用于在电动车辆中执行车辆偏航的系统和方法与流程

用于在电动车辆中执行车辆偏航的系统和方法


背景技术：

1.现代车辆通过允许驾驶员转动车辆的前车轮(例如，通过转动方向盘)来执行转弯。此类转弯导致大转弯半径并且变得难以在窄道和死胡同中执行，使得将车辆从窄道操纵出来变得非常困难，从而需要进行多点转弯以使车辆掉头。因此，所需要的是一种改进的车辆转弯能力，该车辆转弯能力利用每个车轮处受控的转矩实现减小的转弯半径。


技术实现要素：

2.根据本公开，提供了通过执行车辆偏航以允许车辆例如围绕车辆底盘下方的点枢转来改进电动车辆的转弯操作的系统和方法。车辆可包括正常驾驶模式，在该正常驾驶模式下，通过使用例如方向盘向左或向右转动一个或多个车轮来使电动车辆转向。车辆还可包括车辆偏航模式和其他驾驶模式，在该车辆偏航模式下，使电动车辆围绕车辆底盘下方的点旋转。在一些实施方案中，车辆偏航是在接收到进入车辆偏航模式的输入和偏航方向的指示之后执行的。例如，方法可利用车辆的改进特征(例如，前驱动轴和后驱动轴的独立控制、车轮的独立控制、制动器的独立控制等)来为车辆提供围绕车辆底盘下方的点执行偏航(沿任一方向)的能力。可在能够向车辆的车轮中的一个或多个车轮中的每个车轮分配转矩和/或制动的本文所述的各种车辆中执行车辆偏航。
3.在一些具体实施中，下文所述的技术可由车辆的处理电路执行。处理电路可实现为车辆的一部分、包括在车辆中和/或嵌入在车辆电子器件中，以及其他可能性。在一些实施方案中，处理电路可包括车载的车辆计算机，该车载的车辆计算机可控制车辆的多个特征或能力。在一些实施方案中，处理电路可与车辆的用户输入、车辆的传感器，以及暂态或非暂态存储器(例如，存储用于操作车辆的机构的存储器)通信地连接。
4.在一些实施方案中，提供了一种用于在电动车辆中执行车辆偏航的方法。例如，在某些情况下，处理电路可进入车辆偏航模式，以用于执行车辆的车辆偏航。在一些实施方案中，车辆偏航也在各种其他类型的模式下执行。在一些实施方案中，处理电路可在用户发出请求此类模式的命令(例如，通过按压适当的按钮，将方向盘转到某个点，或经由任何其他输入)之后进入车辆偏航模式。在一些实施方案中，电动车辆可包括正常驾驶模式，在该正常驾驶模式下，通过转动车辆的可转向车轮来使电动车辆转向。例如，可通过改变车轮角度来使车辆的前车轮转向。在另一个示例中，可通过改变车轮的车轮角度来使后车轮转向。在又另一个示例中，可通过改变转动车辆的可转向车轮的角度来使车辆的所有车轮转向。
5.在一些实施方案中，处理电路可在执行多个标准检查(例如，车轮对准、驾驶模式、车辆速度、周边检查、地理围栏、车辆健康等)之后进入车辆偏航模式。例如，处理电路可确定车辆在所有车轮(包括可转向车轮)都是直的情况下是静止的(或接近静止)。在一些实施方案中，车辆偏航模式可仅在车辆的所有车轮均为直的(例如，被对准成平行于车辆的长度)时被激活。在一些实施方案中，当车辆的前车轮低于转动阈值(例如，相对于被对准成平行于车辆的长度小于10度)时，可激活车辆偏航模式。在一些实施方案中，响应于启动车辆偏航模式，车辆可致使车辆的车轮自动(在没有任何用户输入的情况下通过车辆)变直到中
心(例如，被对准成平行于车辆的长度)。在一些实施方案中，当满足标准检查时，处理电路可启动车辆偏航模式。
6.在一些实施方案中，处理电路可接收车辆的偏航方向(例如，右偏航或左偏航)的输入。处理电路基于所接收的偏航方向确定内车轮和外车轮。例如，响应于接收到右偏航的指示，处理电路确定左侧车轮是外车轮并且右侧车轮是内车轮。在另一个示例中，响应于接收到左偏航的指示，处理电路确定左侧车轮是内车轮并且右侧车轮是外车轮。
7.在一些实施方案中，当以车辆偏航模式操作时，处理电路向电动车辆的外车轮提供向前转矩并且向电动车辆的内车轮提供向后转矩。例如，处理电路可同时向车辆的外车轮提供向前转矩并且向车辆的内车轮提供向后转矩。
8.在一些实施方案中，处理电路以顺序次序接收用于偏航方向和车辆偏航的进入的输入。例如，处理电路接收启动车辆偏航模式的第一输入和指示偏航方向的第二输入。在一些实施方案中，处理电路同时接收用于偏航方向和车辆偏航的进入的输入。用于偏航方向和车辆偏航的进入的输入可经由输入界面(例如，车辆显示器上的图形用户界面)接收。在一些实施方案中，输入可经由按钮接收。例如，处理电路可在用户发出请求此种模式的命令(例如，通过按压近似按钮，或经由任何其他输入)之后启动车辆偏航模式和偏航方向。
9.在一些实施方案中，处理电路可接收用于车辆偏航的期望的偏航转动角度。例如，期望的偏航转动角度可以是围绕车辆中心中的枢转点(例如，重心点)的旋转移动，从而致使车辆围绕车辆的枢转点顺时针或逆时针旋转各种程度。在一些情况下，期望的偏航转动角度可以是从车辆的当前位置的90度左旋转(逆时针)、90度右旋转(顺时针)和180度左旋转或右旋转(顺时针或逆时针)中的一者。期望的偏航转动角度可以是包括一次完整旋转(即，360度的期望的偏航转动角度)或多次完整旋转(例如，720度、1080度等)的任何值。处理电路可监测电动车辆的车辆偏航并确定电动车辆的车辆偏航已经满足或超过期望的从起始位置起的偏航转动角度，并且作为响应脱离车辆偏航模式。在一些实施方案中，响应于从车辆偏航模式脱离，处理电路可进入正常驾驶模式，并且转变沿向前方向施加到每个车轮的所有转矩。例如，当车辆在底盘中的枢转点上方旋转时，在旋转期望的偏航转动角度(例如，180度)后，车辆从车辆偏航模式脱离并进入正常驾驶模式。在一些实施方案中，处理电路可同时脱离车辆偏航模式并进入正常驾驶模式。
10.在一些实施方案中，处理电路可向外车轮提供向前转矩和向后转矩，以通过电动车辆(在没有任何用户输入的情况下通过车辆)自动使电动车辆旋转。例如，为了使电动车辆转动期望的偏航转动角度或多次旋转，处理电路可自动(在没有任何用户输入的情况下)向外车轮提供向前转矩和向后转矩以使电动车辆旋转。在一些实施方案中，处理电路可与用户输入成比例地(例如，与用户已经按压加速器踏板的距离成比例地)为外车轮提供向前转矩并且为内车轮提供向后转矩。
