CN108016491B - 车辆及其后轮转向控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其后轮转向控制系统和方法，系统包括：第一后轮和第二后轮；后轮转向装置，包括第一电机、第二电机、第一转向器和第二转向器，第一电机通过第一转向器驱动第一后轮在第一预设范围内转动，第二电机通过第二转向器驱动第二后轮在第二预设范围内转动；用于检测车辆的状态参数的检测模块；电机控制器，电机控制器分别与检测模块、第一电机和第二电机相连，电机控制器用于根据车辆的状态参数对第一电机和第二电机进行控制，以通过第一转向器和第二转向器分别对第一后轮和第二后轮的转向进行控制，从而能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力。

Description

车辆及其后轮转向控制系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆的后轮转向控制系统、一种具有该系统的车辆以及一种车辆的后轮转向控制方法。

背景技术

相关技术提出了一种电动车转向控制方法，该方法把后轮转向当作主要的转向之一，大幅加大了后轮在整车转向过程中的作用，增强了低速转向灵活性。但是，其存在的问题是，在中高速行驶转向过程中，没有很好地控制后轮转向的状态，增大了中高速紧急转向的安全隐患。

因此，相关技术需要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆的后轮转向控制系统，能够精确地控制后轮转向，增强车辆中高速行驶的稳定性。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆。本发明的一个目的在于提出一种车辆的后轮转向控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的车辆的后轮转向控制系统，包括：第一后轮和第二后轮；后轮转向装置，所述后轮转向装置包括第一电机、第二电机、第一转向器和第二转向器，其中，所述第一电机与所述第一转向器相连，所述第一转向器与所述第一后轮相连，所述第一电机通过所述第一转向器驱动所述第一后轮在第一预设范围内转动，所述第二电机与所述第二转向器相连，所述第二转向器与所述第二后轮相连，所述第二电机通过所述第二转向器驱动所述第二后轮在第二预设范围内转动；检测模块，所述检测模块用于检测所述车辆的状态参数；电机控制器，所述电机控制器分别与所述检测模块、所述第一电机和所述第二电机相连，所述电机控制器用于根据所述车辆的状态参数对所述第一电机和所述第二电机进行控制，以通过所述第一转向器和所述第二转向器分别对所述第一后轮和所述第二后轮的转向进行控制。

根据本发明实施例提出的车辆的后轮转向控制系统，通过检测模块检测车辆的状态参数，进而电机控制器根据车辆的状态参数对第一电机和第二电机进行控制，以通过第一转向器和第二转向器分别对第一后轮和第二后轮的转向进行控制，从而能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力，确保车辆快速过弯的同时还保持车身稳定性。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种车辆，包括上述实施例的车辆的后轮转向控制系统。

根据本发明实施例提出的车辆，通过上述的后轮转向控制系统，能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力，确保车辆快速过弯的同时还保持车身稳定性。

为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种车辆的后轮转向控制方法，包括以下步骤：检测所述车辆的状态参数；根据所述车辆的状态参数对所述车辆的第一电机和所述第二电机进行控制，以对所述车辆的第一后轮和所述第二后轮的转向进行控制，其中，所述第一电机通过所述第一转向器驱动所述第一后轮在第一预设范围内转动，所述第二电机通过所述第二转向器驱动所述第二后轮在第二预设范围内转动。

根据本发明实施例提出的车辆的后轮转向控制方法，先检测车辆的状态参数，然后根据车辆的状态参数对第一电机和第二电机进行控制，以通过第一转向器和第二转向器分别对第一后轮和第二后轮的转向进行控制，从而能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力，确保车辆快速过弯的同时还保持车身稳定性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的车辆的后轮转向控制系统的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的车辆的后轮转向控制系统的方框示意图；

图3是根据本发明一个实施例的车辆的后轮转向控制系统的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的后轮转向装置的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的车辆的后轮转向控制系统的工作原理图；以及

图6是根据本发明实施例的车辆的后轮转向控制方法的流程图。

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。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的车辆的后轮转向控制系统、具有该系统的车辆以及车辆的后轮转向控制方法。

图1是根据本发明实施例的车辆的后轮转向控制系统的方框示意图。如图1所示，该车辆的后轮转向控制系统包括：第一后轮11、第二后轮12、后轮转向装置100、检测模块30和电机控制器40。

