实现车辆原地转向的车辆控制方法、车辆控制器和车辆与流程

本技术涉及车辆动力控制领域，尤其涉及一种实现车辆原地转向的车辆控制方法、车辆控制器和车辆。

背景技术：

1、原地转向又称坦克原地掉头，通常需要通过液压制动系统抱死车辆转向内侧的后轮，或者，同时抱死车辆转向内侧的后轮及其对角车轮，并通过驱动其他车轮使车辆产生横摆力矩和横摆角速度。当横摆力矩与转动阻力矩平衡时，车辆形成稳定运行的横摆角速度，从而实现原地转向。然而，由于车辆原地转向过程中抱死的车轮会持续与地面摩擦，对车轮的磨损严重，实用性较低。

技术实现思路

1、本技术提出一种车辆原地转向的车辆控制方法、车辆控制器和车辆，在车辆原地转向过程中，根据车辆油门踏板开度控制转向内侧后轮锁止或者反向转动，可以在确保小转弯半径的同时降低对轮胎的磨损程度，提高车辆原地转向功能的实用性。

2、第一方面，本技术提供了一种用于实现车辆原地转向的车辆控制方法，该车辆控制方法用于在用户启动原地转向功能后实现该车辆的原地转向，该车辆控制方法包括当用户向左转动该车辆的方向盘大于预设角度、用户操作该车辆的油门踏板的开度大于零且用户操作该车辆的档位为前进档，驱动车辆的右前轮和右后轮正向转动、驱动该车辆的左后轮反向转动或者锁止该左后轮以使得该车辆原地转向。在该原地转向过程中，当用户操作该车辆的油门踏板的开度大于零且小于预设开度阈值，锁止该左后轮，当用户操作该车辆的油门踏板的开度大于或者等于该预设开度阈值，驱动该车辆的左后轮反向转动。

3、在驾乘车辆进行原地转向的场景下，用户在启动原地转向功能之后即可通过操作车辆的方向盘以及油门踏板实现车辆的原地转向功能。

4、首先，用户需要启动车辆的原地转向功能以使得车辆工作在原地转向模式下。在一种实施方式中，用户点击车辆的中控屏的车辆原地转向功能按钮。在一种实施方式，在车辆启动后且车辆处于静止状态下，用户向右或者向左转动车辆的方向盘的角度大于预设角度并踩下制动踏板的开度大于预设开度，而后用户松开制动踏板并踩下油门踏板即可使启动车辆的原地转向功能。

5、可以理解，本技术实施例对该预设开度阈值的具体数值不作限定，该预设开度阈值可以理解为一较小油门开度值，当油门踏板开度小于该预设开度阈值时，可以理解为用户期望车辆缓慢实现原地转向。此时，车辆可以通过锁止转向方向同侧的后轮减小车辆转弯半径。由于车辆缓慢转向对轮胎的磨损较小，可以实现低轮胎磨损的小转弯半径的原地转向。

6、进一步地，在原地转向过程中，当油门踏板的开度大于或者等于该预设开度阈值时，可以理解为用户期望车辆以较快速度实现原地转向。此时，车辆通过控制转向方向同侧的后轮反向转动，加速车辆的原地转向速度，并且该后轮与地面的摩擦形式由对轮胎磨损程度较高的滑动摩擦切换为对轮胎磨损程度较低的滚动摩擦，有利于降低轮胎在原地转向过程中的磨损。

7、可以理解，上述实施方式提供的车辆控制方法仅要求车辆的后轴车轮分别由两个电机驱动，对前轴车轮的驱动方式不作限定，即三电机架构的四驱车型和四电机架构的四驱车型均可以通过上述方法实现原地转向，实用性强。

8、根据本技术方案，用户在启动原地转向功能后可以通过转动方向盘角度和操作油门踏板的开度控制车辆进行原地转向运动。并且，在车辆原地转向的过程中，本技术提供的车辆控制方法会基于油门踏板的开度与预设开度阈值的关系控制转向内侧后轮的转动状态，使得该车轮在油门踏板的开度小于预设开度阈值时被锁止以减小转弯半径，并在油门踏板的开度大于预设开度阈值时反向转动以减小轮胎磨损程度，从而实现低轮胎磨损的小转弯半径的原地转向，提高原地转向功能的实用性。

9、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，锁止左后轮具体包括：控制左后轮对应的左后驱电机转速为零，或者，控制车辆的制动系统制动该左后轮以使该左后轮在车辆原地转向过程中的转速为零。

10、示例性的，在油门踏板的开度小于预设开度阈值时，电机控制器可以基于转速控制模式，以转速为0目标转速控制左后驱电机，通过持续调整左后驱电机驱动的驱动扭矩使得电机的实际转速为，此时左后轮在左后驱电机的带动下转速也为，即左后轮处于静止状态。也就是说，车辆可以通过控制驱动系统独立实现车辆的原地转向，需要控制的对象单一，复杂度低。

