CN106553688A - 四驱车辆的控制方法、系统及四驱车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四驱车辆的控制方法、系统及四驱车辆，该方法包括：检测方向盘转角和当前转向模式，根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，根据每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向，检测当前的车速，并根据车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，根据每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。本发明实施例的方法不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

Description

四驱车辆的控制方法、系统及四驱车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种四驱车辆的控制方法、系统及四驱车辆。

背景技术

如图1所示，四驱车辆的转向状态通常包括：转向初始化状态1、前轮转向2、后轮转向3、蟹形转向4、四轮转向5、四轮同转弯角转向6、四轮同转向90°转向7、四轮原地转向8。如图2所示，相关技术中四驱车辆转向通常采用的机械结构，包括：一个整车控制器、四个转向电机控制器、四个转向电机、四个驱动电机控制器、四个驱动电机。相关技术中，虽然通过上述的机械结构可以实现四轮转向的各种状态，但是不能很好对四个驱动轮的扭矩进行合理的分配，而且从检测每个车轮的转弯角到各车轮完成转弯角的时间比较长。从而导致车辆进行转向时，能量损耗大，轮胎磨损严重，且耗时长，影响车辆操控性能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种四驱车辆的控制方法。该方法不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且具有扭矩分配合理的优点，降低轮胎磨损并提升车辆的操控性能。

本发明的第二个目的在于提出了一种四驱车辆的控制系统。

本发明第三个目的在于提出一种四驱车辆。

为达上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种四驱车辆的控制方法，包括以下步骤：检测方向盘转角和当前转向模式；根据所述方向盘转角和车辆参数确定所述当前转向模式下每个车轮的目标转角，其中，所述车辆参数至少包括轴距L和轮距B；根据所述每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向；检测当前的车速，并根据所述车速和所述每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数；以及根据所述每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。

本发明实施例的四驱车辆的控制方法，首先根据方向盘的转角和四驱车辆的轴距和轮距确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，以该目标转角驱动对应车轮转向，从而能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，然后根据车速和该目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，具有扭矩分配合理的优点，并根据该扭矩分配系数对对应车轮施加相应驱动力。该方法不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

本发明第二方面的实施例公开了一种四驱车辆的控制系统，包括：检测模块，用于检测方向盘转角和当前转向模式；控制模块，用于根据所述方向盘转角和车辆参数确定所述当前转向模式下每个车轮的目标转角，并根据所述每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向，以及根据当前的车速和所述每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，其中，所述车辆参数至少包括轴距L和轮距B；以及驱动模块，用于根据所述每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。

本发明实施例的四驱车辆的控制系统，首先根据方向盘的转角和四驱车辆的轴距和轮距确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，以该目标转角驱动对应车轮转向，从而能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，然后根据车速和该目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，具有扭矩分配合理的优点，并根据该扭矩分配系数对对应车轮施加相应驱动力。该方法不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

本发明第三方面的实施例公开了一种四驱车辆，该车辆包括：上述第二方面实施例所述的四驱车辆的控制系统。该四驱车辆不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是相关技术中四驱车辆的转向状态示意图；

图2是相关技术中四驱车辆进行转向控制所采用的机械结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的四驱车辆的控制方法的流程图；

图4是根据本发明一个实施例的四驱车辆的控制方法中的车辆参数(如轴距和轮距)的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的四驱车辆的控制系统的结构框图；

图6是根据本发明一个实施例的四驱车辆的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的四轮驱动的控制方法和系统。

图3为根据本发明一个实施例的四轮驱动的控制方法的流程图。

如图3所示，根据本发明一个实施例的四轮驱动的控制方法，包括以下步骤：

S101，检测方向盘转角和当前转向模式。

其中，如图1所示，转向模式例如包括：转向初始化模式、前轮转向模式、后轮转向模式、蟹行转向模式、四轮转向模式、四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式和四轮原地转向模式。

需要说明的是，每个车轮的目标转角需要符合阿克曼转角，即可以使每个车轮绕着一点做圆周运动，以实现车辆转弯顺畅。

S102，根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角。

其中，车辆参数包括但不限于轴距L和轮距B，如图4所示，示出了轴距L和轮距B两个车辆参数。

以下具体描述如何确定多种转向模式下的每个车轮的目标转角。

1、如果当前转向模式为前轮转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与所述α的关系式为两后轮的目标转向角为0；

当方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转向角为α，右前轮的目标转角γ与α的关系式为两后轮的目标转向角为0。

2、如果当前转向模式为后轮转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右后轮的目标转角为α，左后轮的目标转角θ与α的关系为且两后轮均逆时针转向，两前轮的目标转角为0；

当方向盘逆时针转角为α时，则左后轮的目标转角为α，右后轮的目标转角与α的关系式为且两后轮均顺时针转向，两前轮的目标转角为0。

3、如果当前转向模式为蟹形转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与α的关系式为右后轮的目标转角与α的关系式为左后轮的目标转角θ与α的关系式为

当方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转角为α，右前轮的目标转角γ与α关系式为左后轮的目标转角θ与α的关系式为右后轮的目标转角与α的关系式为

4、如果当前转向模式为四轮转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与α的关系式为右后轮的目标转角为-α，左后轮的目标转角为-β；

当方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转角为α，右前轮的目标转角γ与α的关系式为左后轮的目标转角为-α，右后轮的目标转角为-γ。

5、如果当前转向模式为四轮同转弯角转向模式或者四轮同转向90°转向模式，则每个车轮的目标转角均与方向盘转角相同。

6、如果当前转向模式为四轮原地转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：方向盘转角为0，左前轮的目标转角β满足且为正值，右前轮的目标转角为-β，左后轮的目标转角为-β，右后轮的目标转角为β。

根据上述6种方式可以准确且快速地确定多种转向模式下的每个车轮的目标转角。

S103，根据每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向。由于可以准确且快速地确定多种转向模式下的每个车轮的目标转角，因此，也就能够准确、快速地完成多种转向模式下的车轮转向动作。

S104，检测当前的车速，并根据车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数。其中，扭矩分配系数是指每个车轮上的分配扭矩与四个车轮总扭矩的比值。

四驱车辆处在转向状态时，相同的时间内，每个车轮走过的距离可能不同，使得每个车轮所需要的驱动力也不相同，所以此时需要对每个车轮的扭矩进行计算和分配，以使各车轮获得相应驱动力，从而增加车辆转向的灵敏性，实现车辆的快速转向。

以下具体描述多种转向模式下的扭矩分配情况。

1、如果当前转向模式为转向初始化模式、四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式或四轮原地转向模式，则根据车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，包括：每个车轮的扭矩分配系数均为0.25，其中，在四轮原地转向模式时，两侧车轮的驱动力方向相反。

2、如果当前转向模式为前轮转向模式、后轮转向模式、蟹行转向模式或四轮转向模式，则根据车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，包括：当车速小于预设车速时，每个车轮的扭矩分配系数均为0.25。

3、如果当前转向模式为前轮转向模式且车速大于预设车速，则当方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：当方向盘逆时针转角为α时，左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：

4、如果当前转向模式为后轮转向模式且车速大于预设车速(如5千米/小时)，则当方向盘顺时针转角为α时，右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：当方向盘逆时针转角为α时，左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：

5、如果当前转向模式为蟹形转向模式且车速大于预设车速，则当方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：当方向盘逆时针转角为α，左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：

6、如果当前转向模式为四轮转向模式且车速大于预设车速，则当方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：当方向盘的逆时针转角为α时，左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为

根据上述的6中扭矩分配方式，在多种转向模式下均具有扭矩分配合理的优点。

S105，根据每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。

本发明实施例的四驱车辆的控制方法，首先根据方向盘的转角和四驱车辆的轴距和轮距确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，以该目标转角驱动对应车轮转向，从而能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，然后根据车速和该目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，具有扭矩分配合理的优点，并根据该扭矩分配系数对对应车轮施加相应驱动力。该方法不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