其中，后轮转向装置100包括第一电机21、第二电机22、第一转向器23和第二转向器24，第一电机21与第一转向器23相连，第一转向器23与第一后轮11相连，第一电机21通过第一转向器23驱动第一后轮11在第一预设范围内转动，第二电机22与第二转向器24相连，第二转向器24与第二后轮12相连，第二电机22通过第二转向器24驱动第二后轮22在第二预设范围内转动；检测模块30用于检测车辆的状态参数；电机控制器40分别与检测模块30、第一电机21和第二电机22相连，电机控制器40用于根据车辆的状态参数对第一电机21和第二电机22进行控制，以通过第一转向器23和第二转向器24分别对第一后轮11和第二后轮12的转向进行控制。

具体来说，在车辆行驶过程中，检测模块30可实时检测车辆的状态参数，电机控制器40可获取检测模块30检测到的车辆状态参数，并根据车辆状态参数判断车身的稳定状态，对车辆状态参数进行计算分析以获取驾驶员的操作意图例如左转或右转，然后电机控制器40可根据车身的稳定状态、驾驶员的操作意图和预设控制策略对第一电机21和第二电机22的转速和转角进行控制，以使车辆的后轮精确地与车辆的前轮保持同向的转向。

由此，本发明实施例的后轮转向控制系统，能够小范围精确控制后轮转向装置100的转向状态，通过后轮转向来增加车辆不足转向趋势，保证车身稳定性，减小甩尾事故发生的概率。并且，在整个车身动态运动变化的过程中，电机控制器40可随时根据车辆状态参数同步调节第一后轮11和第二后轮12的转向角度和转速，以使车辆尽可能快地过弯，同时还极大程度的保持车身稳定性。

根据本发明的一个具体实施例，如图3所示，后轮转向装置100可包括后轮转向横拉杆201、第一转向推杆202、第二转向推杆203、第一壳体206、第二壳体207、第一电机输出轴208、第二电机输出轴209、第一电机21和第二电机22。第一转向器23包括第一偏心轮204，第二转向器24包括第二偏心轮205。

其中，第一转向推杆202和第二转向推杆203的外端与相应的后轮转向横拉杆201的球头连接，第一转向推杆202和第二转向推杆203的内端面设有槽轨，第一偏心轮204和第二偏心轮205分别在第一转向推杆202和第二转向推杆203的槽轨上运动，以推动相应的后轮转向横拉杆201横向运动。

第一偏心轮204通过第一电机输出轴208与第一电机21相连，第二偏心轮205通过第二电机输出轴209与第二电机22相连，第一电机21和第二电机22的控制信号接收端连接到电机控制器40，第一电机21和第二电机22可在电机控制器40的控制下分别独立控制相应的后轮转向。

并且，如图3所示，后轮转向装置100还可包括第一电机转角传感器210、第二电机转角传感器211和动力电池212，其中，第一电机转角传感器210装配在第一电机输出轴208，第一电机转角传感器210用于检测第一电机21的转角和转速；第二电机转角传感器211装配在第二电机输出轴209，第二电机转角传感器211用于检测第二电机22的转角和转速；动力电池212用于为后轮转向装置100提供电能。

基于上述结构，本发明实施例的电机控制器40可通过第一电机21和第二电机22精确的控制相应地偏心轮204(205)旋转，偏心轮204(205)推动后轮转向横拉杆201发生直线移动，由此即可控制第一后轮11和第二后轮的转向，使得后轮的转向与前轮方向保持一致，加强车辆的不足转向趋势，提升过弯速度，纠正车辆姿态，保证车身稳定性。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，电机控制器40通过CAN总线50与检测模块30、第一电机21和第二电机22进行通信。具体来说，检测模块30可将检测到的车辆状态参数发送到CAN总线50，然后CAN总线50再将车辆状态参数转发给电机控制器40，由此电机控制器40通过CAN总线50可获取车辆状态参数。同理，电机控制器40可将电机控制信号发送给到CAN总线50，然后CAN总线50再将电机控制信号转发给第一电机21和第二电机22，由此即第一电机21和第二电机22即可根据电机控制信号分别控制第一后轮11和第二后轮12。

根据本发明的一个实施例，车辆的状态参数包括每个车轮的轮速、前轮转角、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角。