11.在一些实施方案中，处理电路可经由车辆偏航模式或任何其他模式或者根本不经由任何模式来接收多次完整车辆旋转的输入。例如，多个完整车辆旋转可以是从车辆的当前位置的1次、2次、3次、4次或5次或任何次数的完整旋转。单次完整车辆旋转可以是车辆旋转360度。处理电路可监测电动车辆的车辆偏航并确定电动车辆已经执行从起始位置起的多次完整车辆旋转的输入，并且作为响应脱离车辆偏航模式。在一些实施方案中，响应于从车辆偏航模式脱离，处理电路可进入正常驾驶模式，并且转变沿向前方向施加到车轮的所
有转矩。例如，当车辆围绕底盘中的枢转点旋转时，在旋转多次完整车辆旋转(例如，两次完整旋转)的输入后，车辆从车辆偏航模式脱离并进入正常驾驶模式。在一些实施方案中，处理电路可同时脱离车辆偏航模式并进入正常驾驶模式。
12.在一些实施方案中，处理电路可被配置为脱离车辆偏航模式。例如，处理电路可确定可能存在障碍物，或不满足任何其他标准。在一些实施方案中，当进行确定时，处理电路可自动(在没有任何用户输入的情况下)脱离车辆偏航模式。在一些实施方案中，处理电路可响应于接收到用户输入(例如，键被按压，或者方向盘被转动到超过阈值的位置或者向前速度超过速度阈值)而脱离车辆偏航模式。
13.在一些实施方案中，处理电路可监测前车轮的转向角。在一些示例中，处理电路可确定车辆的前车轮中的至少一个被转动的量超过转向角阈值(例如，10％、15％或任何其他转向角阈值)。在一些实施方案中，当车辆的前车轮中的至少一个被转动的量超过转向角阈值时，处理电路可手动或自动使车轮变直。例如，车辆可提示(例如，经由视觉提醒或听觉信号)用户使车轮变直。在一些实施方案中，处理电路可将车辆的车轮放置成与车辆的长度平行(例如，通过自动转动车轮)。
14.在一些实施方案中，处理电路可通过向电动车辆的外车轮提供开环向前转矩来向电动车辆的外车轮提供向前转矩。例如，处理电路在不调整输出变量的情况下以开环执行车辆偏航模式(例如，不基于传感器调整转矩的输出，而是基于设置量将转矩斜升至或设置为特定量)。例如，施加到外车轮的转矩斜升至4000牛顿米(nm)。在一些实施方案中，使开环向前转矩斜升包括连续地或逐渐地增加转矩。在一些实施方案中，转矩以逐步模式递增地增加直到4000nm。当以开环操作时，处理电路可向车辆的外车轮提供开环向前转矩，使得转矩继续增加(连续地或逐渐地)，而加速器输入保持不变或基本上不变。在一些实施方案中，可与用户输入成比例地(例如，与用户已经按压加速器踏板的距离成比例地)提供向前转矩。处理电路监测外车轮的滑移以识别何时向外车轮提供闭环向前转矩。响应于识别出外车轮的滑移，处理电路提供闭环向前转矩。
15.在一些实施方案中，当进入车辆偏航模式时，处理电路可通过向电动车辆的内车轮提供开环向后转矩来向电动车辆的内车轮提供向后转矩。例如，施加到内车轮的转矩斜升至4000牛顿米(nm)。在一些实施方案中，使开环向后转矩斜升包括连续地或逐渐地增加转矩。在一些实施方案中，转矩以逐步模式递增地增加直到4000nm。当以开环操作时，处理电路可向车辆的内车轮提供开环向后转矩，使得转矩继续增加(连续地或逐渐地)，而加速器输入保持不变或基本上不变。在一些实施方案中，可与用户输入成比例地(例如，与用户已经按压加速器踏板的距离成比例地)提供向后转矩。处理电路监测内车轮的滑移以确定何时向内车轮提供闭环向后转矩。响应于识别出内车轮的滑移，处理电路提供闭环向后转矩。
16.在一些实施方案中，处理电路在进入闭环时可监测车轮中的每个车轮的旋转。例如，每个车轮处的传感器可提供与每个车轮的旋转相关的数据。在一些实施方案中，处理电路还可监测车辆的车辆偏航速率。例如，分布在车辆周围的一个或多个传感器可监测车辆偏航速率。在一些实施方案中，当车辆围绕基本上静止的位置旋转(偏航)时，车辆可单独地或独立地向一个或多个车轮中的每个车轮提供转矩以维持车轮中的每个车轮的滑移。例如，旋转中心(例如，枢转点)可在车辆偏航期间相对于地面保持基本上固定。静止的位置可
以是车辆底盘下方的点。
17.在一些实施方案中，当向外车轮提供开环向前转矩时，处理电路可向车辆的外前车轮和车辆的外后车轮提供向前转矩。例如，处理电路可同时向车辆的外前车轮和外后车轮提供独立向前转矩。在一些实施方案中，可与用户输入成比例地(例如，与用户已经按压加速器踏板的距离成比例地)提供向前转矩。在一些实施方案中，当以车辆偏航模式操作时，车辆的外车轮可相对于地面滑移。
18.在一些实施方案中，当向车辆的内车轮提供开环向后转矩时，处理电路可向车辆的内前车轮和车辆的内后车轮提供向后转矩。例如，处理电路可同时向车辆的内前车轮和内后车轮提供向后转矩。在一些实施方案中，可与用户输入成比例地(例如，与用户已经按压加速器踏板的距离成比例地)提供向后转矩。在一些实施方案中，当以车辆偏航模式操作时，车辆的内车轮可相对于地面滑移。
19.在一些实施方案中，处理电路可将内前车轮的旋转、内后车轮的旋转、外后车轮的旋转和外前车轮的旋转与目标自旋速率(例如，4转/秒的自旋速率或任何其他自旋速率)进行比较。例如，处理电路可基于与目标自旋速率的比较来控制内前车轮的旋转、内后车轮的旋转、外后车轮的旋转和外前车轮的旋转。在一些实施方案中，当以闭环模式操作时，处理电路可控制外车轮的向前转矩和内车轮的向后转矩，使得内前车轮的旋转、内后车轮的旋转、外后车轮的旋转和外前车轮的旋转不超过目标自旋速率。例如，响应于确定内前车轮的旋转、内后车轮的旋转、外后车轮的旋转，或者外前车轮的旋转高于目标自旋速率，处理电路可基于该确定来调整到车辆的外车轮的向前转矩或到内车轮的向后转矩以防止车轮和动力传动系磨损。在一些实施方案中，处理电路可将制动器施加到外车轮和内车轮中的一者或多者。在一些实施方案中，处理电路可减小到一个或多个外车轮的向前转矩或到内车轮的向后转矩。
20.在一些实施方案中，处理电路可监测车辆偏航速率。例如，处理电路可从至少一个传感器接收车辆的旋转信息。在一些实施方案中，处理电路可将车辆偏航速率与目标车辆偏航速率(例如，每10秒的车辆旋转或任何其他偏航速率)进行比较。例如，处理电路可基于与目标车辆偏航速率的比较来控制内前车轮的旋转、内后车轮的旋转、外后车轮的旋转和外前车轮的旋转。
21.根据另一个实施方案，提供了一种被配置用于以车辆偏航模式或任何其他模式或者根本不以任何模式转弯的车辆。在一些实施方案中，车辆可包括前车轮和后车轮，并且这些前车轮和这些后车轮中的每个车轮被配置有马达以向每个相应车轮提供转矩。
22.在一些实施方案中，车辆可被配置为包括电路。在一些实施方案中，电路可被配置为响应于接收到来自用户的输入而执行车辆偏航模式或任何其他模式或者根本不执行任何模式。在一些实施方案中，当以车辆偏航模式操作时，处理电路可使用与每个车轮相关联的马达向车辆的外车轮提供偏航方向的指示和向前转矩，并且使用与每个车轮相关联的马达向车辆的内车轮提供向后转矩。
23.在一些实施方案中，当以车辆偏航模式或任何其他模式操作或者根本不以任何模式操作时，处理电路可使用与每个车轮相关联的马达向车辆的外车轮提供偏航方向的指示和开环向前转矩，并且使用与每个车轮相关联的马达向车辆的内车轮提供开环向后转矩。
24.在一些实施方案中，被配置有马达的每个车轮包括被配置为向外前车轮传递转矩
的第一马达、被配置为向内前车轮传递转矩的第二马达、被配置为向外后车轮传递转矩的第三马达以及被配置为向内后车轮传递转矩的第四马达。
25.在一些实施方案中，提供了非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质上编码有用于使车辆以偏航模式或任何其他模式转弯或者根本不以任何模式转弯的指令。在一些实施方案中，编码指令可由具有前车轮和后车轮的车辆的处理电路执行。在一些实施方案中，处理电路被配置为在将方向盘转到特定点时或经由任何其他输入来在电动车辆中执行车辆偏航。根据一些实施方案，当以偏航模式操作时，基于编码的指令，处理电路可致使向前转矩施加到车辆的外车轮并且致使向后转矩施加到车辆的内车轮。
附图说明
26.参考以下附图详细描述了根据一个或多个各种实施方案的本公开。附图仅出于举例说明的目的而提供，并且仅示出典型的或示例性实施方案。提供这些附图以有利于理解本文所公开的概念，并且这些附图不应被认为是对这些概念的广度、范围或适用性的限制。应当指出的是，为了清楚起见和便于说明，这些附图未必按比例绘制。
27.图1描绘了根据本公开的一些实施方案的包括处理电路、输入变量、传感器和输出变量的例示性车辆的系统图；
28.图2示出了根据本公开的一些实施方案的例示性车辆的俯视剖视图；
29.图3示出了根据本公开的一些实施方案的例示性车辆的另一个俯视剖视图；
30.图4a描绘了根据本公开的一些实施方案的以图形用户界面为特征的车辆的例示性示例；
31.图4b描绘了根据本公开的一些实施方案的用于进入车辆偏航模式的图形用户界面的示例；
32.图4c描绘了根据本公开的一些实施方案的用于进入偏航模式的另选方式的图形用户界面的另一个示例；
33.图5描绘了根据本公开的一些实施方案的用于以车辆偏航模式操作车辆的过程的例示性流程图；并且
34.图6描绘了根据本公开的一些实施方案的用于以车辆的车辆偏航模式操作和脱离车辆的车辆偏航模式的过程的例示性流程图。
具体实施方式
35.本公开涉及操作电动车辆以执行车辆偏航。在一些实施方案中，车辆包括正常驾驶模式，在该正常驾驶模式下，通过使用例如方向盘向左或向右转动一个或多个车轮来使电动车辆转向。在一些实施方案中，车辆在进入车辆偏航模式、正常驾驶模式以及可能具有各种其他类型的模式时执行车辆偏航。在一些实施方案中，车辆的每个车轮的转矩可以根据每个车轮的独立且变化的转矩水平独立地控制。在一些实施方案中，当满足某些条件时(例如，当车辆的速度足够低和/或当前车轮被对准成平行于车辆的方向时)，车辆可被配置为以车辆偏航模式操作。在一些实施方案中，车辆被配置为经由图形用户界面从用户接收进入车辆偏航模式并指示偏航方向的输入。例如，偏航方向是左偏航和右偏航中的一者。在一些实施方案中，基于接收到偏航方向，车辆被配置为确定车辆的内车轮和外车轮。在一些
实施方案中，当以车辆偏航模式操作时，车辆被配置为使得向前转矩被提供给车辆的外车轮，并且向后转矩被提供给车辆的内车轮。车辆偏航模式允许车辆围绕车辆底盘下方的点枢转。然而，应当指出的是，一个或多个车辆可以在没有本文所述的一个或多个操作模式的情况下在底盘下方枢转。在一些情况下，车辆可以在没有选择或进入的任何模式的情况下执行一个或多个枢转。然而，为了说明并描述示例而不限制本公开的目的，被描述为围绕点枢转、以减小的或最小转弯半径转动、向一个或多个车轮启动向前转矩同时向一个或多个其他车轮启动向后转矩以及其他示例的车辆能力可以在正常驾驶模式、车辆偏航模式下执行，同时在闭环或开环模式和/或这些模式的组合以及其他车辆模式下操作。然而，这些车辆可以同时、顺序地和/或以它们的任何组合在多种模式下执行这些操作。
36.如本文所提及的，术语“车辆偏航模式”是指任何种类的模式、在没有用户输入的情况下自动触发的模式，或用于操作车辆以使得车辆的外车轮和内车轮被提供有沿相反方向的转矩的技术。在一些实施方案中，车辆偏航模式包括对每个车轮的独立转矩控制。例如，车辆的外车轮以独立向前转矩操作，并且车辆的内车轮以独立向后转矩操作。在一些实施方案中，车辆偏航模式包括独立地控制每个车轮以引起车辆的偏航。例如，车辆的外前车轮以第一向前转矩操作，外后车轮以第二向前转矩操作，车辆的内前车轮以第一向后转矩操作，并且内后车轮以第二向后转矩操作。
37.在一些情况下，第一向前转矩和第二向前转矩可以是不同的量值，并且第一向后转矩和第二向后转矩可以是不同的量值。
