CN113071559A - 一种车辆转向模式的切换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆转向模式的切换方法及装置，其中切换方法包括：获取车辆的状态参数，其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式；根据确定的转向模式进行转向行驶；该切换方法能够在低速驾驶时由驾驶员手动切换三种特殊转向模式，具有较大的灵活性，能够有效的提高车辆通过性；同时该切换方法能够在车辆正常行驶时依据车辆状态自动判断车辆转向模式，减轻驾驶员的负担；该切换方法通过切换条件的限制提高车辆切换时的安全性，并减少切换时的顿挫感，实现各转向模式的顺滑切换。

Description

一种车辆转向模式的切换方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种分布式电驱动车辆的转向模式切换方法及装置。
背景技术
目前，混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车是新能源汽车的三个主要的研究方向。而纯电动汽车作为汽车工业未来发展的主要方向之一，其三大重要部件动力电池、驱动电机和整车控制系统都较研究初期有了很大的发展。分布式电驱动车辆作为一种新型的电驱动方式正受到越来越多的重视。分布式电驱动车辆通过四个安装在车轮内部的轮毂电机直接对车轮的驱动力矩进行控制，具有传动链短、布置灵活、控制响应快等特点，被誉为是电动汽车发展的最终形式。
分布式电驱动车辆的每个车轮转向角可以达到90度，并且由于其驱动电机被集成到每个车轮上，所以其每个车轮的驱动力矩也是独立可控的。为了提高分布式电驱动车辆在中高速的转向稳定性和循迹能力。中速采用了横摆角速度反馈和前轮转角前馈的综合转向控制方法；高速时采用四轮转向和横摆力矩集成控制的方法，同时控制四轮转角和驱动力矩。
因此，分布式电驱动车辆可实现多种转向模式，具有楔形转向、横向行驶、原地转向、前轮转向、四轮异向转向、中速转向控制和集成控制，整车系统有7种转向模式，同时考虑驻车制动，则整车系统有8种模式可供选择，整车系统较为复杂。为了实现转向模式间的平滑转换，需要设计特殊的转向模式切换逻辑。
在正常行驶模式，若转向模式控制系统不能根据驾驶情形自动切换转向模式，驾驶员就需要依据车辆的行驶状态，不断地在各种转向模式间进行切换，而增加了驾驶员的操作负担，甚至还可能因为转向模式的突然切换出现车辆失稳的情况。
发明内容
为了解决上述目的，本发明提供一种根据车辆状态自动控制车辆进入合适的转向模式，减少驾驶员的负担，提高驾驶员的驾驶体验的车辆转向模式的切换方法及装置。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种车辆转向模式的切换方法，包括：
获取车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；
根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，具体包括：
当所述车速大于或等于第一阈值，则采用集成控制转向模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角小于或等于第三阈值，则采用中速转向控制模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角大于所述第三阈值，则采用四轮异向转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角小于第四阈值，则采用前轮转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角大于或等于所述第四阈值，则采用四轮异向转向模式；
根据确定的转向模式进行转向行驶。
作为一种可选的技术方案，在根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，之前还包括：
获取车辆每个驱动轮的轮速；
确定每个驱动轮的轮速的绝对值小于10r/min。
作为一种可选的技术方案，在根据确定的转向模式进行转向行驶，的过程中，任意车轮的目标转向角和实际转向角之差的绝对值小于
Figure BDA0002988420410000021
作为一种可选的技术方案，所述前轮转向角为前轴中心线上的虚拟转向角，根据公式(1)确定
δf＝δSw/iSw (1)
上式中，δf为前轮转向角，δSw为方向盘转角，iSw为转向系传动比。
作为一种可选的技术方案，所述中速转向控制模式采用的是横摆角速度反馈和前轮转角前馈的综合转向控制方法。
作为一种可选的技术方案，所述集成控制模式采用四轮转向和横摆力矩集成控制的方法。
另一方面，本发明还提供一种车辆转向模式的切换装置，包括：
获取单元，用于获取车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；
确定单元，用于根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，具体包括：
当所述车速大于或等于第一阈值，则采用集成控制转向模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角小于或等于第三阈值，则采用中速转向控制模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角大于所述第三阈值，则采用四轮异向转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角小于第四阈值，则采用前轮转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角大于或等于所述第四阈值，则采用四轮异向转向模式；
转向行驶单元，用于根据确定的转向模式进行转向行驶。
在上述切换装置中，可选的，在根据确定的转向模式进行转向行驶，的过程中，任意车轮的目标转向角和实际转向角之差的绝对值小于
Figure BDA0002988420410000031
在上述切换装置中，可选的，所述前轮转向角为前轴中心线上的虚拟转向角，根据公式(1)确定
δf＝δSw/iSw (1)
上式中，δf为前轮转向角，δSw为方向盘转角，iSw为转向系传动比。