具体地，如图2所示，检测模块30包括对应安装于每个车轮的轮速传感器301，轮速传感器轮速用于检测对应车轮的轮速。以图3为例，车辆包括4个车轮，即第一前轮13、第二前轮14、第一后轮11和第二后轮12，可在4个车轮分别对应安装一个轮速传感器301，轮速传感器301将检测到的对应车轮的轮速上传至CAN总线50，CAN总线50再将每个车轮的轮速发送给电机控制器40。

如图2所示，检测模块30还可包括前轮转角传感器302，前轮转角传感器302安装于车辆的前轮转向传动轴，前轮转角传感器302用于检测前轮转角(前轮转向角度)和前轮转速。具体地，如图3所示，车辆的前轮转向装置可包括第一前轮13、第二前轮14、轮速传感器301、转角传感器302、前轮转向节臂101、前轮转向机102、前轮转向横拉杆103、前轮转向传动轴104、前轮转向管柱105、方向盘106，其中，驾驶员可通过操纵方向盘106来驱动第一前轮13、第二前轮14，同时在前轮转向传动轴104上装配前轮转角传感器302，前轮转角传感器302可连接到CAN总线50以将检测到的前轮转向角度和转速发送给CAN总线50，CAN总线50再将前轮转向角度发送给电机控制器40。

如图2所示，检测模块30还可包括陀螺传感器303和后轴侧偏角检测单元304。其中，陀螺传感器303用于检测实际横摆角速度ra、实际纵向加速度ay、实际侧向加速度ax，陀螺传感器303可连接到CAN总线50以将实际横摆角速度ra、实际纵向加速度ay、实际侧向加速度ax发送给CAN总线50，CAN总线50再将实际横摆角速度ra发送给电机控制器40；后轴侧偏角检测单元304可根据实际横摆角速度ra计算出实际后轴侧偏角，后轴侧偏角检测单元304可连接到CAN总线50以将实际后轴侧偏角发送给CAN总线50，CAN总线50再将实际后轴侧偏角发送给电机控制器40。

检测模块30即后轴侧偏角检测单元304可根据以下公式获取实际后轴侧偏角：

其中，α为实际后轴侧偏角，β为质心侧偏角，Lr为后轴到质心的距离，ra为实际横摆角速度，Vx为纵向车速，δ为前轮转角，为稳定性因数，m为车辆的质量，L为轴距，Lf为前轴到质心的距离，K₁为前轮侧偏刚度，K₂为后轮侧偏刚度。

需要说明的是，后轴侧偏角检测单元304还可与电机控制器40集成设置，也就是说，实际后轴侧偏角也可由电机控制器40计算得到。

由此，检测模块30将每个车轮的轮速、前轮转角、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角通过CAN总线50发送给电机控制器40，电机控制器40对每个车轮的轮速、前轮转角、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角进行分析、运算处理，并最终控制第一电机21和第二电机22的转角和转速，从而让第一后轮11和第二后轮12根据车身稳定性趋势而发生精准的微小转向，保证车身稳定性。

具体来说，电机控制器40用于根据每个车轮的轮速获取车辆的纵向车速，根据车辆的纵向车速和前轮转角获取目标横摆角速度，并根据目标横摆角速度、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角对第一电机21和第二电机22进行控制。

具体地，电机控制器40可根据第一前轮13、第二前轮14、第一后轮11和第二后轮12的轮速获取4个车轮轮速的平均值，并根据4个车轮轮速的平均值获取纵向车速。

具体地，电机控制器40根据以下公式计算目标横摆角速度：

其中，rd为目标横摆角速度，Vx为纵向车速，δ为前轮转角，为稳定性因数，m为车辆的质量，L为轴距即前后轮之间的轮心距离，Lf为前轴到车辆质心的距离，前轴可指两前轮轮心的连线，Lr为后轴到质心的距离，后轴可指两后轮轮心的连线，K₁为前轮侧偏刚度，K₂为后轮侧偏刚度。

具体来说，根据二自由度模型的转向原理，在车辆高速紧急转向行驶过程中，最理想的安全状态是满足原始的轨迹行驶，原始路径跟随性好，车辆不产生任何不可控的因素，因此可以根据转角传感器302和轮速传感器所采集的数据实时了解驾驶员的意图，并计算得到的出现不可控因素之前的最大的安全目标横摆角速度(基于汽车理论，当特征车速时，汽车稳态横摆角速度增益达到最大值)。根据线性二自由度汽车模型公式可知关于轴距、前轮转角、纵向速度、横摆角速度的计算公式，因此，目标横摆角速度的计算公式如下：