38.如本文所提及的，术语“内车轮”是指更靠近车辆转弯方向的车轮。例如，在右转弯或偏航期间，车辆的右车轮(前和后)可被视为“内车轮”，而车辆的左车轮可被视为“外车轮”。在另一个示例中，在左转弯或偏航期间，车辆的左车轮可被视为“内车轮”，而车辆的右车轮可被视为“外车轮”。术语“外”是指车辆的一侧上的提供有向前转矩的车轮，并且术语“内”是指车辆的一侧上的车轮，在该侧上，车轮提供有向后转矩。因此，车辆的哪些车轮被视为外车轮和内车轮将取决于偏航方向。
39.图1描绘了根据本公开的若干实施方案的例示性车辆100的系统图，该例示性车辆包括处理电路122、输入变量102、104、105、106、传感器111-121、马达/制动器控制器124和输出变量126-132。例示性处理电路122包括处理器108和存储器110。
40.处理电路122可包括在被配置为提供对车辆的前车轮和后车轮的控制的一个或多个模块上实现的硬件、软件或两者。在一些实施方案中，处理器108包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、可编程逻辑设备、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)或它们的任何合适的组合。在一些实施方案中，处理器108跨多于一个处理器或处理单元分布。在一些实施方案中，处理电路122执行存储在存储器中的用于管理四轮机动车辆300或三轮机动车辆的指令。在一些实施方案中，存储器110是作为处理电路122的一部分的电子存储设备。例如，存储器110可被配置为存储电子数据、计算机指令、应用程序、固件或任何其他合适的信息。在一些实施方案中，存储器110包括随机存取存储器、只读存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器、固态设备、或任何其他合适的存储器存储设备、或它们的任何组合。例如，存储器可用于发起启动例行程序。
41.在一些实施方案中，系统可包括至少以下非限制性输入，这些输入包括转向输入102、油门输入104、显示输入105和偏航方向输入106。在一些实施方案中，转向输入102可被
配置为提供用于转动可转向车轮的输入，油门输入104可被配置为向车辆100的车轮126、128、130、132中的一个或多个车轮提供用于油门的输入，输入界面105(例如，图形用户界面)可被配置为接收和输出与电动车辆相关的信息，并且偏航方向输入106可选自输入界面105或作为另一个按钮、换挡拨片并被配置为提供偏航方向。在一些实施方案中，输入界面被配置为从车辆的操作员接收进入车辆偏航模式并指示偏航方向的输入。
42.在一些实施方案中，系统可包括障碍物检测传感器111、车轮旋转传感器112、车辆偏航传感器114、取向传感器116、速度传感器118、加速器传感器120和方向盘传感器121。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到一个或多个障碍物检测传感器111以监测车辆周围的障碍物。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到一个或多个车轮旋转传感器112，这些车轮旋转传感器提供指示车辆的车轮126、128、130、132中的每个车轮的车轮旋转的数据。在一些情况下，一个或多个车轮旋转传感器112可连接到车辆300的转向柱，以确定一个或多个车轮126、128、130和/或132中的每个车轮的转动角度。在一些实施方案中，基于由车轮旋转传感器提供的数据，处理电路122可确定车轮是否正在滑移并且作为响应可在车辆偏航模式下从对转矩的开环控制转变为对转矩的闭环控制。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到一个或多个车辆偏航传感器114，该一个或多个车辆偏航传感器提供指示车辆的旋转的数据。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到一个或多个取向传感器116，该一个或多个取向传感器提供指示车辆100在3d空间中的取向的数据。例如，取向传感器116可提供指示车辆100的俯仰角、车辆100的偏航角和车辆100的侧倾角的数据。在一些实施方案中，车辆偏航或偏航速率可由一个或多个取向传感器116确定。取向传感器116可提供指示车辆100的取向的数据。可通过计算随时间推移的取向的变化来确定偏航速率。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到速度传感器118，该速度传感器提供车辆100的当前速度。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到加速器传感器120，该加速器传感器提供车辆100的当前加速度。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到方向盘传感器121，该方向盘传感器确定车辆100的可转向车轮(例如，126和128)的转向角。在一些实施方案中，响应于利用方向盘传感器121确定转向车轮的转向角，处理电路122可转动可转向车轮以在进入车辆偏航模式之前减小车轮角度。在一些实施方案中，在进入车辆偏航模式之前可将所确定的转向角与阈值角度(例如，10度)进行比较。在一些实施方案中，在进入车辆偏航模式之前并且响应于所确定的车轮角度超过阈值角度，处理电路122可转动方向盘以减小车轮角度。在一些实施方案中，响应于进入车辆偏航模式，车辆100可致使车辆100的车轮126和128自动变直(例如，被对准成平行于车辆的长度)。
43.图1的例示性车辆100可用于执行图5的过程500和图6的过程600的例示性步骤中的任何步骤或所有步骤。图1的例示性车辆100可用于根据本公开控制图3所示的车轮/马达配置中的任一者。在一些实施方案中，并非图1所示的所有部件都需要包括在车辆100中。
44.图2示出了根据本公开的一些实施方案的例示性车辆200的顶视图。在一些实施方案中，车辆200可以是双门轿车、四门轿车、卡车、运动型多功能车、全尺寸货车、面包车、厢式送货车、公共汽车或任何其他类型的车辆。