11、示例性的，在油门踏板的开度小于预设开度阈值时，制动系统中的中央控制器可以控制左后轮对应的制动单元输出制动扭矩，以使左后轮在制动力和摩擦力的作用下保持抓地静止，即左后轮处于静止状态。也就是说，车辆可以通过协同控制驱动系统和制动系统实现车辆的原地转向，对驱动系统的性能要求低，并且可以减小驱动系统的运行负荷和发热。

12、可以理解，锁止左后轮的具体方式可以根据具体实施选用，本技术对此不作限定。

13、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，可以通过驱动系统对转向内侧后轮进行0转速控制，或者通过制动系统向转向内侧后轮输出制动力，控制方式灵活，适用范围更广。

14、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在驱动该右后轮正向转动的过程中，该车辆控制方法还包括控制该右后轮的对应的右后驱动电机输出的扭矩随该油门踏板的开度的增大而增大。

15、可以理解，本技术实施例对驱动电机输出的扭矩和油门踏板开度的函数关系不作限定，示例性的，输出扭矩可以和油门踏板开度线性相关，即右后驱动电机向该一个后轮输出的扭矩会随油门踏板开度的增大而线性增大，直至达到峰值扭矩。其中，上述峰值扭矩可以是右后驱动电机能力限制下可以输出的最大扭矩，也可以是右后驱动电机可以输出的一较大的预设扭矩，本技术实施例对此不作限定。

16、根据本技术方案，用户可以通过控制油门踏板开度调整右后驱电机或者左后驱电机输出的驱动力，从而控制车辆的原地转向速度，安全性高、操控性强。

17、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，当用户操作该车辆的油门踏板的开度大于或者等于预设开度阈值，该车辆控制方法还包括控制该左后轮的对应的左后驱动电机和该右后轮的对应的右后驱动电机输出的扭矩大小相等、方向相反。

18、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，控制后驱电机向两个后轴车轮输出的扭矩大小相等且方向相反，使得车辆获得稳定的横摆扭矩，控制方式简单，可靠性高。

19、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，该车辆控制方法还包括驱动该车辆的左前轮反向转动。

20、或者说，在车辆向左原地转向时，该车辆控制方法还包括驱动右前轮正向转动并驱动左前轮反向转动。在车辆向右原地转向时，该车辆控制方法还包括驱动左前轮正向转动并驱动右前轮反向转动。

21、可以理解，对于四电机架构四驱车型的车辆，可以通过两个前驱电机分别驱动两个前轮向相反的方向转动，使得前轴车轮也可以为车辆提供横摆扭矩。此时，整车的横摆扭矩为前轴车轮提供的横摆扭矩与后轴车轮提供的横摆扭矩的和。相比三电机架构的四驱车辆，在整车的横摆扭矩相同时，后驱电机需要输出的扭矩值更小，负荷更小、发热更低。

22、可以理解，用户可以通过操作油门踏板开度控制横摆力矩的大小，并且前轴电机和后轴电机可以按照一定的比例输出横摆扭矩。并且，在车辆原地转向过程中，该比例值可以为固定值，也可以是动态调整的值，本技术对此不作限定。

23、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，通过控制前轴车轮分别以相反的方向转动，使得前轴车轮也可以为车辆提供横摆扭矩，既可以降低后驱电机的负荷，也可以支持车辆以更快的速度进行转向，进一步提高原地转向功能的实用性。

24、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在所述车辆原地转向的过程中，该车辆控制方法还包括控制所述左前轮的对应的左前驱动电机和所述右前轮的对应的右前驱动电机输出的扭矩大小相等、方向相反。

25、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，控制前驱电机向两个前轴车轮输出的扭矩大小相等且方向相反，使得车辆获得稳定的横摆扭矩，控制方式简单，可靠性高。

26、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，当该方向盘的回正角度大于预设回正角度或者该车辆的车速大于预设车速，该车辆控制方法还包括控制该车辆停止转向。

27、其中，控制车辆停止转向是指控制前驱电机和/或后驱电机停止输出扭矩，使得车辆的横摆扭矩减小为零。

28、其中，该预设回正角度可以理解为在车辆原地转向过程中允许回正的角度。当用户操作的方向盘的回正角度小于或者等于预设回正角度，可以理解为用户误操作或者期望通过调节车辆两个前轮的转向以改变车辆原地转向的转弯半径，此时驱动系统和制动系统输出的驱动扭矩或制动扭矩不会受到方向盘转角改变的影响。当用户操作的方向盘的回正角度大于预设回正角度，可以理解为用户期望中止车辆原地转向，此时需要控制车辆停止转向。即使用户误操作使得方向盘的回正角度大于预设回正角度，出于安全性的考虑也需要控制车辆停止转向。

29、其中，该预设车速可以理解为在车辆原地转向过程中允许车辆达到的峰值车速。当车辆的车速小于该预设车速时，可以理解为车辆的纵向平动速度在可控范围内，此时可以根据用户的操作完成车辆原地转向过程。当车辆的车速大于该预设车速时，可以理解为车辆的纵向平动速度超出可控范围，此时为了保证车身姿态可控需要主动控制车辆停止转向。

30、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，在方向盘回正角度过大或者车辆的车速过大时，主动控制车辆停止原地转向，进一步提高车辆原地转向功能的安全性和可靠性。