同时，根据二自由度汽车模型公式，实际后轴侧偏角的计算公式如下：

由此，将目标横摆角速度、实际后轴侧偏角的计算原理编写入电机控制器40中，电机控制器40可根据接收到的各信号计算得到目标横摆角速度和实际后轴侧偏角，并将目标横摆角速度与实际横摆角速度进行比较，然后根据上述比较结果和实际后轴侧偏角控制后轮转向装置100的执行动作。

根据本发明的一个具体实施例，电机控制器40用于在目标横摆角速度与实际横摆角速度之间的差值大于第一阈值或者实际后轴侧偏角大于第二阈值时调整第一电机21和第二电机22的转角和转速。

具体来说，本发明实施例的后轮转向控制系统可预先设定第一阈值即横摆角速度差值门限△r1(后轮转向介入横摆控制门限值)和第二阈值即后轴侧偏角门限值α1(后轮转向介入门限值)。

电机控制器40在获取目标横摆角速度rd、由陀螺传感器测得的实际横摆角速度ra和实际后轴侧偏角α之后，可将目标横摆角速度rd与由陀螺传感器测得的实际横摆角速度ra进行比较，以得到横摆角速度差值即第一差值△r，例如△r＝rd-ra，在△r＞△r1或α>α1时，电机控制器40可后轮转向控制系统进入后轮辅助转向系统控制模式，即电机控制器40控制第一电机21和第二电机22的转速和转角，以保证目标横摆角速度rd与实际横摆角速度ra之间的差值小于等于第一阈值，且实际后轴侧偏角α小于等于第二阈值。

即言，电机控制器40可通过对第一后轮11和第二后轮12的转向状态进行控制，可使目标横摆角速度rd与实际横摆角速度ra之间的差值保持在小于等于第一阈值的范围内，且使实际后轴侧偏角α保持在小于等于第二阈值的范围内，从而保持车身稳定性。

更具体地，电机控制器40可通过以下方式对第一后轮11和第二后轮12的转向状态进行控制，即电机控制器40通过第一电机21和第二电机22精确的控制相应地偏心轮204(205)旋转，偏心轮204(205)推动后轮转向横拉杆201发生直线移动，由此即可控制第一后轮11和第二后轮12旋转相应的转速以及转角，使后轮的转向与前轮方向保持一致，从而加强车辆的不足转向趋势，提升过弯速度，纠正车辆姿态，保证车身稳定性。

另外，在整个车身动态运动变化的过程中，电机控制器40也可以随时根据横摆角速度和后轴侧偏角的变化过程同步调节第一后轮11和第二后轮12的转向角度及转速，以确保车辆尽可能快地过弯的同时还极大程度的保持车身稳定性。

下面结合图4以车辆高速紧急变道工况为例来说明本发明实施例的工作原理。

假设驾驶者在高速驾车过程中遇到紧急情况，例如发现障碍物或是路面湿滑，需要采取车辆紧急变道的措施，通常会急打方向或是方向盘打得过大。

如图4所示，如果采取后轮无转向的相关技术即方式1，则车辆很容易导致车辆甩尾，例如向图4中箭头方向。

而如果采用本发明实施例的后轮转向控制系统即方式2，电机控制器40根据车辆的状态参数对第一后轮11和第二后轮12的转向进行控制，以在快速紧急变道时将横摆角速度和后轴侧偏角这两个变量控制在相应地预设范围内，从而可使得车辆快速变道的同时极大可能保持车身稳定性。

换言之，在高速紧急变道工况过程中，电机控制器40通过后轮转向装置100控制横摆角速度和后轴侧偏角保持在预设范围内，以保证整车的稳定性，降低因为高速不稳定而产生事故的概率。

综上，根据本发明实施例提出的车辆的后轮转向控制系统，通过检测模块检测车辆的状态参数，进而电机控制器根据车辆的状态参数对第一电机和第二电机进行控制，以通过第一转向器和第二转向器分别对第一后轮和第二后轮的转向进行控制，从而能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力，确保车辆快速过弯的同时还保持车身稳定性。

下面对结合图5对后轮转向装置100的具体结构进行详细描述。其中，需要说明的是，在图5实施例中，前述的第一电机21即为左后转向电机110、前述的第二电机22即为右后转向电机120、前述的第一转向器23即为左后转向器150、前述的第二转向器24即为右后转向器160，前述的第一转向推杆202即为左后蜗轮槽轨推轴152、前述的第二转向推杆203即为右后蜗轮槽轨推轴162、前述的第一偏心轮204即为左后偏心轮151、前述的第二偏心轮205即为右后偏心轮161、前述的第一壳体206即为左后壳体191、前述的第二壳体207即为右后壳体192、前述的第一电机转角传感器210即为左后转速传感器170、前述的第二电机转角传感器211即为右后转速传感器180，前述的电机控制器50即为车辆控制中心。

如图5所示，用于车辆的后轮转向装置100可以包括左后转向电机110和右后转向电机120、左后减速机构130和右后减速机构140、左后转向器150和右后转向器160。

其中，左后转向电机110用于为车辆的左后轮210提供转向动力，左后转向电机110可以单独控制左后轮210的转向；右后转向电机120用于为车辆的右后轮220提供转向动力，右后转向电机120可以单独控制右后轮220的转向。

左后减速机构130与左后转向电机110相连，左后减速机构130用于降低左后转向电机110的输出转速且增加扭矩；右后减速机构140与右后转向电机120相连，右后减速机构140用于降低右后转向电机120的输出转速且增加扭矩。

左后转向器150连接在左后减速机构130与车辆的左后轮210之间，用于将左后减速机构130的扭矩传递给左后轮210，左后转向器150直接驱动左后轮210转向；右后转向器160连接在右后减速机构140与车辆的右后轮220之间，用于将右后减速机构140的扭矩传递给右后轮220，右后转向器160直接驱动右后轮220转向。

本发明实施例的用于车辆的后轮转向装置100，左后轮210和右后轮220的转向过程相互独立，以确保车辆的后轮转向可以满足多种不同的工况，为车辆行驶的稳定性做出正面贡献。

左后减速机构130包括彼此啮合的左后蜗杆131和左后蜗轮132，左后蜗杆131与左后转向电机110相连，左后蜗轮132与左后转向器150相连。左后转向电机110的输出转速过高，左后蜗轮132和左后蜗杆131的减速机构可以降低左后转向电机110的输出转速，且用于增加转矩。

右后减速机构140包括彼此啮合的右后蜗杆141和右后蜗轮142，右后蜗杆141与右后转向电机120相连，右后蜗轮142与右后转向器160相连。右后转向电机120的输出转速过高，右后蜗轮142和右后蜗杆141的减速机构可以降低右后转向电机120的输出转速，且用于增加转矩。

左后转向器150包括左后偏心轮151，左后偏心轮151与左后减速机构130相连，左后偏心轮151转动以推动左后轮210转向。左后减速机构130可以驱动左后偏心轮151转动，进而左后偏心轮151可以推动左后轮210转向。

由于左后偏心轮151的转动中心与外周的距离不同，因此随着左后偏心轮151的转动，转动中心与左后轮210之间的距离必然发生改变，进而完成了对左后轮210的推动。

进一步地，左后转向器150还包括左后蜗轮槽轨推轴152，左后蜗轮槽轨推轴152与左后轮210相连，且左后蜗轮槽轨推轴152上设置有与左后偏心轮151的外周缘配合的左后配合槽101。

左后偏心轮151的外周缘可以在左后配合槽101中滑动，且随着左后偏心轮151的转动，左后偏心轮151必然会推动左后蜗轮槽轨推轴152，进而实现左后轮210的转向。

需要说明的是，左后蜗轮132与左后偏心轮151之间通过左后蜗轮中心轴133相连，左后蜗轮132的转矩可以通过左后蜗轮中心轴133传递至左后偏心轮151。

左后偏心轮151旋转小范围带动左后蜗轮槽轨推轴152横向移动，从而精确的平滑的控制左后轮210小范围转向，保证左后轮210转向在可控的范围内，为车辆行驶稳定性做出正面贡献。

右后转向器160包括右后偏心轮161，右后偏心轮161与右后减速机构140相连，且右后偏心轮161转动以推动右后轮220转向。右后减速机构140可以驱动右后偏心轮161转动，进而右后偏心轮161可以推动右后轮220转向。