图5是根据本发明一个实施例的四驱车辆的控制系统的结构框图。如图5所示，根据本发明的实施例公开了一个四驱车辆的控制系统，包括：检测模块10、控制模块20和驱动模块30。

具体地，检测模块10用于检测方向盘转角和当前转向模式。控制模块20用于根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，并根据每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向，以及根据当前的车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，其中，所述车辆参数至少包括轴距L和轮距B。驱动模块30用于根据每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。

具体而言，车辆参数包括但不限于轴距L和轮距B，如图4所示，示出了轴距L和轮距B两个车辆参数。

如图1所示，转向模式例如包括：转向初始化模式、前轮转向模式、后轮转向模式、蟹行转向模式、四轮转向模式、四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式和四轮原地转向模式，

需要说明的是，每个车轮的目标转角需要符合阿克曼转角，即可以使每个车轮绕着一点做圆周运动，以实现车辆转弯顺畅。

以下具体描述如何确定多种转向模式下的每个车轮的目标转角。

1、如果当前转向模式为前轮转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与所述α的关系式为两后轮的目标转向角为0；

当方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转向角为α，右前轮的目标转角γ与α的关系式为两后轮的目标转向角为0。

2、如果当前转向模式为后轮转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右后轮的目标转角为α，左后轮的目标转角θ与α的关系为且两后轮均逆时针转向，两前轮的目标转角为0；

当方向盘逆时针转角为α时，则左后轮的目标转角为α，右后轮的目标转角与α的关系式为且两后轮均顺时针转向，两前轮的目标转角为0。

3、如果当前转向模式为蟹形转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与α的关系式为右后轮的目标转角与α的关系式为左后轮的目标转角θ与α的关系式为

当方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转角为α，右前轮的目标转角γ与α关系式为左后轮的目标转角θ与α的关系式为右后轮的目标转角与α的关系式为

4、如果当前转向模式为四轮转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与α的关系式为右后轮的目标转角为-α，左后轮的目标转角为-β；

当方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转角为α，右前轮的目标转角γ与α的关系式为左后轮的目标转角为-α，右后轮的目标转角为-γ。

5、如果当前转向模式为四轮同转弯角转向模式或者四轮同转向90°转向模式，则每个车轮的目标转角均与方向盘转角相同。

6、如果当前转向模式为四轮原地转向模式，则根据方向盘转角和车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：方向盘转角为0，左前轮的目标转角β满足且为正值，右前轮的目标转角为-β，左后轮的目标转角为-β，右后轮的目标转角为β。

根据上述6种方式可以准确且快速地确定多种转向模式下的每个车轮的目标转角。由于可以准确且快速地确定多种转向模式下的每个车轮的目标转角，因此，也就能够准确、快速地完成多种转向模式下的车轮转向动作。

另外，扭矩分配系数是指每个车轮上的分配扭矩与四个车轮总扭矩的比值。四驱车辆处在转向状态时，相同的时间内，每个车轮走过的距离可能不同，使得每个车轮所需要的驱动力也不相同，所以此时需要对每个车轮的扭矩进行计算和分配，以使各车轮获得相应驱动力，从而增加车辆转向的灵敏性，实现车辆的快速转向。

以下具体描述多种转向模式下的扭矩分配情况。

1、如果当前转向模式为转向初始化模式、四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式或四轮原地转向模式，则根据车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，包括：每个车轮的扭矩分配系数均为0.25，其中，在四轮原地转向模式时，两侧车轮的驱动力方向相反。

2、如果当前转向模式为前轮转向模式、后轮转向模式、蟹行转向模式或四轮转向模式，则根据车速和每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，包括：当车速小于预设车速时，每个车轮的扭矩分配系数均为0.25。

