具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1所示，本发明实施例提供了一种分布式驱动汽车转向控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取汽车的目标转向信号及实际转向信号；

S2、将实际转向信号与目标转向信号进行比较；

S3、根据比较结果调整汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值，以使所述实际转向信号与目标转向信号相匹配。

可选地，所述汽车包括两种转向控制模式，分别为手动控制模式及自动控制模式。

在本发明实施例提供的分布式驱动汽车转向控制方法中，无论汽车的转向控制模式处于手动控制模式还是自动控制模式，均以表达车辆转向的信息作为目标转向信号，将实时测量得到的车辆实际的转向信息作为实际转向信号，并且用实际转向信号与目标转向信号进行比较，然后根据比较结果来调整汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值，通过调整这个差值，也就是通过差动力矩分配来控制汽车的转向。相比于现有技术中以理想的方向盘扭矩作为目标信息，本发明的控制方法不仅适用于手动控制模式，同时还适用于自动控制模式。并且，在本发明的控制方法中，表达车辆转向的信息来源较多，并不局限于驾驶员对方向盘的操作。具体地，所述前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值可分别为左侧电机的驱动扭矩值与右侧电机的驱动扭矩值。

在一个实施例中，在获取汽车的目标转向信号及实际转向信号之前，所述方法还包括：

如果汽车的转向控制模式存在预设转向模式，则进入预设转向模式；如果汽车的转向控制模式不存在预设转向模式，则进入手动控制模式。

具体地，转向控制模式可以通过手机APP(应用程序)、智能钥匙、智能设备等进行预设。可以将汽车在下电状态时的模式设置为预设转向模式。汽车上电后首先进行联网检测，检测是否存在预设转向模式，如果存在预设转向模式，则汽车进入预设转向模式；如不存在预设转向模式，则汽车进入手动控制模式。可选地，转向控制模式的切换还可以采用车内按键、旋钮切换、多媒体触摸屏等进行设置。

在一个实施例中，当所述汽车的车速为零且汽车的档位在停车挡时，所述转向控制模式可从手动控制模式切换为自动控制模式；当汽车的车速不为零时，所述转向控制模式可从自动控制模式切换为手动控制模式。

可选地，所述手动控制模式具体包括方向盘控制模式及旋钮控制模式；所述自动控制模式具体包括现场自动控制模式及遥控自动控制模式。

在一个实施例中，所述汽车包括遥控装置、驾驶模块、方向盘扭矩转角传感器、转向器转角传感器及旋钮转角传感器。上述元器件在汽车处于不同的转向控制模式下发挥相应的作用。

参考图2所示，在一个实施例中，所述汽车还包括转向控制器。当汽车处于自动控制模式下，当所述方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号为零时，汽车保持在自动控制模式；具体地，汽车原本处于现场自动控制模式则保持现场自动控制模式，汽车原本处于遥控自动控制模式则保持遥控自动控制模式。

当汽车处于自动控制模式下，当所述方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号不为零时，汽车进入到方向盘控制模式；例如，汽车原本处于自动控制模式下，当驾驶员转动方向盘，则方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号不为零，此时表明驾驶员希望对汽车进行操控，汽车进入到方向盘控制模式。

在方向盘控制模式下，当所述方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号为零且旋钮转角传感器发出的信号不为零时，所述汽车进入旋钮控制模式；转向控制器实时监测方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号，仅当该扭矩信号为零且旋钮转角传感器发出的信号不为零时，汽车才会从方向盘控制模式进入到旋钮控制模式。

在旋钮控制模式下，当所述方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号不为零时，所述汽车进入方向盘控制模式；当所述方向盘扭矩转角传感器发出的扭矩信号为零时，所述汽车保持旋钮控制模式。

在一个实施例中，当所述汽车处于遥控自动控制模式时，获取所述遥控装置发出的信号作为所述目标转向信号，由转向控制器接收该目标转向信号，并且获取汽车当前的转向角度作为实际转向信号；通过调整汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值，使汽车的行驶方向快速跟随所述遥控装置发出的信号。