45.在一些实施方案中，车辆200可包括左前车轮202、右前车轮204、左后车轮206和右后车轮208。在一些实施方案中，左前车轮202和右前车轮204可经由驱动轴(未示出)连接。在一些实施方案中，当进行左偏航时，车辆200可向内车轮(例如，左前车轮202和左后车轮
206)提供向后转矩(t
r1
和t
r2
)。在一些实施方案中，车辆可向外车轮(例如，右前车轮204和右后车轮208)提供向前转矩(t
f1
和t
f2
)。例如，车辆可向右前车轮204提供向前转矩t
f1
并且可以进一步向右后车轮208提供向前转矩t
f2
。在一些实施方案中，车辆可向内车轮(例如，左前车轮202和左后车轮206)提供向后转矩(t
r1
和t
r2
)。例如，车辆200可向左前车轮202提供向后转矩t
r1
并且可以进一步向左后车轮206提供向后转矩t
r2
。
46.在一些实施方案中，向前转矩(t
f1
和t
f2
)可致使向前力由地面施加在外车轮204和208上。例如，前力可提供向前力分量(f
f1
和f
f2
)。在一些实施方案中，向后转矩(t
r1
和t
r2
)可致使向后力分量(f
r1
和f
r2
)由地面施加在车辆200的内车轮202和206上。在相对一致的地表面上，这致使车辆200围绕车辆200底盘下方的点210旋转212。假设维持到外车轮(204和208)的向前转矩和到内车轮(202和206)的向后转矩，则示例性公式示出如下满足这些力的总和：
47.t
f1
t
f2
≈t
r1
t
r2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式1)
48.在一些实施方案中，假设维持到外车轮(204和208)的向前转矩和到内车轮(202和206)的向后转矩，预期车辆偏航速率与向前转矩(t
f1
和t
f2
)和向后转矩(t
r1
和t
r2
)的总和成比例，如由如下示例性公式所示：
[0049][0050]
在一些实施方案中，施加在内车轮(202和206)上的向后转矩(t
r1
和t
r2
)的总和以及施加在外车轮(204和208)上的向前转矩(t
f1
和t
f2
)的总和致使车辆200围绕车辆200底盘下方的点210旋转212，同时车辆保持在基本上静止的位置中。例如，当向内车轮(202和206)施加向后转矩并且向外车轮(204和208)施加向前转矩时，力致使车辆200围绕中心点210旋转，同时车辆200保持在相同的位置中。在一些实施方案中，向前转矩(t
f1
和t
f2
)可致使外车轮(204和208)相对于地面滑移，并且向后转矩(t
r1
和t
r2
)可致使内车轮(202和206)相对于地面滑移。当外车轮(204和208)向前滑移并且内车轮(202和206)向后滑移时，所得的向前力分量(f
f1
和f
f2
)和向后力分量(f
r1
和f
r2
)的组合作用于车辆200并且使车辆100围绕点210旋转212。例如，力分量可致使车辆200围绕车辆底盘下方的点210枢转。
[0051]
在一些实施方案中，车辆200可在两个方向(例如，顺时针和逆时针)上以车辆偏航模式操作。在一些实施方案中，车辆200可接收偏航方向的指示。例如，车辆200可接收左偏航的指示，这将导致车辆向左偏航(逆时针)。在另一个示例中，车辆200可接收右偏航的指示，这将导致车辆向右偏航(顺时针)。图2描绘了左偏航；然而，本领域的技术人员将认识到，可使用类似的技术来执行右偏航。
[0052]
图3示出了根据本公开的一些实施方案的例示性车辆300的顶视图。在一些实施方案中，车辆300可以是双门轿车、四门轿车、卡车、运动型多功能车、全尺寸货车、面包车、厢式送货车、公共汽车或任何其他类型的车辆。
[0053]
在一些实施方案中，车辆300可包括左前车轮302、右前车轮304、左后车轮306和右后车轮308。在一些实施方案中，车辆300可包括马达312。马达312可(例如，经由皮带、链条、齿轮或任何其他连接设备)连接到左前车轮302。车辆300还可包括分别类似地连接到车轮304、306、308的马达314、316、318。在一些实施方案中，马达312、314、316和318可被配置为向这些马达的相应车轮302、304、306和308提供向前转矩或向后转矩。
[0054]
在一些实施方案中，马达312、314、316和318可以是能够生成动力的任何种类的马
达(例如，风动马达、电动马达)。在一些实施方案中，马达312、314、316和318可以是连接到初级单个马达(未示出)并且被配置为独立地且瞬间地将动力从单个马达分别传递到车轮302、304、306和308的设备。
[0055]
在一些实施方案中，车辆300可包括图1的处理电路122。在一些实施方案中，处理电路122可包括能够控制车辆的多个特征或能力的车载的车辆计算机。在一些实施方案中，处理电路122可与车辆的用户输入102、104、105、106、车辆111-120的传感器，以及暂态或非暂态存储器(例如，存储用于操作车辆的机构的存储器)通信地连接。
[0056]
在一些实施方案中，车辆300可包括多个传感器。例如，多个传感器中的一些传感器可包括：用于确定车辆300的速度的速度传感器118、车辆300的前车轮302、304转动所依据的方向盘角度传感器121、用于确定车辆300在车辆偏航模式下的旋转的车辆旋转传感器114、用于确定车辆300的车轮302、304、306和308中的每个车轮的滑移的车轮旋转传感器112，以及用于确定车辆的加速度的加速器传感器120。
[0057]
在一些实施方案中，车辆300的处理电路122可能够在具有或没有用户输入的情况下直接控制车辆300的特征。在一个示例中，处理电路122可能够致动马达312以向左前车轮302提供指定量的向后或向前转矩。类似地，处理电路122可能够致动马达314、316、318中的任一者以分别向车轮304、306、308提供指定量的向后或向前转矩。
