一种后轮转向低速反向随动精准控制方法及装置与流程

本发明涉及汽车底盘四轮转向动力学控制，尤其涉及一种后轮转向低速反向随动精准控制方法及装置。

背景技术：

1、大型长轴距车辆在城市窄路通行、原地掉头、车位泊车及小区穿梭等低速行驶场景下，受限于轴距尺寸及机械转向构型，普遍存在转弯半径偏大、转向灵活性不足、操控难度高等先天性问题。传统前轮独立转向架构中，后轮固定于车辆纵轴方向，不具备主动偏转能力，车辆转向过程中后轴始终沿前轴轨迹的内侧偏移，无法配合前轮优化行驶轨迹。该构型在低速大转角工况下，车辆所需的转向空间显著增大，无法根据实时车速动态调节后轮偏转角度，难以依靠前后轮协同转向缩小转弯路径，导致低速场地机动性能严重受限，驾驶员往往需要反复多次调整方向盘与车辆位置方能完成转向、掉头或泊车操作，极大降低了驾驶便捷性与操控体验。

2、针对上述问题，现有技术中已发展出多种后轮转向控制策略。部分方案采用高低速统一调控的后轮主动转向架构，根据方向盘转角及车速信号同步控制前后轮偏转，但该类方案未针对低速行驶工况设置专属的反向随动控制逻辑，车速与后轮偏转角之间的映射精度不足，低速状态下后轮反向偏转角度的确定缺乏理论依据与自适应调节能力，难以在极限空间内最大化压缩转弯半径。另有方案侧重于高速行驶稳定性控制，在车速升高时通过后轮同向偏转增强车辆横摆阻尼，但其低速反向随动能力较弱，前后轮转向匹配逻辑粗糙，反向协同跟随同步性不足，转弯半径优化效果不显著。此外，现有方案中后轮转向的介入与退出多采用阶跃式切换策略，角度变化剧烈且切换时机不合理，容易引发车身横摆角速度突变，导致车身晃动与转向手感顿挫，驾驶员难以获得平顺的操控感受。同时，现有控制系统普遍缺少后轮实际转角的闭环反馈校准机制，执行机构动作偏差无法被实时感知并补偿，后轮实际偏转角度与目标角度之间偏差较大，致使车辆实际行驶轨迹偏离预期路径，控制精度难以保障。

3、更为关键的是，现有技术未能建立清晰的高低速模式切换边界与过渡逻辑，低速反向随动与高速同向稳定之间的切换分界模糊，模式切换过程缺乏有序衔接，低速工况下反向随动功能无法被精确激活，高速工况下后轮转向模式切换易对整车横摆响应造成干扰，底盘操控稳定性与低速机动灵活性难以兼顾。此外，现有控制策略工况覆盖不全，对于泊车、窄道掉头、街巷穿行等复杂低速场景的适配性差，无法根据实时车速在全低速区间内实现后轮反向转角的分级自适应调节。

4、因此，急需一种后轮转向低速反向随动精准控制方法，以实时车速为核心调节依据，通过构建车速与后轮反向转角之间的负相关映射规律，在低速转向工况下控制后轮与前轮反向协同偏转，并辅以转角闭环反馈校准与模式平滑过渡机制，实现后轮反向偏转角度的精准自适应调节、模式平稳切换与转向轨迹的有效压缩，从而全面提升车辆在低速复杂场景下的灵活机动性能与操控稳定性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种后轮转向低速反向随动精准控制方法。

2、本发明的另一个目的在于提出一种后轮转向低速反向随动精准控制装置。

3、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

4、本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

5、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种后轮转向低速反向随动精准控制方法，包括：

6、实时采集车辆行驶过程中的车速信号以及前后轮转向角度信号，获取车辆转向运动状态；

7、根据所述车速信号判定车辆是否处于低速行驶工况，当车速低于预设临界车速时，激活后轮反向随动控制模式，当车速高于预设临界车速时退出所述后轮反向随动控制模式；

8、在所述后轮反向随动控制模式下，根据实时车速在低速区间内自适应调节后轮的反向偏转角度，其中车速与后轮反向偏转角度呈负相关，车速越低后轮反向偏转角度越大，完成后轮目标转角的解算；

9、控制后轮偏转方向与前轮相反，实现前后轮反向协同转向，完成后轮反向偏转的执行；

10、实时采集后轮实际转角并与所述后轮目标转角进行闭环对比以修正角度偏差，并在所述后轮反向随动控制模式介入和退出时对后轮转向角度采用渐变调节，实现车身姿态平滑过渡，完成后轮转向的闭环校准与模式平稳切换。

11、可选的，根据所述车速信号判定车辆是否处于低速行驶工况，当车速低于预设临界车速时，激活后轮反向随动控制模式，当车速高于预设临界车速时退出所述后轮反向随动控制模式，包括：

12、预设固定低速临界车速值，作为所述后轮反向随动控制模式激活与退出的车速边界判定基准；

13、将实时采集的所述车速信号进行滤波处理，获取平滑车速值，并与预设临界车速进行实时比较判定；

14、当判定平滑车速值由高至低下降至低于预设临界车速时，自动激活所述后轮反向随动控制模式，使后轮具备反向随动转向能力；

15、在所述后轮反向随动控制模式激活状态下持续监测所述车速信号，当判定平滑车速值由低至高上升至超过预设临界车速时，控制后轮转向角度回正并退出所述后轮反向随动控制模式。

16、可选的，在所述后轮反向随动控制模式下，根据实时车速在低速区间内自适应调节后轮的反向偏转角度，其中车速与后轮反向偏转角度呈负相关，车速越低后轮反向偏转角度越大，完成后轮目标转角的解算，包括：