当所述汽车处于现场自动控制模式时，由所述驾驶模块制定信号作为所述目标转向信号，具体地，驾驶模块根据道路、车辆、周边环境等综合信息决策出所述目标转向信号发送给转向控制器，并且获取汽车当前的转向角度作为实际转向信号；通过调整汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值，使汽车的行驶方向快速达到预期方向。

当所述汽车处于方向盘控制模式时，获取所述方向盘扭矩转角传感器发出的转角信号作为所述目标转向信号，并且获取所述转向器转角传感器发出的信号作为所述实际转向信号。

在本发明的控制方法中，方向盘控制模式与传统车辆的方向盘控制模式完全不同。具体地，传统的方向盘控制模式是采用方向盘转动后，将转动的扭矩通过转向传动轴机械地传递给转向器进而带动车轮转向。因此，在传统的方向盘控制模式下，转向传动轴需要结合在一起才能够控制车轮转向。而在本发明的控制方法中，参考图3所示，在方向盘控制模式下，传动轴离合器2是断开分离的状态，因为在本发明的方向盘控制模式下，方向盘无需通过转向传动轴3进行机械连接来传递扭矩，方向盘所起到的作用仅仅是用于表达驾驶员期望得到的目标转向信号，具体地，在转向传动轴3上设置有两个传感器，一个是靠近方向盘的方向盘扭矩转角传感器6，另外一个是靠近转向器的转向器转角传感器7，当驾驶员转动方向盘时，通过方向盘扭矩转角传感器6获取驾驶员期望得到的目标转向信号，并且通过转向器转角传感器7获取实际转向信号，然后通过比较实际转向信号与目标转向信号，对汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值进行调整，以使所述实际转向信号与目标转向信号相匹配。

在本发明的控制方法中，只有在手动控制模式中的方向盘控制模式下，转向传动轴3上的传动轴离合器2才会分离，而在自动控制模式以及手动控制模式中的旋钮控制模式下，转向传动轴3上的传动轴离合器2是需要结合的。由于在方向盘控制模式下，一方面并不需要转向传动轴3传递扭矩，另一方面为了防止汽车振动时将震动力从车轮处通过包含传动轴离合器2的转向传动轴3机械地传递给方向盘而对方向盘所表达的目标转向信号造成干扰，因此传动轴离合器2需要分离；而在自动控制模式以及手动控制模式中的旋钮控制模式下，传动轴离合器2为结合的状态，这是由于一旦驾驶员希望对汽车进行操控而转动方向盘时，方向盘扭矩转角传感器6发出的扭矩信号就不为零了，此时汽车就会从其他控制模式切换进入到方向盘控制模式下，此时由于传动轴离合器2为结合的状态，车轮的转向角度可以实时通过包含传动轴离合器2的转向传动轴3机械地传递给方向盘，从而使得驾驶员能够通过查看方向盘的转动幅度而明确认识到当前车轮的转向情况，避免驾驶员接手汽车后不清楚当前汽车的转向情况从而造成无法正确控制汽车的转向。

此外，需要说明的是，在本发明的控制方法中，无论汽车处于自动控制模式还是手动控制模式，都是在转向控制器自检正常的状态下进行的；如果转向控制器自检异常，则汽车进入到传统的机械转向模式中，即方向盘将扭矩通过转向传动轴机械地传递给车轮从而实现转向。

可选地，在本发明的控制方法中，表达车辆转向的信息来源可选择但不局限于：驾驶员控制方向盘获取的方向盘扭矩转角传感器信号、来自于自动驾驶路径规划的方向盘目标信号、来自于车内控制旋钮的转角信号、来自于远程遥控装置发出的转向信号。测量车辆转向信息的传感器可选择但不局限于：方向盘扭矩转角传感器、齿条位移传感器。本发明的控制方法控制灵活性更好，扩展性更强，适用于驾驶员人工驾驶、其他成员辅助驾驶、现场自动驾驶、遥控自动驾驶等。通过辅助旋钮的控制，可以帮助驾驶员更好地控制车辆，为车辆增加了安全保障，可有效降低疲劳驾驶、分心驾驶、紧张驾驶或其他因驾驶员操作不当或客观意外而引起的交通事故隐患。