31、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，当用户松开该油门踏板使得该油门踏板的开度减小至零，该车辆控制方法还包括控制该车辆停止转向。

32、可以理解，当油门踏板的开度小于预设开度阈值时控制车辆停止转向时，可以先控制两个前轮和右后轮停止转动，再停止锁止左后轮。或者，先控制两个前轮和左后轮停止转动，再停止锁止右后轮。基于此，可以抑制车辆在停止原地转向时的纵向和侧向的平动，使得车辆在原地转向的全过程中均可以保持抓地静止，可靠性高。

33、根据本技术方案，用户可以通过松开油门踏板开度使得车辆停止原地转向，用户对车辆原地转向功能的学习成本低，操作简便。

34、结合第一方面，在第一方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，当用户操作该车辆的制动踏板的开度大于预设制动踏板开度，该车辆控制方法还包括控制该车辆停止转向。

35、其中，该预设制动踏板开度可以理解为一较小开度值，当用户踩下制动踏板且制动踏板开度达到该预设制动踏板开度时表示用户终止车辆的原地转向，从而保证即使油门踏板开度的检测出现故障时用户也可以控制车辆中止原地转向。

36、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，用户可以通过踩下制动踏板控制车辆停止原地转向，进一步提高车辆原地转向功能的安全性和可靠性。

37、第二方面，本技术提供了一种用于实现车辆原地转向的车辆控制器，在用户启动该车辆的原地转向功能后，当用户向左转动该车辆的方向盘大于预设角度、用户操作该车辆的油门踏板的开度大于零且用户操作该车辆的档位为前进档，该车辆控制器用于驱动车辆的右前轮和右后轮正向转动、驱动该车辆的左后轮反向转动或者锁止该左后轮以使得该车辆原地转向。在该原地转向过程中，当用户操作该车辆的油门踏板的开度大于零且小于预设开度阈值，该车辆控制器用于锁止该左后轮，当用户操作该车辆的油门踏板的开度大于或者等于该预设开度阈值，驱动该车辆的左后轮反向转动。

38、可以理解，该车辆控制器可以为单一的控制器，例如整车控制器或者制动系统中的中央控制器。其中，当该车辆控制器为中央控制器时，该中央控制器可以实现整车控制器的驱动扭矩控制功能。当该车辆控制器为整车控制器时，该整车控制器可以实现中央控制器的制动扭矩控制功能。或者，该车辆控制器也可以为由多个控制器组成的控制器集群，例如，该控制器集群包括但不限于中央控制器和整车控制器。

39、根据本技术方案，用户在启动原地转向功能后可以通过转动方向盘角度和操作油门踏板的开度控制车辆进行原地转向运动。并且，在车辆原地转向的过程中，车辆控制器可以基于油门踏板的开度与预设开度阈值的关系控制转向内侧后轮的转动状态，使得该车轮在油门踏板的开度小于预设开度阈值时被锁止以减小转弯半径，并在油门踏板的开度大于预设开度阈值时反向转动以减小轮胎磨损程度，从而实现低轮胎磨损的小转弯半径的原地转向。

40、结合第二方面，在第二方面的一种实施方式中，在锁止该左后轮的过程中，该车辆控制器具体用于控制该左后轮的对应的左后驱动电机的转速为零，或者该车辆控制器具体用于控制该车辆的制动系统制动该左后轮以使该左后轮在该车辆原地转向过程中的转速为零。

41、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，车辆控制器可以通过驱动系统对转向内侧后轮进行0转速控制，或者通过制动系统向转向内侧后轮输出制动力，控制方式灵活，适用范围更广。

42、结合第二方面，在第二方面的一种实施方式中，在驱动该右后轮正向转动的过程中，该车辆控制器还用于控制该右后轮的对应的右后驱动电机输出的扭矩随该油门踏板的开度的增大而增大。

43、根据本技术方案，车辆控制器可以响应于用户对油门踏板开度的操作，调整右后驱电机或者左后驱电机输出的驱动力，从而控制车辆的原地转向速度，安全性高、操控性强。

44、结合第二方面，在第二方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，该车辆控制器还用于驱动该车辆的左前轮反向转动。

45、根据本技术方案，在车辆原地转向过程中，车辆控制器通过控制前轴车轮分别以相反的方向转动，使得前轴车轮也可以为车辆提供横摆扭矩，既可以降低后驱电机的负荷，也可以支持车辆以更快的速度进行转向。

46、结合第二方面，在第二方面的一种实施方式中，在该车辆原地转向的过程中，当用户松开该油门踏板使得该油门踏板的开度减小至零，该车辆控制器还用于控制该车辆停止转向。

47、根据本技术方案，用户可以通过松开油门踏板开度使得车辆停止原地转向，用户对车辆原地转向功能的学习成本低，操作简便。

48、第三方面，本技术提供一种车辆，该车辆包括用于执行第一方面任一实施方式中的车辆控制方法的车辆控制器，或者，包括第二方面任一实施方式中的车辆控制器。

49、如上第二方面和第三方面所提供的方案的补充和技术效果，可参考第一方面的相应说明，不再赘述。