用于三轮车辆的转向控制方法和转向控制系统技术方案

本发明专利技术涉及用于三轮车辆的转向控制方法和转向控制系统。三轮车辆包括彼此独立地驱动并且能够分别绕自身进行360°旋转的前轮、左后轮和右后轮，并且具有正常行驶模式和原地转向模式，三轮车辆在正常行驶模式下具有最小转向半径，并且在原地转向模式下能够进行360°旋转。转向控制方法包括：在检测到三轮车辆前方存在障碍物时，判断是否需要启动原地转向模式；如果判断需要启动原地转向模式，则进一步判断是否存在三轮车辆绕其执行原地转向模式时能够避开障碍物的可用旋转中心；如果存在可用旋转中心，则使得每个车轮的瞬时旋转方向分别与从每个车轮的中心到可用旋转中心的直线垂直，从而使三轮车辆执行原地转向模式，以避开障碍物。

【技术实现步骤摘要】
用于三轮车辆的转向控制方法和转向控制系统
本专利技术涉及三轮车辆的
，更具体地，涉及用于三轮车辆的转向控制方法和转向控制系统。
技术介绍
目前，大多数三轮车辆均由后轮驱动并且依靠前轮进行转向，由此前轮的偏转角度会直接影响三轮车辆的转向半径。通常，前轮的偏转角度越大，三轮车辆的转向半径越小。但是，如果前轮的偏转角度过大，传统的三轮车辆将会卡在某一位置而无法驾驶。由此，对于传统的三轮车辆而言，如果三轮车辆所处的道路是弯道并且弯道的曲率半径小于三轮车辆的最小转向半径，则车辆将难以通过该弯道；此外，如果三轮车辆的前方出现障碍物，但是由于三轮车辆的偏转量较小(其通常由最大偏转角度来确定)且转向半径较大，因此会导致三轮车辆难以快速地转向以避开障碍物，由此可能与障碍物发生碰撞。因此，亟需一种能够使三轮车辆实现更小的转向半径、更快的转向速度以及改善的通行性、安全性的转向控制方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于三轮车辆的转向控制方法和转向控制系统，其能够使三轮车辆实现更小的转向半径和更快的转向速度，并且还能够改善三轮车辆的通行性、安全性。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种用于三轮车辆的转向控制方法，所述三轮车辆包括前轮、左后轮和右后轮，其特征在于，所述前轮、所述左后轮和所述右后轮彼此独立地驱动并且能够分别绕自身进行360°旋转，所述三轮车辆具有正常行驶模式和原地转向模式，所述三轮车辆在所述正常行驶模式下具有最小转向半径，所述三轮车辆在所述原地转向模式下能够进行360°旋转，所述转向控制方法包括：在检测到所述三轮车辆前方存在障碍物时，根据所述三轮车辆与所述障碍物之间的实际距离、所述三轮车辆的最小制动距离和所述最小转向半径来判断是否需要启动所述原地转向模式；如果判断需要启动所述原地转向模式，则进一步判断是否存在所述三轮车辆绕其执行所述原地转向模式时能够避开所述障碍物的可用旋转中心；以及如果存在所述可用旋转中心，则控制所述前轮、所述左后轮和所述右后轮，使得所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的瞬时旋转方向分别与从所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的中心到所述可用旋转中心的直线垂直，从而使所述三轮车辆执行所述原地转向模式，以避开所述障碍物。根据本专利技术的实施例，所述转向控制方法还包括：在所述三轮车辆执行所述原地转向模式的同时，根据所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者相对于路面的附着系数和附着力对施加到所述前轮、所述左后轮和所述右后轮上的驱动转矩进行分配。根据本专利技术的实施例，施加到所述前轮、所述左后轮和所述右后轮上的驱动转矩按照以下表达式来分配：T1:T2:T3＝μ1m1g：μ2m2g：μ3m3g,其中，T1、T2、T3分别表示施加到所述前轮、所述左后轮和所述右后轮上的驱动转矩，μ1、μ2、μ3分别表示所述前轮、所述左后轮和所述右后轮相对于路面的附着系数，m1、m2、m3分别表示所述前轮、所述左后轮和所述右后轮的重量，g表示重力加速度常数。根据本专利技术的实施例，所述转向控制方法还包括：计算所述三轮车辆与所述障碍物之间的实际距离；判定所述三轮车辆与所述障碍物之间的实际距离是否小于最小制动距离；如果判定所述三轮车辆与所述目标障碍物之间的实际距离小于所述最小制动距离，则进一步判定所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向时是否能够避开所述障碍物；以及如果判定所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向时能够避开所述障碍物，则控制所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向。根据本专利技术的实施例，所述转向控制方法还包括：基于所述障碍物与所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向时所形成的预测行驶轨迹之间的位置关系来判断所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向时是否能够避开所述障碍物；以及如果所述障碍物不在所述预测行驶轨迹的覆盖范围内，则判断所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向时能够避开所述障碍物，由此控制所述三轮车辆以所述最小转向半径进行转向。根据本专利技术的实施例，所述转向控制方法还包括：基于所述障碍物与以预测的多个旋转中心中的每一者为圆心、以所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的中心到所述多个旋转中心中的每一者的直线为半径所得到的多个圆圈之间的位置关系来判断是否存在所述可用旋转中心，以及如果所述障碍物位于以全部旋转中心中的每一者为圆心所形成的圆圈的覆盖范围内，则判断不存在所述可用旋转中心，由此控制所述三轮车辆进行紧急制动模式。