由于右后偏心轮161的转动中心与外周的距离不同，因此随着右后偏心轮161的转动，转动中心与右后轮220之间的距离必然发生改变，进而完成了对右后轮220的推动。

进一步地，右后转向器160还包括右后蜗轮槽轨推轴162，右后蜗轮槽轨推轴162与右后轮220相连，且右后蜗轮槽轨推轴162上设置有与右后偏心轮161的外周缘配合的右后配合槽102。

右后偏心轮161的外周缘可以在右后配合槽102中滑动，且随着右后偏心轮161的转动，右后偏心轮161必然会推动右后蜗轮槽轨推轴162，进而实现右后轮220的转向。

需要说明的是，右后蜗轮142与右后偏心轮161之间通过右后蜗轮中心轴143相连，右后蜗轮142的转矩可以通过右后蜗轮中心轴143传递至右后偏心轮161。

右后偏心轮161旋转小范围带动右后蜗轮槽轨推轴162横向移动，从而精确的平滑的控制右后轮220小范围转向，保证右后轮220转向在可控的范围内，为车辆行驶稳定性做出正面贡献。

本发明实施例的后轮转向装置100还包括车辆控制中心例如电机控制器40，车辆控制中心分别与左后转向电机110和右后转向电机120相连。车辆控制中心可以控制左后转向电机110和右后转向电机120的转速，进而调整左后轮210和右后轮220的转向角度。

左后转向电机110与左后减速机构130之间设置有左后转速传感器170，左后转速传感器170用于检测左后转向电机110的转速且与车辆控制中心相连。左后转速传感器170检测到的左后转向电机110的转速可以传递给车辆控制中心，车辆控制中心可以根据左后转向电机110的转速来控制左后转向电机110。

右后转向电机120与右后减速机构140之间设置有右后转速传感器180，右后转速传感器180用于检测右后转向电机120的转速且与车辆控制中心相连。右后转速传感器180检测到的右后转向电机120的转速可以传递给车辆控制中心，车辆控制中心可以根据右后转向电机120的转速来控制右后转向电机120。

本发明实施例的后轮转向装置100还包括左后壳体191和右后壳体192，左后转速传感器170、左后蜗杆131、左后蜗轮132、左后偏心轮151以及左后蜗轮槽轨推轴152设置在所述左后壳体191内；右后转速传感器180、右后蜗杆141、右后蜗轮142、右后偏心轮161以及右后蜗轮槽轨推轴162设置在所述右后壳体192内。

本发明实施例的后轮转向装置100可以精确平滑地控制左后轮210和右后轮220小范围转动，保证左后轮210和右后轮220的转动在可控的范围内，且左后轮210和右后轮220的转动过程相互独立、互不影响，进而能够适应更多的工况，为车辆的平稳行驶做出正面的贡献。

本发明实施例还提出了一种车辆，包括上述实施例的车辆的后轮转向控制系统。

根据本发明实施例提出的车辆，通过上述的后轮转向控制系统，能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力，确保车辆快速过弯的同时还保持车身稳定性。

本发明实施例又提出了一种车辆的后轮转向控制方法。

图6是根据本发明实施例的车辆的后轮转向控制方法的流程图。如图6所示，车辆的后轮转向控制方法包括以下步骤：

S1：检测车辆的状态参数。

其中，车辆的状态参数包括每个车轮的轮速、前轮转角、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角。

S2：根据车辆的状态参数对车辆的第一电机和第二电机进行控制，以对车辆的第一后轮和第二后轮的转向进行控制，其中，第一电机通过第一转向器驱动第一后轮在第一预设范围内转动，第二电机通过第二转向器驱动第二后轮在第二预设范围内转动。

根据本发明的一个实施例，根据车辆的状态参数对车辆的第一电机和第二电机进行控制，包括：

根据每个车轮的轮速获取车辆的纵向车速；

根据车辆的纵向车速和前轮转角获取目标横摆角速度和目标后轴侧偏角；

根据目标横摆角速度、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角对第一电机和第二电机进行控制。

进一步地，根据本发明的一个实施例，，根据目标横摆角速度、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角对第一电机和第二电机进行控制，包括：

获取目标横摆角速度与实际横摆角速度之间的差值；

如果差值大于第一阈值或者实际后轴侧偏角大于第二阈值，则调整第一电机和第二电机的转角和转速。

具体地，可根据以下公式计算目标横摆角速度：

其中，rd为目标横摆角速度，Vx为纵向车速，δ为前轮转角，为稳定性因数，m为车辆的质量，L为轴距即前后轮之间的轮心距离，Lf为前轴到车辆质心的距离，前轴可指两前轮轮心的连线，Lr为后轴到质心的距离，后轴可指两后轮轮心的连线，K₁为前轮侧偏刚度，K₂为后轮侧偏刚度。