[0058]
在一些实施方案中，当满足一个或多个条件时，车辆300的处理电路122可进入车辆偏航模式。例如，用户可按下按钮或转动杠杆以请求车辆偏航模式。然而，可以在没有用户输入的情况下进入车辆偏航模式。在一些实施方案中，代替用户请求或除用户请求之外，处理电路122可接收所请求的对车辆300的偏航方向的指示。例如，偏航方向可以是右偏航(顺时针)或左偏航(逆时针)。在一些实施方案中，处理电路122可确定前车轮302和304是否被对准成平行于车辆300。在一些实施方案中，为了激活车辆偏航模式，车轮302和304需要被对准成平行于车辆300。针对车辆偏航模式，为了在使车辆300转弯时减小转弯半径并提高效率，车轮302和304可处于中心370的10％内(例如，被对准成平行于车辆300的长度)。例如，转向车轮302和304可被定位在中心370的10％内(例如，被对准成平行于车辆300的长度)。在一些实施方案中，当前车轮302和304未被对准成平行于车辆300时，处理电路122可自动使方向盘旋转以将前车轮302和304对准成平行于车辆300(例如，使车轮变直)。在一些实施方案中，前车轮302和304被转动的方向可确定偏航方向。例如，如果车辆的前车轮302和304已经向右转动5％，则处理电路122可确定偏航方向为右偏航。在一些实施方案中，前车轮302和304被转动的方向可大于中心370转动的10％(例如，被对准成平行于车辆300的长度)，并且作为响应，处理电路122可自动使方向盘旋转以对准前车轮302和304。在一些实施方案中，车辆300的一个或多个前车轮302和304可以是转向车轮。在一些实施方案中，车辆300的一个或多个后车轮306和308可以是转向车轮。在另一个实施方案中，一个或多个后车轮306和308以及一个或多个前车轮302和304可以是转向车轮。在一些实施方案中，处理电路122可转动车轮以与中心370对准(即，使车轮平行于车辆300的长度)并且使用转向车轮被转动的方向作为偏航方向。
[0059]
在一些实施方案中，当以车辆偏航模式操作时，车辆300的处理电路122可进入开环模式。在开环模式下，处理电路122可向外车轮304、308提供向前转矩(例如，通过使用马达314和318)。在一些实施方案中，处理电路122可例如通过使用马达312和316向车辆300的
内车轮302和306施加向后转矩。开环模式在不调整输出变量的情况下执行车辆偏航模式(例如，不基于传感器调整转矩的输出，而是基于用户输入将转矩斜升至或设置为特定量)。例如，施加到内车轮和外车轮的转矩斜升至4000牛顿米(nm)。在一些实施方案中，使开环向前转矩和开环向后转矩斜升包括连续地增加转矩，例如，从0增加至4000nm。在一些实施方案中，转矩以逐步模式递增地增加直到4000nm。例如，转矩以200nm增量(例如，200、400、600、800等)增加直到4000nm。在另一个示例中，转矩以不同的增量(例如，在另一示例中200、500、1000)增加。
[0060]
前述图3只是举例说明本公开的原理，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本领域的技术人员可做出各种修改。上述实施方案是出于举例说明而非限制的目的而呈现的。例如，可根据本公开在车辆300中使用马达和动力传动系的任何组合。在一些示例中，图3的后马达316和318可与单个前马达312组合使用。根据此种配置，车辆300包括三个马达(一个前马达312和两个后马达316和318)。在另一个示例中，单个后马达316可与图3的两个前马达312和314组合使用。根据此种配置，车辆300包括三个马达(两个前马达312和314和一个后马达316)。
[0061]
在一些实施方案中，根据本公开，可在具有轮轴的任何组合的车辆上使用车辆偏航模式。例如，车辆300可具有转向轮轴和非转向轮轴。转向轮轴可耦接到将使车辆300沿一个方向转向的一个车轮或多个车轮。在一些实施方案中，转向轮轴可设置在车辆300的前部或后部处。例如，当用户提供用于使车辆转向的输入时，前车轮或后车轮将转动。在一些实施方案中，非转向轮轴可耦接到将向车辆提供转矩的一个车轮或多个车轮。在一些实施方案中，车辆可提供两个轮轴(例如，转向轮轴和非转向轮轴)，如在车辆300中显示的配置中所示的(图3)。在一些实施方案中，车辆可提供三个或更多个轮轴。例如，三个或更多个轮轴可提供至少一个转向轮轴和两个或更多个非转向轮轴。根据此种配置，当转动至少一个转向轮轴以使得对应车轮被对准成平行于车辆时，可进入车辆偏航模式。在一些实施方案中，至少一个转向轮轴可包括位于每个车轮处的马达。在一些实施方案中，每个马达可在一个车轮上向车辆提供向前转矩，并且在附接到转向轮轴的另一个车轮处向车辆提供向后转矩。在一些实施方案中，根据本公开，两个或更多个非转向轮轴可在车辆的对应于转向轮轴的向后转矩的同一侧上提供向后转矩，并且在车辆的对应于转向轮轴的向前转矩的同一侧上提供向前转矩。
[0062]
在一些实施方案中，车辆偏航模式或任何其他模式或根本没有任何模式可用于能够向车辆的车轮分配转矩和/或制动的任何车辆中。例如，车辆可向外车轮和内车轮提供转矩的独立分配。根据另一个示例，车辆可向内车轮和外车轮提供转矩和制动的独立且变化水平的分配。前述使得驾驶员能够在车辆偏航模式下准确控制点(210)(例如，旋转中心)，并因此准确控制转弯半径。
[0063]
图4a描绘了根据本公开的一些实施方案的以图形用户界面402a为特征的车辆400a的例示性示例。在一些实施方案中，图形用户界面402a可以是指结合到车辆中、耦接到车辆或可由车辆访问的部件，该车辆诸如图4a中的车辆400a。车辆400a配备有图形用户界面402a，该图形用户界面可用于启用/禁用车辆系统，所述车辆系统包括启用和禁用车辆偏航模式、车辆驾驶模式或任何其他模式的选项。例如，车辆400a中的用户可使用图形用户界面402a来访问车辆400a上的选项。在一些实施方案中，图形用户界面402a可结合到车辆中
