多轴车辆的复合转向控制方法、装置和计算机设备

本技术涉及电动汽车控制，特别是涉及一种多轴车辆的复合转向控制方法、装置和计算机设备。

背景技术：

1、多轴车辆车身更长、质量更大的特点会使车辆在低速行驶时灵活性降低、在高速行驶时操控稳定性变差。分布式驱动系统使得整车控制器可以独立、准确、快速地控制每个车轮的转矩，有利于提高转向控制系统及方法的性能。转向控制系统及方法的性能决定了多轴车辆的转向灵活性、稳定性、可靠性和安全性，针对多轴分布式驱动车辆的转向控制研究具有重要的实际意义。

2、传统技术中，通过驱动轮的力矩分配，帮助转向轮转动，实现电子差矩辅助转向功能，从而改善多轴车辆在低速时的转向性能，增强车辆的机动性。但是该方法往往采用pid、滑模控制等纯反馈控制器跟踪目标转向角，由于转向车轴的非线性，纯反馈控制器的控制效果并不理想，从而导致对多轴车辆的复合转向控制效果较差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种多轴车辆的复合转向控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种多轴车辆的复合转向控制方法。所述方法包括：

3、获取多轴车辆的各转向车轴的动力学参数、以及所述多轴车辆的当前运动状态数据，并基于各所述转向车轴的动力学参数，构建所述多轴车辆的转向动力学模型；

4、基于所述多轴车辆的当前运动状态数据，通过所述转向动力学模型，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距，并基于所述瞬时转向中心距，通过转角算法，计算各所述转向车轴的目标转向角；

5、基于所述当前运动状态数据，通过车辆稳定性识别策略，识别所述多轴车辆的稳定性判据，并基于所述多轴车辆的稳定性判据，识别所述多轴车辆的稳定性状态；

6、基于所述多轴车辆的稳定性状态对应的转向控制策略、以及各所述转向车轴的目标转向角，生成各所述转向车轴的目标转矩。

7、可选的，所述基于各所述转向车轴的动力学参数，构建所述多轴车辆的转向动力学模型，包括：

8、针对每个转向车轴，基于所述转向车轴的动力学参数，识别所述转向车轴两侧的每个车轮的各车轮动力系数、以及所述转向车轴的各转向系数；

9、基于所述转向车轴两侧的每个车轮的各车轮动力系数、以及所述转向车轴的各转向系数，通过转向动力学算法，构建所述转向车轴的单轴转向动力学模型；

10、基于各所述转向车轴在所述多轴车辆的位置信息、以及各所述转向车轴的单轴转向动力学模型，构建所述多轴车辆的转向动力学模型。

11、可选的，所述基于所述多轴车辆的当前运动状态数据，通过所述转向动力学模型，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距，包括：

12、采集所述多轴车辆的初始转向中心距，并基于所述当前运动状态数据，识别所述多轴车辆的车速、以及所述多轴车辆的各当前结构数据；

13、基于所述多轴车辆的车速、以及所述多轴车辆的各当前结构数据，通过转向中心距算法，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距。

14、可选的，所述基于所述瞬时转向中心距，通过转角算法，计算各所述转向车轴的目标转向角，包括：

15、采集各所述转向车轴的转向角关联信息；

16、基于所述多轴车辆的瞬时转向中心距、以及各所述转向车轴的转向角关联信息，计算所述多轴车辆的各转向车轴的目标转向角。

17、可选的，所述基于所述当前运动状态数据，通过车辆稳定性识别策略，识别所述多轴车辆的稳定性判据，包括：

18、基于所述当前运动状态数据，识别所述多轴车辆的当前转向数据、以及所述多轴车辆的转向车轴数目，并基于所述当前转向数据、以及所述转向车轴数目，通过等效稳定因数算法，计算所述多轴车辆的稳定车速范围；

19、基于所述多轴车辆的各转向车轴的车轮动力系数，识别所述多轴车辆的轮胎侧向力特性分布信息，并基于所述多轴车辆的稳定车速范围、以及所述多轴车辆的轮胎侧向力特性分布信息，识别所述多轴车辆在各类型的稳定区域的边界信息；

20、将所述多轴车辆在稳定区域的边界信息，作为所述多轴车辆的稳定性判据。

21、可选的，所述基于所述多轴车辆的稳定性判据，识别所述多轴车辆的稳定性状态之后，还包括：

22、基于所述多轴车辆的当前车速、以及所述车辆的各转向车轴的目标转向角，通过所述稳定区域的边界信息，识别所述多轴车辆所属的稳定区域的类型；

23、基于所述稳定区域的类型，确定所述多轴车辆对应的转向控制策略。

24、可选的，所述基于所述多轴车辆的稳定性状态对应的转向控制策略、以及各所述转向车轴的目标转向角，生成各所述转向车轴的目标转矩，包括：

25、采集所述转向控制策略对应的控制权重，并识别所述转向控制策略对应的目标差矩；

26、基于所述转向控制策略对应的控制权重、以及所述转向控制策略对应的目标差矩，计算各所述转向车轴的目标差矩，并基于各所述转向车轴的目标差矩，通过转矩算法，计算每个转向车轴的各车轮的目标输出转矩；

27、通过转矩约束策略，识别各所述转向车轴的转矩约束数据，并基于各所述转向车轴的转矩约束数据，通过转矩修正算法，调整各所述车轮的目标输出转矩，得到每个转向车轴的各车轮的目标转矩。

28、第二方面，本技术还提供了一种多轴车辆的复合转向控制装置。所述装置包括：

29、获取模块，用于获取多轴车辆的各转向车轴的动力学参数、以及所述多轴车辆的当前运动状态数据，并基于各所述转向车轴的动力学参数，构建所述多轴车辆的转向动力学模型；