17、在所述后轮反向随动控制模式激活后，以当前实时采集的所述车速信号作为后轮目标转角解算的动态调节依据；

18、预先构建所述低速区间内车速值与后轮反向偏转角度之间的负相关映射关系，其中映射关系为车速越低则对应的后轮反向偏转角度取值越大，车速越高则对应的后轮反向偏转角度取值越小；

19、将当前实时车速值输入所述映射关系中进行匹配，解算获得与当前车速对应的所述后轮目标转角；

20、当车辆处于静止或极低速状态时，所述后轮目标转角解算为低速区间内的最大反向偏转角度；

21、当车速在所述低速区间内连续变化时，所述后轮目标转角跟随车速变化而连续无级调节，实现全低速区间内后轮反向偏转角度的分级自适应优化。

22、可选的，控制后轮偏转方向与前轮相反，实现前后轮反向协同转向，完成后轮反向偏转的执行，包括：

23、获取前轮转向方向信息及前轮实际偏转角度，作为后轮偏转方向与偏转角度的控制基准；

24、根据前轮转向方向确定后轮偏转方向，使后轮偏转方向与前轮转向方向保持完全相反，当前轮左转时控制后轮向右偏转，当前轮右转时控制后轮向左偏转；

25、将解算获得的所述后轮目标转角作为后轮偏转的目标幅值，按照相反方向驱动后轮转向执行机构动作，使后轮偏转至目标角度位置。

26、可选的，实时采集后轮实际转角并与所述后轮目标转角进行闭环对比以修正角度偏差，包括：

27、通过安装于后轮转向执行机构处的转角传感器实时采集后轮的实际偏转角度信号，获取后轮实际转角反馈值；

28、以所述后轮实际转角作为反馈量，以解算获得的所述后轮目标转角作为给定量，构建后轮转向闭环控制回路；

29、将所述后轮实际转角与所述后轮目标转角进行实时差值对比，计算获得当前时刻的转角偏差量；

30、根据所述转角偏差量的大小和方向，生成对应的角度修正指令，将角度修正指令输出至后轮转向执行机构，驱动后轮向消除偏差的方向动作，使后轮实际转角持续逼近并稳定于所述后轮目标转角。

31、可选的，在所述后轮反向随动控制模式介入和退出时对后轮转向角度采用渐变调节，实现车身姿态平滑过渡，包括：

32、在所述后轮反向随动控制模式介入时，将后轮转向角度从零位起始，按照预设的线性渐变斜率逐步增大至当前车速所对应的所述后轮目标转角，完成模式的平滑切入；

33、在所述后轮反向随动控制模式退出时，将后轮转向角度从当前实际偏转位置起始，按照预设的线性渐变斜率逐步减小至零位回正，完成模式的平稳退出；

34、根据车速实时动态匹配所述渐变调节的斜率，在车速越高时采用较小的渐变斜率以维持高速稳定性，并在车速越低时采用较大的渐变斜率以提升低速响应性；

35、通过所述渐变调节，使后轮转向角度在所述后轮反向随动控制模式介入和退出的全过程中保持连续、平滑且无突变的变化特性。

36、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种后轮转向低速反向随动精准控制装置，包括：

37、信号实时采集模块，用于实时采集车辆行驶过程中的车速信号以及前后轮转向角度信号，获取车辆转向运动状态；

38、工况判定切换模块，用于根据所述车速信号判定车辆是否处于低速行驶工况，当车速低于预设临界车速时，激活后轮反向随动控制模式，当车速高于预设临界车速时退出所述后轮反向随动控制模式；

39、目标转角解算模块，用于在所述后轮反向随动控制模式下，根据实时车速在低速区间内自适应调节后轮的反向偏转角度，其中车速与后轮反向偏转角度呈负相关，车速越低后轮反向偏转角度越大，完成后轮目标转角的解算；

40、反向协同执行模块，用于控制后轮偏转方向与前轮相反，实现前后轮反向协同转向，完成后轮反向偏转的执行；

41、闭环校准过渡模块，用于实时采集后轮实际转角并与所述后轮目标转角进行闭环对比以修正角度偏差，并在所述后轮反向随动控制模式介入和退出时对后轮转向角度采用渐变调节，实现车身姿态平滑过渡，完成后轮转向的闭环校准与模式平稳切换。

42、关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

43、为达上述目的，本技术第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如第一方面实施例所述的一种后轮转向低速反向随动精准控制方法。

44、为达上述目的，本技术第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的一种后轮转向低速反向随动精准控制方法。

45、本发明实施例具有以下有益效果：

46、1.通过前后轮反向协同转向控制，使车辆绕瞬时转向中心形成更紧凑的转弯轨迹，有效缩减低速工况下的转弯半径，显著提升长轴距车辆在泊车、掉头及窄道通行场景下的低速灵活机动性能。

47、2.基于车速与后轮反向转角之间的负相关映射关系，在低速区间内实现后轮反向转角的自适应无级调节，使全车速区间内后轮偏转角度始终与当前车速相匹配，控制效果全程保持最优。

48、3.通过转角闭环反馈校准机制实时补偿后轮实际转角与目标转角之间的偏差，保证后轮转向角度精准可控，前后轮转向同步性高，车辆行驶轨迹贴合预期路径，无偏移、无干涉。

49、4.采用渐变调节策略实现后轮转向角度的平滑增减，模式介入与退出过程中车身横摆响应平缓，无突变冲击，操控手感自然连贯，有效避免车身晃动与转向顿挫感。

50、5.构建以预设临界车速为边界的高低速模式切换逻辑，低速工况下后轮反向随动精确激活，高速工况下后轮转向功能有序切换，兼顾低速转向机动灵活性提升与高速行驶底盘稳定性保持。