400a中或结合到用于在使用车辆400a时访问此种车辆系统的用户装备中。在一些实施方案中，在图形用户界面402a上显示的车辆系统可与车辆400a的用户输入(例如，用于提供语音命令的麦克风和扬声器)通信地连接。例如，用户可提供语音命令以激活车辆偏航模式，并且结合到车辆400a中的音频系统可转换此种命令以进入车辆偏航模式。
[0064]
如上所述，在一些实施方案中，车辆400a的用户或乘员可通过直接输入到用户界面中(例如，经由用户界面400b(图4b)激活系统)来选择结合到图形用户界面402a中或该图形用户界面附带的车辆偏航模式。在用户对用户界面400b的选择(例如，对车辆模式选项的选择)后，在用户界面400b上出现针对车辆偏航模式404b的选项402b，如图4b中的例示性示例所示。车辆偏航模式选项404b对应于用户可键入以进入车辆偏航模式的可选选项。当车辆的用户或乘员经由用户界面(例如，用户输入界面400b(图4b))访问结合到图形用户界面402a中或该图形用户界面附带的车辆偏航模式时，用户可使用勾号选项408b进入此种模式。
[0065]
在一些实施方案中，车辆400a的用户或乘员可通过直接输入到用户界面中(例如，经由用户界面400c(图4c)激活系统)，通过指定车辆偏航方向和转动角度而选择进入结合到图形用户界面402a中或该图形用户界面附带的车辆偏航模式的另选方式。在用户的对进入用户界面400c的偏航模式的另选方式的选择后(例如，对车辆模式选项的选择)，出现带有车辆偏航模式404c的选项的列表402c，这些选项包括偏航方向406c、偏航角407c和用户界面400c上的其他选项411c，如图4c中的例示性示例所示。所列出的选项404c、406c、407c和411c中的每个选项对应于用户可键入的可选选项。例如，对于驾驶模式404c，用户可键入非限制性选项中的任一选项，诸如进入、脱离和安全代码激活。例如，对于偏航方向406c，用户可键入左偏航或右偏航。另外，对于偏航角407c，用户可键入偏航的特定期望角度。在一些实施方案中，期望的转动角度可设置为默认值。另外，对于其他选项411c，用户可键入非限制性选项中的任一选项，诸如进入安全限制、脱离安全限制、安全限制和最大旋转限制，以及潜在地涉及转动辅助和/或停车辅助的其他可能性。当车辆的用户或乘员经由用户界面(例如，用户输入界面400c(图4c))选择结合到图形用户界面402a中或该图形用户界面附带的驾驶模式中的一个驾驶模式(例如，车辆偏航模式)时，用户可使用进入选项408c进入此种模式，同时对应于驾驶模式的所选选项在显示屏402c上显示并键入偏航方向(例如，左偏航或右偏航)和偏航量(例如，90度)。
[0066]
在一个实施方案中，车辆具有自主车辆功能，诸如感测车辆的环境并且在几乎没有人类输入的情况下安全移动，包括执行车辆偏航模式以减小转弯半径并提高车辆的转弯效率。车辆可以是互联网连接的车辆、可与车辆外部的其他系统双向通信的车辆。车辆可通过天线阵列与地图数据库双向通信以促进包括执行车辆偏航的行车。
[0067]
图5描绘了根据本公开的若干实施方案的用于以车辆偏航模式操作车辆的过程500的例示性流程图。在一些实施方案中，过程500可由车辆300(图3)的处理电路122执行。应当指出的是，过程500或该过程的任何步骤可在图1的系统上执行或由该系统提供。此外，过程500的一个或多个步骤可结合到本文所述的一个或多个其他步骤中或与本文所述的一个或多个其他步骤组合。
[0068]
过程500在502处开始，其中处理电路122可接收进入车辆偏航模式的输入。例如，处理电路122可在用户发出请求此种模式的命令(例如，通过按压近似按钮，或经由图形用
户界面402a上的输入或任何其他输入)之后启动车辆偏航模式。处理电路122可确定是否满足一个或多个偏航模式初始化标准。例如，重新参考图3，是否满足车辆的前车轮的转动量或转动角度(例如，车轮302和304的转动角度)。在一些实施方案中，处理电路122可使用连接到转向柱的传感器来确定车轮302和304的转动角度。
[0069]
过程500在504处继续，其中处理电路122可根据步骤502的结果行进。例如，如果满足该多个进入标准，则处理电路可行进到步骤504。在504处，处理电路122可接收偏航方向的输入。作为执行车辆偏航的一部分，处理电路122接收车辆偏航将被执行的方向。例如，基于接收向右或向左的偏航方向，处理电路122可执行步骤506和508。
[0070]
在506处，处理电路122可基于偏航方向确定内车轮和外车轮。例如，响应于接收到右偏航的指示，处理电路122确定左侧车轮(302和306)是外车轮并且右侧车轮(304和308)是内车轮。在另一个示例中，响应于接收到左偏航的指示，处理电路122确定左侧车轮(302和306)是内车轮并且右侧车轮(304和308)是外车轮。
[0071]
在508处，处理电路122可向车辆的内车轮提供向后转矩并且向车辆的外车轮提供向前转矩。例如，处理电路122可致动马达312和316以向车轮302和306提供向后转矩。例如，处理电路122可致动马达314和318以向车轮304和308提供向前转矩。在一些实施方案中，步骤508响应于用户按压加速器踏板或响应于用户按压车辆的图形用户界面上的选项而执行。在一些实施方案中，步骤508在开环模式下开始使转矩斜升(即，不基于监测任何传感器数据调整转矩)。例如，在开环模式中，不论加速器踏板输入如何，转矩都会斜升。一般来讲，转矩增加，直到车轮滑移被检测到并且车辆进入闭环模式。
[0072]
图6描绘了用于以车辆的车辆偏航模式操作和脱离车辆的车辆偏航模式的过程600的例示性流程图。在一些实施方案中，过程600可由车辆300(图3)的处理电路122执行。应当指出的是，过程600或该过程的任何步骤可在图1的系统上执行或由该系统提供。此外，过程600的一个或多个步骤可结合到本文所述的一个或多个其他步骤中或与本文所述的一个或多个其他步骤组合。
