想轉(zhuǎn)角、所述實際轉(zhuǎn)角、所述第一輸出轉(zhuǎn)速和所述第二輸出轉(zhuǎn)速確定各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩，包括：

32、根據(jù)所述理想轉(zhuǎn)角、所述實際轉(zhuǎn)角和所述第一輸出轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的目標轉(zhuǎn)速；

33、根據(jù)所述第二輸出轉(zhuǎn)速、所述目標轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩。

34、可選地，根據(jù)所述理想轉(zhuǎn)角、所述實際轉(zhuǎn)角和所述第一輸出轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的目標轉(zhuǎn)速，包括：

35、根據(jù)公式計算所述目標轉(zhuǎn)速，i＝1、2、3、4，i＝1代表左前輪、i＝2代表右前輪、i＝3代表左后輪、i＝4代表右后輪；

36、δi為第i個車輪的所述實際轉(zhuǎn)角，δfl為左前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δfr為右前輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δrl為左后輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δrr為右后輪的所述理想轉(zhuǎn)角，δδi為第i個車輪對應的轉(zhuǎn)角偏差，max(δδi)為各個車輪對應的轉(zhuǎn)角偏差中的最大值，ki為第i個車輪對應的比例調(diào)節(jié)系數(shù)，ωm為所述第一輸出轉(zhuǎn)速，為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的目標轉(zhuǎn)速。

37、可選地，根據(jù)所述理想轉(zhuǎn)角、所述實際轉(zhuǎn)角和所述第一輸出轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的目標轉(zhuǎn)速之后、根據(jù)所述第二輸出轉(zhuǎn)速、所述目標轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩之前，還包括：

38、獲取各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量、各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的相鄰兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量和輸出轉(zhuǎn)速；

39、根據(jù)所述第二輸出轉(zhuǎn)速、所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量、所述相鄰兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量和輸出轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)速補償量；

40、根據(jù)所述轉(zhuǎn)速補償量對所述目標轉(zhuǎn)速進行補償。

41、可選地，根據(jù)所述第二輸出轉(zhuǎn)速、所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量、所述相鄰兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量和輸出轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)速補償量，包括：

42、根據(jù)公式計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)速補償量，i＝1、2、3、4，i＝1代表左前輪、i＝2代表右前輪、i＝3代表左后輪、i＝4代表右后輪；

43、ji為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量，j(i-1)、j(i+1)分別為所述相鄰兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量，ki(i-1)、ki(i+1)分別為所述相鄰兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的反饋增益補償系數(shù)，ωi為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的所述第二輸出轉(zhuǎn)速，ωi-1、ωi+1分別為所述相鄰兩個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速，εi為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的所述轉(zhuǎn)速補償量。

44、可選地，根據(jù)所述第二輸出轉(zhuǎn)速、所述目標轉(zhuǎn)速計算各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩，包括：

45、根據(jù)公式計算所述驅(qū)動力矩，i＝1、2、3、4，i＝1代表左前輪、i＝2代表右前輪、i＝3代表左后輪、i＝4代表右后輪；

46、ωi為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的所述第二輸出轉(zhuǎn)速，為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的所述目標轉(zhuǎn)速，pi為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)與所述虛擬主軸之間的傳動環(huán)節(jié)阻尼系數(shù)，qi為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)與所述虛擬主軸之間的傳動環(huán)節(jié)剛度系數(shù)，ti為第i個車輪的所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的所述驅(qū)動力矩。

47、另一方面，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案：

48、一種車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，包括：

49、確定模塊，用于車輛轉(zhuǎn)向時確定車輛的轉(zhuǎn)向模式；

50、確定所述轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角；

51、獲取模塊，用于獲取各個車輪的實際轉(zhuǎn)角、車輛虛擬主軸的第一輸出轉(zhuǎn)速和各個車輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的第二輸出轉(zhuǎn)速；

52、所述確定模塊，還用于根據(jù)所述理想轉(zhuǎn)角、所述實際轉(zhuǎn)角、所述第一輸出轉(zhuǎn)速和所述第二輸出轉(zhuǎn)速確定各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩；

53、控制模塊，用于控制各個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)輸出對應的所述驅(qū)動力矩，以驅(qū)動各個車輪轉(zhuǎn)動。

54、另一方面，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案：

55、一種車輛，包括控制器和多個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，所述控制器通過上文中任一種車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制方法控制多個所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)動作。

56、另一方面，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案：

57、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)任一車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制方法的步驟。

58、本發(fā)明提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

59、本發(fā)明根據(jù)轉(zhuǎn)向模式下各個車輪的理想轉(zhuǎn)角、實際轉(zhuǎn)角、車輛虛擬主軸的第一輸出轉(zhuǎn)速和各個車輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的第二輸出轉(zhuǎn)速確定各個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力矩，控制各個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)輸出對應的驅(qū)動力矩，以驅(qū)動各個車輪轉(zhuǎn)動，相當于根據(jù)車輪的理想轉(zhuǎn)角與實際轉(zhuǎn)角的偏差確定各個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)實際輸出轉(zhuǎn)速的比例調(diào)節(jié)系數(shù)，由比例調(diào)節(jié)系數(shù)確定各個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的目標轉(zhuǎn)速，由目標轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)各個轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)實際輸出轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)各轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)的輸出力矩，可以使各個車輪同步達到對應的理想轉(zhuǎn)角，可以實現(xiàn)車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角異速同步控制，降低車輛轉(zhuǎn)向時的輪胎磨損程度和提高車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。