3、如果当前转向模式为前轮转向模式且车速大于预设车速，则当方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：当方向盘逆时针转角为α时，左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：

4、如果当前转向模式为后轮转向模式且车速大于预设车速(如5千米/小时)，则当方向盘顺时针转角为α时，右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：当方向盘逆时针转角为α时，左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：

5、如果当前转向模式为蟹形转向模式且车速大于预设车速，则当方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：当方向盘逆时针转角为α，左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：

6、如果当前转向模式为四轮转向模式且车速大于预设车速，则当方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：左前轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：当方向盘的逆时针转角为α时，左前轮的扭矩分配系数为：右前轮的扭矩分配系数为：左后轮的扭矩分配系数为：右后轮的扭矩分配系数为

根据上述的6中扭矩分配方式，在多种转向模式下均具有扭矩分配合理的优点。

本发明实施例的四驱车辆的控制系统，首先根据方向盘的转角和四驱车辆的轴距和轮距确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，以该目标转角驱动对应车轮转向，从而能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，然后根据车速和该目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，具有扭矩分配合理的优点，并根据该扭矩分配系数对对应车轮施加相应驱动力。该方法不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

需要说明的是，本发明实施例的四驱车辆的控制系统的具体实现方式与本发明实施例的四驱车辆的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

图6是根据本发明一个实施例的四驱车辆的结构框图。如图6所示，根据本发明的实施例公开了一种四驱车辆，该四驱车辆100包括：上述任意一个实施例所述的四驱车辆的控制系统。该四驱车辆不仅能够准确、快速地完成不同转向模式下的车轮转向，而且能够合理分配扭矩，减少各驱动轮间的扭矩干涉，进而减少轮胎磨损，降低能耗，并提升车辆的操控性能。

另外，根据本发明实施例的四驱车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知，为了减少冗余，此处不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种四驱车辆的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测方向盘转角和当前转向模式；

根据所述方向盘转角和车辆参数确定所述当前转向模式下每个车轮的目标转角，其中，所述车辆参数至少包括轴距L和轮距B；

根据所述每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向；

检测当前的车速，并根据所述车速和所述每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数；以及

根据所述每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。

2.根据权利要求1所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，所述转向模式包括转向初始化模式、前轮转向模式、后轮转向模式、蟹行转向模式、四轮转向模式、四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式和四轮原地转向模式。

3.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为前轮转向模式，则所述根据方向盘转角和所述车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：

当方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与所述α的关系式为两后轮的目标转向角为0；

当所述方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转向角为α，右前轮的目标转角γ与所述α的关系式为两后轮的目标转向角为0。

4.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为后轮转向模式，则所述根据方向盘转角和所述车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：

当所述方向盘顺时针转角为α时，则右后轮的目标转角为α，左后轮的目标转角θ与所述α的关系为且两后轮均逆时针转向，两前轮的目标转角为0；

当所述方向盘逆时针转角为α时，则左后轮的目标转角为α，右后轮的目标转角与所述α的关系式为且两后轮均顺时针转向，两前轮的目标转角为0。

5.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为蟹形转向模式，则所述根据方向盘转角和所述车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：

当所述方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与所述α的关系式为右后轮的目标转角与所述α的关系式为左后轮的目标转角θ与所述α的关系式为

当所述方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转角为α，右前轮的目标转角γ与所述α关系式为左后轮的目标转角θ与所述α的关系式为右后轮的目标转角与所述α的关系式为

6.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为四轮转向模式，则所述根据方向盘转角和所述车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：

当所述方向盘顺时针转角为α时，则右前轮的目标转角为α，左前轮的目标转角β与所述α的关系式为右后轮的目标转角为-α，左后轮的目标转角为-β；

当所述方向盘逆时针转角为α时，则左前轮的目标转角为α，右前轮的目标转角γ与所述α的关系式为左后轮的目标转角为-α，右后轮的目标转角为-γ。

7.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式，则每个车轮的目标转角均与所述方向盘转角相同。

8.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为四轮原地转向模式，则所述根据方向盘转角和所述车辆参数确定当前转向模式下每个车轮的目标转角，包括：