本发明相对于现有技术的有益效果是：该切换方法能够在低速驾驶时由驾驶员手动切换三种特殊转向模式，具有较大的灵活性，能够有效的提高车辆通过性；同时该切换方法能够在车辆正常行驶时依据车辆状态自动判断车辆转向模式，减轻驾驶员的负担；该切换方法通过切换条件的限制提高车辆切换时的安全性，并减少切换时的顿挫感，实现各转向模式的顺滑切换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种车辆转向模式的切换方法中的切换逻辑图；
图2是本发明一实施例提供的一种车辆转向模式的切换方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的一种车辆转向模式的切换方法中的正常行驶模式切换逻辑图；
图4是本发明一实施例提供的一种车辆转向模式的切换装置的结构图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参照图1，图1是本实施例提供的一种车辆转向模式的切换方法中的切换逻辑图，从图1中可以看出，车辆通电后首先进入驻车制动模式，车辆启动运行后，系统实时检测车辆的转向模式，若旧转向模式和驾驶员期望的转向模式不一致，进入转向模式切换模块，将转向模式切换为新转向模式，此时，驾驶员期望的转向模式只能是楔形转向、横向行驶、原地转向和正常行驶模式四种转向模式。
车辆通电后，由驾驶员手动选择楔形转向模式、横向行驶模式、原地转向模式三种特殊转向模式和正常行驶模式，其中，正常行驶模式包括四轮异向转向模式、前轮转向模式、中速转向模式和集成控制转向模式；根据驾驶员的选择，控制车辆进入对应的转向模式。
在此需要说明的是，楔形转向模式指的是汽车在四轮转角相同时行驶，这时转角不等于0和±π/2；横向行驶模式指的是车辆以车轮转角为±π/2的状态下行驶；原地转向模式指的是左前轮和右后轮、左后轮和右前轮分别以π/2和-π/2的转角行驶，使得车辆的转弯半径为零；
四轮异向转向模式指的是车辆的四轮都以不同的转角低速行驶，这时转角由阿克曼转向原理确定；前轮转向模式指的是车辆的前轮为转向轮，后轮的转角始终为零的转向模式；中速转向模式指的是此时车辆的车轮转角由横摆角速度反馈和前轮比例前馈综合的控制方法确定；集成控制转向模式指的是此时车辆可以通过一个集成控制器同时控制四轮的转角和驱动力矩；
参照图2，图2是本实施例提供的一种车辆转向模式的切换方法的流程图，该切换方法具体包括：
S10：获取车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；
需要说明的是，前轮转向角为前轴中心线上的虚拟转向角，根据公式(1)确定
δf＝δSw/iSw (1)
上式中，δf为前轮转向角，δSw为方向盘转角，iSw为转向系传动比。
另外，驾驶员在手动切换时，系统会判断每个驱动轮的轮速的绝对值是否会小于10r/min，如式(2)所示，使得车辆只能在低速条件下切换到楔形转向模式、横向行驶模式、原地转向模式和正常行驶模式，如果满足条件，再进入切换模块切换到新的转向模式；
Figure BDA0002988420410000051
上式中，i表示同一侧的前后轮，j表示同一轴的左右轮，w表示车轮的轮速，F表示前轴，R表示后轴，l表示左轮，r表示右轮。
另外，在正常行驶模式的自动切换过程中，系统会判断任意车轮的目标转向角和实际转向角之差的绝对值是否小于
Figure BDA0002988420410000052
如式(3)所示，以避免车辆的车轮转角在自动切换时出现大的突变导致车辆失稳；
Figure BDA0002988420410000053
上式中，δtarget表示任意车轮的目标转向角，δactual表示任意车轮的实际转向角。
参照图3，在正常行驶模式，系统会根据车辆实际状态确定适合的转向模式，这时的转向模式由设计的模糊逻辑根据前轮转角和实际车速确定，具体的如步骤S20所示。
S20：根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，具体包括：
当所述车速大于或等于第一阈值，则采用集成控制转向模式；
需要说明的是，在本实施例中，第一阈值的范围是车速72km/h到120km/h；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角小于或等于第三阈值，则采用中速转向控制模式；
需要说明的是，在本实施例中，第二阈值的范围是车速36km/h到72km/h，第三阈值的范围是转角0.62rad到0.78rad；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角大于所述第三阈值，则采用四轮异向转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角小于第四阈值，则采用前轮转向模式；
需要说明的是，在本实施例中，第四阈值的范围是0.40rad到0.62rad；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角大于或等于所述第四阈值，则采用四轮异向转向模式；
S30：根据确定的转向模式进行转向行驶。
该切换方法能够在低速驾驶时由驾驶员手动切换三种特殊转向模式，具有较大的灵活性，能够有效的提高车辆通过性；同时该切换方法能够在车辆正常行驶时依据车辆状态自动判断车辆转向模式，减轻驾驶员的负担；该切换方法通过切换条件的限制提高车辆切换时的安全性，并减少切换时的顿挫感，实现各转向模式的顺滑切换。
另外，参照图4，图4是本实施例提供的一种车辆转向模式的切换装置的结构图，该切换装置具体包括：
获取单元100，用于获取车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；在此需要说明的是，由于具体的获取方法以及过程在上述切换方法的步骤S10中已经详细阐述，故在此不再赘述。
确定单元200，用于根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，具体包括：在此需要说明的是，由于具体的确定方法以及过程在上述切换方法的步骤S20中已经详细阐述，故在此不再赘述。