30、计算模块，用于基于所述多轴车辆的当前运动状态数据，通过所述转向动力学模型，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距，并基于所述瞬时转向中心距，通过转角算法，计算各所述转向车轴的目标转向角；

31、识别模块，用于基于所述当前运动状态数据，通过车辆稳定性识别策略，识别所述多轴车辆的稳定性判据，并基于所述多轴车辆的稳定性判据，识别所述多轴车辆的稳定性状态；

32、生成模块，用于基于所述多轴车辆的稳定性状态对应的转向控制策略、以及各所述转向车轴的目标转向角，生成各所述转向车轴的目标转矩。

33、可选的，所述获取模块，具体用于：

34、针对每个转向车轴，基于所述转向车轴的动力学参数，识别所述转向车轴两侧的每个车轮的各车轮动力系数、以及所述转向车轴的各转向系数；

35、基于所述转向车轴两侧的每个车轮的各车轮动力系数、以及所述转向车轴的各转向系数，通过转向动力学算法，构建所述转向车轴的单轴转向动力学模型；

36、基于各所述转向车轴在所述多轴车辆的位置信息、以及各所述转向车轴的单轴转向动力学模型，构建所述多轴车辆的转向动力学模型。

37、可选的，所述计算模块，具体用于：

38、采集所述多轴车辆的初始转向中心距，并基于所述当前运动状态数据，识别所述多轴车辆的车速、以及所述多轴车辆的各当前结构数据；

39、基于所述多轴车辆的车速、以及所述多轴车辆的各当前结构数据，通过转向中心距算法，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距。

40、基于所述多轴车辆的当前运动状态数据，通过所述转向动力学模型，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距：

41、采集各所述转向车轴的转向角关联信息；

42、基于所述多轴车辆的瞬时转向中心距、以及各所述转向车轴的转向角关联信息，计算所述多轴车辆的各转向车轴的目标转向角。

43、可选的，所述识别模块，具体用于：

44、基于所述当前运动状态数据，识别所述多轴车辆的当前转向数据、以及所述多轴车辆的转向车轴数目，并基于所述当前转向数据、以及所述转向车轴数目，通过等效稳定因数算法，计算所述多轴车辆的稳定车速范围；

45、基于所述多轴车辆的各转向车轴的车轮动力系数，识别所述多轴车辆的轮胎侧向力特性分布信息，并基于所述多轴车辆的稳定车速范围、以及所述多轴车辆的轮胎侧向力特性分布信息，识别所述多轴车辆在各类型的稳定区域的边界信息；

46、将所述多轴车辆在稳定区域的边界信息，作为所述多轴车辆的稳定性判据。

47、可选的，所述装置还包括：

48、类型识别模块，用于基于所述多轴车辆的当前车速、以及所述车辆的各转向车轴的目标转向角，通过所述稳定区域的边界信息，识别所述多轴车辆所属的稳定区域的类型；

49、确定模块，用于基于所述稳定区域的类型，确定所述多轴车辆对应的转向控制策略。

50、可选的，所述生成模块，具体用于：

51、采集所述转向控制策略对应的控制权重，并识别所述转向控制策略对应的目标差矩；

52、基于所述转向控制策略对应的控制权重、以及所述转向控制策略对应的目标差矩，计算各所述转向车轴的目标差矩，并基于各所述转向车轴的目标差矩，通过转矩算法，计算每个转向车轴的各车轮的目标输出转矩；

53、通过转矩约束策略，识别各所述转向车轴的转矩约束数据，并基于各所述转向车轴的转矩约束数据，通过转矩修正算法，调整各所述车轮的目标输出转矩，得到每个转向车轴的各车轮的目标转矩。

54、第三方面，本技术提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中任一项所述的方法的步骤。

55、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质。其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的方法的步骤。

56、第五方面，本技术提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的方法的步骤。

57、上述多轴车辆的复合转向控制方法、装置和计算机设备，通过获取多轴车辆的各转向车轴的动力学参数、以及所述多轴车辆的当前运动状态数据，并基于各所述转向车轴的动力学参数，构建所述多轴车辆的转向动力学模型；基于所述多轴车辆的当前运动状态数据，通过所述转向动力学模型，计算所述多轴车辆的瞬时转向中心距，并基于所述瞬时转向中心距，通过转角算法，计算各所述转向车轴的目标转向角；基于所述当前运动状态数据，通过车辆稳定性识别策略，识别所述多轴车辆的稳定性判据，并基于所述多轴车辆的稳定性判据，识别所述多轴车辆的稳定性状态；基于所述多轴车辆的稳定性状态对应的转向控制策略、以及各所述转向车轴的目标转向角，生成各所述转向车轴的目标转矩。本方案，通过对已具有两至多个电驱转向车轴的分布式驱动车辆为对象的各转向车轴的动力学参数、构建该多轴车辆的转向动力学模型。然后，通过该多轴车辆的当前运动状态数据，分析该多轴车辆的各所述转向车轴的目标转向角。再后，通过识别多轴车辆的稳定性判据从而分析该多轴车辆的稳定性状态对应的转向控制策略，从而计算该多轴车辆的各所述转向车轴的目标转矩。使得本方案在车辆处于不同稳定状态的情况下，能够适用不同的转向控制策略从而对该车辆进行转向控制，并且得到的各所述转向车轴的目标转矩采用路面附着消耗率最小的分配方法执行总目标转矩的轴间分配，保障轮胎附着裕量，间接提高车辆稳定性，从而综合提升了对多轴车辆的复合转向控制效果。