方向盘转角为0，左前轮的目标转角β满足且为正值，右前轮的目标转角为-β，左后轮的目标转角为-β，右后轮的目标转角为β。

9.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为转向初始化模式、四轮同转弯角转向模式、四轮同转向90°转向模式或四轮原地转向模式，则所述根据所述车速和所述每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，包括：

每个车轮的扭矩分配系数均为0.25，其中，在四轮原地转向模式时，两侧车轮的驱动力方向相反。

10.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为前轮转向模式、后轮转向模式、蟹行转向模式或四轮转向模式，则所述根据所述车速和所述每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，包括：

当所述车速小于预设车速时，每个车轮的扭矩分配系数均为0.25。

11.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为前轮转向模式且所述车速大于所述预设车速，则当所述方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}};$

当所述方向盘逆时针转角为α时，左前轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右后轮的扭矩分配系数为： $\frac{B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}}.$

12.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为后轮转向模式且所述车速大于所述预设车速，则当所述方向盘顺时针转角为α时，右后轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左前轮的扭矩分配系数为： $\frac{B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}};$

当所述方向盘逆时针转角为α时，左后轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右前轮的扭矩分配系数为： $\frac{B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{L^2+\frac{L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{L^2+{(B+\frac{L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}}.$

13.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为蟹形转向模式且所述车速大于所述预设车速，则当所述方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{tan\mathrm{\α}}}}{B+\frac{4*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}})}^2}},$

左前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}})}^2}}{B+\frac{4*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

右后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}}{B+\frac{4*L}{tan\mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}}{B+\frac{4*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}})}^2}};$

当所述方向盘逆时针转角为α，左前轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{tan\mathrm{\α}}}}{B+\frac{4*L}{tan\mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}})}^2}},$

右前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{4*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}})}^2}},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}}}{B+\frac{4*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}})}^2}},$

右后轮的扭矩分配系数为： $\frac{B+\frac{2*L}{\tan \mathrm{\α}}}{B+\frac{4*L}{\tan \mathrm{\α}}+\sqrt{4*L^2+\frac{4*L^2}{tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{4*L^2+{(B+\frac{2*L}{tan\mathrm{\α}})}^2}}.$

14.根据权利要求2所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，如果当前转向模式为四轮转向模式且所述车速大于所述预设车速，则当所述方向盘顺时针转角为α时，右前轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2},$

左前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2},$

右后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2};$

当所述方向盘的逆时针转角为α时，左前轮的扭矩分配系数为：

$\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2},$

右前轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2},$

左后轮的扭矩分配系数为： $\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*tan\mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2},$

右后轮的扭矩分配系数为 $\frac{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}{\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+\frac{L^2}{2*\tan \mathrm{\α}}}+\sqrt{{\left(\frac{L}{2}\right)}^2+{(B+\frac{L}{2*tan\mathrm{\α}})}^2}}*\frac{1}{2}.$

15.根据权利要求10-14任一项所述的四驱车辆的控制方法，其特征在于，所述预设车速为5千米/小时。

16.一种四驱车辆的控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测方向盘转角和当前转向模式；

控制模块，用于根据所述方向盘转角和车辆参数确定所述当前转向模式下每个车轮的目标转角，并根据所述每个车轮的目标转角驱动对应的车轮进行转向，以及根据当前的车速和所述每个车轮的目标转角确定当前转向模式下每个车轮的扭矩分配系数，其中，所述车辆参数至少包括轴距L和轮距B；以及

驱动模块，用于根据所述每个车轮的扭矩分配系数向对应的车轮施加相应的驱动力。

17.一种四驱车辆，其特征在于，包括：根据权利要求16所述的四驱车辆的控制系统。