具体地，根据以下公式获取实际后轴侧偏角：

其中，α为实际后轴侧偏角，β为质心侧偏角，Lr为后轴到质心的距离，ra为实际横摆角速度，Vx为纵向车速，δ为前轮转角，为稳定性因数，m为车辆的质量，L为轴距，Lf为前轴到质心的距离，K₁为前轮侧偏刚度，K₂为后轮侧偏刚度。

综上，根据本发明实施例提出的车辆的后轮转向控制方法，先检测车辆的状态参数，然后根据车辆的状态参数对第一电机和第二电机进行控制，以通过第一转向器和第二转向器分别对第一后轮和第二后轮的转向进行控制，从而能够小范围精确地控制后轮转向，可以更大强度抵抗车辆甩尾或失控，增强车辆中高速行驶的稳定性，提升车辆快速紧急过弯的能力，确保车辆快速过弯的同时还保持车身稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

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 (6)

1.一种车辆的后轮转向控制系统，其特征在于，包括：

第一后轮和第二后轮；

后轮转向装置，所述后轮转向装置包括第一电机、第二电机、第一转向器和第二转向器，其中，所述第一电机与所述第一转向器相连，所述第一转向器与所述第一后轮相连，所述第一电机通过所述第一转向器驱动所述第一后轮在第一预设范围内转动，所述第二电机与所述第二转向器相连，所述第二转向器与所述第二后轮相连，所述第二电机通过所述第二转向器驱动所述第二后轮在第二预设范围内转动；

检测模块，所述检测模块用于检测所述车辆的状态参数；

电机控制器，所述电机控制器分别与所述检测模块、所述第一电机和所述第二电机相连，所述电机控制器用于根据所述车辆的状态参数对所述第一电机和所述第二电机进行控制，以通过所述第一转向器和所述第二转向器分别对所述第一后轮和所述第二后轮的转向进行控制；

其中，所述车辆的状态参数包括每个车轮的轮速、前轮转角、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角；

其中，所述电机控制器用于，根据所述每个车轮的轮速获取所述车辆的纵向车速，根据所述车辆的纵向车速和前轮转角获取目标横摆角速度，并根据所述目标横摆角速度、所述实际横摆角速度和所述实际后轴侧偏角对所述第一电机和所述第二电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的车辆的后轮转向控制系统，其特征在于，所述电机控制器用于，在所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度之间的差值大于第一阈值或者所述实际后轴侧偏角大于第二阈值时调整所述第一电机和所述第二电机的转角和转速。

3.根据权利要求1所述的车辆的后轮转向控制系统，其特征在于，所述电机控制器通过CAN总线与所述检测模块、所述第一电机和所述第二电机进行通信。

4.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-3中任一项所述的车辆的后轮转向控制系统。

5.一种车辆的后轮转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述车辆的状态参数；

根据所述车辆的状态参数对所述车辆的第一电机和第二电机进行控制，以对所述车辆的第一后轮和第二后轮的转向进行控制，其中，所述第一电机通过第一转向器驱动所述第一后轮在第一预设范围内转动，所述第二电机通过第二转向器驱动所述第二后轮在第二预设范围内转动；

其中，所述车辆的状态参数包括每个车轮的轮速、前轮转角、实际横摆角速度和实际后轴侧偏角；

其中，所述根据所述车辆的状态参数对所述车辆的第一电机和所述第二电机进行控制，包括：

根据所述每个车轮的轮速获取所述车辆的纵向车速；

根据所述车辆的纵向车速和前轮转角获取目标横摆角速度和目标后轴侧偏角；

根据所述目标横摆角速度、所述实际横摆角速度和所述实际后轴侧偏角对所述第一电机和所述第二电机进行控制。

6.根据权利要求5所述的车辆的后轮转向控制方法，其特征在于，所述根据所述目标横摆角速度、所述实际横摆角速度和所述实际后轴侧偏角对所述第一电机和所述第二电机进行控制，包括：

获取所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度之间的差值；

如果所述差值大于第一阈值或者所述实际后轴侧偏角大于第二阈值，则调整所述第一电机和所述第二电机的转角和转速。