[0073]
过程600在602处开始，其中处理电路122可接收进入车辆偏航模式的输入。例如，处理电路122可在用户发出请求此种模式的命令(例如，通过按压近似按钮，或经由图形用户界面402a上的输入或任何其他输入)之后启动车辆偏航模式。处理电路122可确定是否满足一个或多个偏航模式初始化标准。例如，是否满足车辆的前车轮的转动程度(例如，车轮302和304的转动角度)。在一些实施方案中，处理电路122可使用连接到转向柱的传感器来确定车轮的转动角度。
[0074]
过程600在604处继续，其中处理电路122可根据步骤602的结果行进。例如，如果满足该多个进入标准，则处理电路122可行进到步骤604。在604处，处理电路122可接收偏航方向的输入。作为执行车辆偏航的一部分，处理电路122接收车辆偏航将被执行的方向。例如，基于接收向右或向左的偏航方向，处理电路122可执行步骤606和608。
[0075]
在606处，处理电路122可基于偏航方向确定内车轮和外车轮。例如，响应于接收到右偏航的指示，处理电路122确定左侧车轮(302和306)是外车轮并且右侧车轮(304和308)是内车轮。在另一个示例中，响应于接收到左偏航的指示，处理电路122确定左侧车轮(302和306)是内车轮并且右侧车轮(304和308)是外车轮。
[0076]
在608处，处理电路122可接收期望的偏航转动角度。例如，期望的偏航转动角度可
以是从车辆的当前位置的90度左旋转、90度右旋转和180度左旋转或右旋转中的一者。期望的偏航转动角度可以是包括一次完整旋转(即，360度的期望的偏航转动角度)或多次完整旋转(例如，720度、1080度等)的任何值。
[0077]
在610处，处理电路122可向车辆的内车轮提供向后转矩并且向车辆的外车轮提供向前转矩。例如，处理电路122可致动马达312和316以向内车轮302和306提供向后转矩。例如，处理电路122可致动马达314和318以向外车轮304和308提供向前转矩。在一些实施方案中，步骤610响应于用户按压加速器踏板或响应于用户按压车辆的图形用户界面402a上的选项而执行。然而，在一些实施方案中，步骤610可响应于车辆方向盘转动超出阈值点(例如，沿任一方向的两次方向盘旋转)而执行。在一些情况下，步骤610可响应于方向盘转动在短时间段(例如，两秒至五秒)内超出阈值点而执行。在一些实施方案中，步骤610在开环模式下开始使转矩斜升(即，不基于监测任何传感器数据调整转矩)。例如，在开环模式中，不论加速器踏板输入如何，转矩都会斜升。一般来讲，转矩增加，直到车轮滑移被检测到并且车辆进入闭环模式。
[0078]
在一些实施方案中，在612处，处理电路122可监测车辆偏航或偏航速率。在一些实施方案中，车辆偏航或偏航速率由一个或多个车辆取向传感器确定。车辆的取向传感器提供指示车辆的取向的数据。可通过计算随时间推移的取向的变化来确定偏航速率。在一些实施方案中，处理电路122可通信地连接到一个或多个取向传感器，该一个或多个取向传感器提供指示车辆在3d空间中的取向的数据。例如，图1的取向传感器116可提供指示车辆200的俯仰角、车辆200的偏航角和车辆200的侧倾角的数据。
[0079]
在一些实施方案中，过程600在614处继续，其中处理电路122可确定车辆偏航是否已经超过期望的偏航转动角度。响应于由处理电路122确定车辆偏航已经超过期望的偏航转动角度，过程600在616处继续以脱离车辆偏航模式。在一些实施方案中，响应于从车辆偏航模式脱离，处理电路122可在618处进入正常驾驶模式，并且转变沿向前方向施加到车轮的所有转矩。例如，当车辆在底盘中的枢转点210上方旋转时，在旋转期望的偏航转动角度(例如，180度)后，车辆200从车辆偏航模式脱离并进入正常驾驶模式。在一些实施方案中，处理电路122可同时脱离车辆偏航模式并进入正常驾驶模式。在一些实施方案中，提供给外车轮和内车轮的向前转矩的量是基于按压加速器踏板的量。例如，转矩的量可与按压加速器踏板的量成比例，或者可使用查找表来确定。另一方面，响应于由处理电路122确定车辆偏航尚未超过期望的偏航转动角度，过程600通过继续监测车辆偏航速率来在步骤612处继续。
[0080]
应当理解，过程600仅是例示性的，并且可在本公开的范围内进行各种修改。例如，在一些实施方案中，步骤608、612和614可省略并且步骤610可响应于按压加速器踏板而执行，并且步骤616可响应于加速器踏板被释放而执行或在加速器踏板被释放之后的预先确定的时间量(例如，1秒)之后执行。还应当指出的是，过程500和600可顺序地组合，来自过程500和600中的每一者的特定步骤可组合以建立单独的过程，以及其他可能性。
[0081]
可以设想，图1至图6中的每一者的系统、步骤或描述可与本公开的任何其他一个或多个实施方案一起使用。本领域的技术人员将理解，图1至图6中的每一者的一些系统部件、步骤或描述可以是任选的，并且在一些实施方案中可省略。更一般地，本公开意在是示例性的而非限制性的。此外，相对于图2至图6所述的步骤和描述可采用交替次序或并行地
完成，以进一步用于本公开的目的。例如，这些步骤中的每一者可以任何顺序或并行地或基本上同时地执行以减小系统或方法的滞后或增加其速度。此外，应当指出的是，相对于图1和图3讨论的任何设备或装备可用于执行图5和图6中的步骤中的一个或多个步骤。
[0082]
前述内容只是举例说明本公开的原理，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本领域的技术人员可做出各种修改。上述实施方案是出于举例说明而非限制的目的而呈现的。本公开还可采用除本文明确描述的那些形式之外的许多形式。因此，应当强调的是，本公开不限于明确公开的方法、系统和仪器，而是旨在包括其变型和修改，这些变型和修改在以下权利要求书的实质内。