当所述车速大于或等于第一阈值，则采用集成控制转向模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角小于或等于第三阈值，则采用中速转向控制模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角大于所述第三阈值，则采用四轮异向转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角小于第四阈值，则采用前轮转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角大于或等于所述第四阈值，则采用四轮异向转向模式；
转向行驶单元300，用于根据确定的转向模式进行转向行驶；在此需要说明的是，由于具体的行驶转向方法以及过程在上述切换方法的步骤S30中已经详细阐述，故在此不再赘述。
另外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的任何无线通信设备的指纹融合识别方法的部分或全部步骤。
另外，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单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以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器中。基于这样的理解，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全部或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器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。
以上参照附图描述了根据本发明的实施例的用于实现服务链的方法的示例性流程图。应指出的是，以上描述中包括的大量细节仅是对本发明的示例性说明，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该方法可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、包含、功能等关系可以与所描述和图示的不同。

Claims (10)

1.一种车辆转向模式的切换方法，其特征在于，包括：
获取车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；
根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，具体包括：
当所述车速大于或等于第一阈值，则采用集成控制转向模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角小于或等于第三阈值，则采用中速转向控制模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角大于所述第三阈值，则采用四轮异向转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角小于第四阈值，则采用前轮转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角大于或等于所述第四阈值，则采用四轮异向转向模式；
根据确定的转向模式进行转向行驶。
2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，在根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，之前还包括：
获取车辆每个驱动轮的轮速；
确定每个驱动轮的轮速的绝对值小于10r/min。
3.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于：在根据确定的转向模式进行转向行驶，的过程中，任意车轮的目标转向角和实际转向角之差的绝对值小于
Figure FDA0002988420400000011
4.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于：所述前轮转向角为前轴中心线上的虚拟转向角，根据公式(1)确定
δf＝δSw/iSw (1)
上式中，δf为前轮转向角，δSw为方向盘转角，iSw为转向系传动比。
5.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于：所述中速转向控制模式采用的是横摆角速度反馈和前轮转角前馈的综合转向控制方法。
6.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于：所述集成控制模式采用四轮转向和横摆力矩集成控制的方法。
7.一种车辆转向模式的切换装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括前轮转向角和车速；
确定单元，用于根据所述前轮转向角和车速确定车辆的转向模式，具体包括：
当所述车速大于或等于第一阈值，则采用集成控制转向模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角小于或等于第三阈值，则采用中速转向控制模式；
当所述车速小于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，同时所述前轮转向角大于所述第三阈值，则采用四轮异向转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角小于第四阈值，则采用前轮转向模式；
当所述车速小于所述第二阈值，且所述前轮转向角大于或等于所述第四阈值，则采用四轮异向转向模式；
转向行驶单元，用于根据确定的转向模式进行转向行驶。
8.根据权利要求7所述的切换装置，其特征在于：在根据确定的转向模式进行转向行驶，的过程中，任意车轮的目标转向角和实际转向角之差的绝对值小于
Figure FDA0002988420400000021
9.根据权利要求7所述的切换装置，其特征在于：所述前轮转向角为前轴中心线上的虚拟转向角，根据公式(1)确定
δf＝δSw/isw (1)
上式中，δf为前轮转向角，δSw为方向盘转角，iSw为转向系传动比。
10.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种车辆转向模式的切换方法的步骤。
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