在一个实施例中，所述方向盘扭矩转角传感器采集的原始信号经过修正后得到所述方向盘扭矩转角传感器发出的信号。

具体地，参考图4所示，在汽车行驶过程中由于路面的颠簸可能会引起方向盘抖动，因此，为了防止由于方向盘的抖动而引起误差，需要对方向盘扭矩转角传感器发出的转角信号进行修正；设修正后，方向盘扭矩转角传感器发出的转角信号为θ2，则：

式中：sign为取符号函数，abs为取绝对值；θ1为方向盘扭矩转角传感器采集的原始转角信号；n为干扰消除标定值。

此外，还可以通过在转向传动轴上设置弹簧、橡胶垫等弹性元件来缓冲由于路面的颠簸导致车轮抖动后引起的方向盘抖动。

在一个实施例中，当所述汽车处于遥控自动控制模式时，获取所述遥控装置发出的信号并将该信号进行修正后作为所述目标转向信号；当所述汽车处于现场自动控制模式时，由所述驾驶模块制定信号并将该信号进行修正后作为所述目标转向信号；当所述汽车处于方向盘控制模式时，获取所述方向盘扭矩转角传感器发出的转角信号并将该转角信号进行修正后作为所述目标转向信号。

参考图5所示，具体地，汽车在行驶过程中可能会存在车辆稳定性问题，为保持良好的车辆稳定性，在本发明的控制方法中加入对目标转向信号约束的修正。根据当前车速和设置的横摆角速度安全限值，进行目标转向信号的合理性评估，若目标转向信号的转向角度超出安全转向角度并且超出值在一定范围内时，则按照安全值时的转向角度进行跟随；当超出值越过此范围时，则进行降扭或制动并跟随目标转向信号的转向角度。

在转向控制器内置汽车的二自由度动力学模型，根据当前车速u和设定的横摆角速度安全限值ω，实时计算安全转向角度阈值δ。

式中：L为汽车轴距，K为稳定性系数，u为当前车速，ω为横摆角速度安全限值，δ为安全转向角度阈值。

对目标转向信号的转向角度(例如，在方向盘控制模式下即为方向盘扭矩转角传感器发出的转角信号θ2)和安全转向角度阈值δ进行实时比对，

当abs(θ₂)-abs(δ)>m时，转向控制器请求降扭或制动，使汽车降速，然后再进行转向角度跟随。其中，m为转向角度限值区间标定值，o为安全临界余量标定值。

在一个实施例中，所述调整汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值采用PI控制法。

具体地，为保持汽车的实际转向角度快速跟随目标转向角度，选用PI控制技术进行控制，目标转向信号发送给转向控制器信号θ3，通过转向器转角传感器发送给转向控制器实际转向信号θ4。

通过转向控制器计算得到需求的差动扭矩ΔT：

式中：Kp和Ki为需求标定的PI参数

前轮根据转向控制器计算的差动力矩计算扭矩调节，其中

左前轮扭矩为：

右前轮扭矩为：

式中：Tf为转向控制器分配到前轴的总驱动力矩，ΔT为需求的差动扭矩。根据转向控制器计算的左、右前轮扭矩分配，当动力源为电机时，由电机控制器控制电机做对应的扭矩输出。

本发明实施例还提供了一种分布式驱动汽车转向控制装置，其包括：

信号获取模块，用于获取汽车的目标转向信号及实际转向信号；

比较模块，用于将实际转向信号与目标转向信号进行比较；

调整模块，用于根据比较结果调整汽车前轮的左侧动力源的驱动扭矩值与右侧动力源的驱动扭矩值之间的差值，使所述实际转向信号与目标转向信号相匹配。

本发明实施例还提供了一种汽车，其包括：存储器和处理器，其中，所述存储器存储可执行指令，所述可执行指令控制所述处理器进行操作以执行如上所述的分布式驱动汽车转向控制方法。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于装置实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。

本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。