根据本专利技术的实施例，所述转向控制方法还包括：在所述三轮车辆执行所述原地转向模式的同时，控制所述三轮车辆使其减速。根据本专利技术的实施例，所述转向控制方法还包括：从所述三轮车辆的ADAS系统接收所述三轮车辆的相关信息，所述相关信息包括：所述障碍物的位置、所述最小转向半径和所述最小制动距离。根据本专利技术的实施例，所述可用旋转中心与所述三轮车辆的几何尺寸相关。为了实现上述目的，本专利技术还提出了一种用于三轮车辆的转向控制系统，其用于执行上述的转向控制方法。因此，根据本专利技术的转向控制方法和转向控制系统，能够通过使三轮车辆的每个车轮的瞬时旋转方向分别垂直于从每个车轮的中心到可用旋转中心的直线而使三轮车辆执行原地转向模式，由此实现了比以第一转向半径进行转向时更小的转向半径。而且，根据本专利技术的转向控制方法和转向控制系统，能够根据每个车轮相对于路面的附着系数和附着力来调整施加到每个车轮上的驱动转矩，由此能够提高三轮车辆的驱动转矩的利用率，从而改善了三轮车辆的通行性。附图说明通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1是根据本专利技术的实施例的三轮车辆的简化示意图，根据本专利技术的实施例的转向控制系统用于该三轮车辆中。图2是根据本专利技术的实施例的转向控制方法的流程图。图3是根据本专利技术的实施例的执行原地转向模式时的三轮车辆的俯视图。图4是示出障碍物与三轮车辆的预测行驶轨迹之间的位置关系的示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。图1是根据本专利技术的实施例的三轮车辆10的简化示意图，根据本专利技术的实施例的转向控制系统11可以用于该三轮车辆10中。三轮车辆10可以例如是无人驾驶车辆，而且可以以内燃机、电动机等作为动力机构。如图1所示，三轮车辆100包括单个前轮1和两个后轮，即左后轮2和右后轮3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三轮车辆的转向控制方法，所述三轮车辆包括前轮、左后轮和右后轮，其特征在于，所述前轮、所述左后轮和所述右后轮彼此独立地驱动并且能够分别绕自身进行360°旋转，所述三轮车辆具有正常行驶模式和原地转向模式，所述三轮车辆在所述正常行驶模式下具有最小转向半径，所述三轮车辆在所述原地转向模式下能够进行360°旋转，所述转向控制方法包括：/n在检测到所述三轮车辆前方存在障碍物时，根据所述三轮车辆与所述障碍物之间的实际距离、所述三轮车辆的最小制动距离和所述最小转向半径来判断是否需要启动所述原地转向模式；/n如果判断需要启动所述原地转向模式，则进一步判断是否存在所述三轮车辆绕其执行所述原地转向模式时能够避开所述障碍物的可用旋转中心；以及/n如果存在所述可用旋转中心，则控制所述前轮、所述左后轮和所述右后轮，使得所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的瞬时旋转方向分别与从所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的中心到所述可用旋转中心的直线垂直，从而使所述三轮车辆执行所述原地转向模式，以避开所述障碍物。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于三轮车辆的转向控制方法，所述三轮车辆包括前轮、左后轮和右后轮，其特征在于，所述前轮、所述左后轮和所述右后轮彼此独立地驱动并且能够分别绕自身进行360°旋转，所述三轮车辆具有正常行驶模式和原地转向模式，所述三轮车辆在所述正常行驶模式下具有最小转向半径，所述三轮车辆在所述原地转向模式下能够进行360°旋转，所述转向控制方法包括：
在检测到所述三轮车辆前方存在障碍物时，根据所述三轮车辆与所述障碍物之间的实际距离、所述三轮车辆的最小制动距离和所述最小转向半径来判断是否需要启动所述原地转向模式；
如果判断需要启动所述原地转向模式，则进一步判断是否存在所述三轮车辆绕其执行所述原地转向模式时能够避开所述障碍物的可用旋转中心；以及
如果存在所述可用旋转中心，则控制所述前轮、所述左后轮和所述右后轮，使得所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的瞬时旋转方向分别与从所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者的中心到所述可用旋转中心的直线垂直，从而使所述三轮车辆执行所述原地转向模式，以避开所述障碍物。


2.根据权利要求1所述的转向控制方法，还包括：
在所述三轮车辆执行所述原地转向模式的同时，根据所述前轮、所述左后轮和所述右后轮中的每一者相对于路面的附着系数和附着力对施加到所述前轮、所述左后轮和所述右后轮上的驱动转矩进行分配。


3.根据权利要求2所述的转向控制方法，其中
施加到所述前轮、所述左后轮和所述右后轮上的驱动转矩按照以下表达式来分配：
T1：T2：T3＝μ1m1g：μ2m2g：μ3m3g，
其中，T1、T2、T3分别表示施加到所述前轮、所述左后轮和所述右后轮上的驱动转矩，μ1、μ2、μ3分别表示所述前轮、所述左后轮和所述右后轮相对于路面的附着系数，m1、m2、m3分别表示所述前轮、所述左后轮和所述右后轮的重量，g表示重力加速度常数。


4.根据权利要求1所述的转向控制方法，还包括：
计算所述三轮车辆与所述障碍物之间的实际距离；
判定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭传真，廖巧丽，伍流，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE