技术领域
[0001] 本申请涉及车辆领域，更具体地涉及一种可漂浮车辆的驱动控制方法及其系统、可漂浮车辆。
相关背景技术
[0002] 在人们的日常生活中，汽车作为一种重要的交通工具，极大地方便了人们的出行，早已变得不可或缺。但现有汽车通常只能在陆地上行驶，涉水能力较弱，一般允许涉水高度在300～400mm。即使是越野车型，其允许的涉水高度也不超过900～1000mm。近年来，强降雨天气带来的道路积水、城市内涝、地下车库被淹等问题，涉事车辆只能眼睁睁地任其变为泡水车而无能为力。因涉水后出现车辆故障，甚至人员伤亡。
[0003] 鉴于此，发展一种能够像船一样在水中漂浮行驶的车辆的需求日益迫切。相关技术中，水陆两栖车的控制策略通常只区分正常驾驶模式和涉水驾驶模式，但是水陆两栖车在处于漂浮状态时，无法单独通过扭矩控制来控制整车的姿态，因此，如何提高控制可漂浮车辆的控制精度与控制响应特性是亟待解决的问题。
具体实施方式
[0034] 为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
[0035] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0036] 应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
[0037] 在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0038] 为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0039] 下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040] 首先需要介绍下本申请中可漂浮车辆的驱动控制方法的应用场景，该可漂浮车辆的驱动控制方法应用于可漂浮车辆在水中行驶的驱动控制过程中。其中，该可漂浮车辆可以为诸如但不限于仅靠车轮进行浮水驱动的车辆，该可漂浮车辆可以为分布式驱动的四电机独立驱动的车辆，该可漂浮车辆可以具有发动机部件，也可以没有发动机部件，该可漂浮车辆可以为诸如但不限于纯电、燃油车、插电混动车及增程式混合动力车等。
[0041] 参考图1，本申请实施例提供了一种可漂浮车辆的驱动控制方法，该驱动控制方法包括：
[0042] 步骤一：在车辆处于漂浮状态时，根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量；
[0043] 步骤二：根据车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量，确定车辆各个车轮对应电机输出的目标扭矩，以控制车辆行驶。
[0044] 在上述的方案中，通过针对四电机独立驱动的车辆，在检测到车辆处于漂浮状态时，根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量；之后，根据车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量，确定车辆各个车轮对应电机输出的目标扭矩，以控制车辆行驶。基于轮速闭环、横摆角速度闭环的双闭环控制方案，形成一个完整的由轮速、横摆角速度组成的，由预控扭矩/轮速形成的前馈控制及控制器反馈控制共同组成的双闭环控制回路，具有较好的控制精度与控制响应特性。下面结合附图对上述各个步骤进行详细的介绍。
[0045] 示例性的，该驱动控制方法还可以包括：在接收到进入浮水模式请求且车辆满足预设条件时，采用涉水行驶控制策略控制车辆行驶；在采用涉水行驶控制策略控制车辆行驶的过程中，判断车辆是否处于漂浮状态。
[0046] 参考图2，在接收到进入浮水模式请求时，判断车辆是否满足进入浮水模式的预设条件，其中，浮水模式至少包含涉水状态子模式和浮水状态子模式。其中，关于预设条件的确定可以采用多种方式。示例性的，预设条件至少可以包括：车辆的车速小于预设阈值，车辆的同步锁处于解锁状态；在可漂浮车辆具有发动机时，发动机处于启动状态，且车辆的碳罐电磁阀及DMTL电磁阀所在回路均处于关闭状态。保持整车尤其是关键零部件的涉水使用安全。
[0047] 在具体判断车辆是否满足进入浮水模式的预设条件时，可以采用多种方式，如下结合图2示例性的介绍几种判断方式。
[0048] S00：开始。
[0049] S01：获取浮水模式的按键状态信息，并判断驾驶员是否发出浮水模式切换请求指令。其中浮水模式按键，可以为浮水模式实体按键，也可以为PAD或手机端的虚拟按钮的开关状态，还可以为语音指令等。如果驾驶员发出浮水模式切换请求指令，执行步骤S02；如果驾驶员没有发出浮水模式切换请求指令，返回至S00进行下一循环，继续监视驾驶员是否有浮水模式切换请求指令输入；
[0050] S02：若整车当前状态良好无异常，整车无其它与浮水功能互斥的功能正在激活，且浮水模式当前无故障，则执行步骤S03；反之，执行步骤S07，通过PAD或仪表，输出模式切换失败的信息提示；
[0051] S03：判断浮水模式进入条件是否满足预设条件，该预设条件可以为诸如车速是否小于阈值、同步锁是否处于解锁状态等。对于包含发动机部件的车辆系统，若以上条件均满足，则执行步骤S04；反之，执行步骤S07，通过PAD或仪表，输出模式切换失败的信息提示。对于不包含发动机部件的车辆系统，若以上预设条件均满足，则执行步骤S05、S06。
[0052] S04：对于包含发动机的车辆，浮水模式将于激活前，先输出发动机强制启动请求、碳罐电磁阀及DMTL电磁阀回路关闭请求，以使发动机系统提前处于正常工作状态，防止发动机相关部件进水，导致发动机损坏。
[0053] S05：浮水模式激活，进入浮水模式成功。
[0054] S06：通过PAD或仪表，输出模式切换成功的信息提示。
[0055] 接下来，参考图2，在车辆满足预设条件时，控制车辆首先进入涉水状态子模式，采用涉水行驶控制策略控制车辆行驶。在采用涉水行驶控制策略控制车辆行驶时，可以采用多种方式实现。示例性的，可以采用扭矩平均分配法，给车辆的各个车轮分配驱动扭矩。即在判断车辆满足预设条件时，可以首先控制车辆进行涉水状态子模式下，并采用扭矩平均分配法，给车辆的各个车轮分配驱动扭矩。
[0056] 接下来，参考图2，判断车辆是否处于漂浮状态。此时的车辆已经处于涉水状态子模式，即车辆在切换到涉水状态子模式之后，判断车辆是否处于漂浮状态。在实际驾驶车辆过程中，车辆从正常无水或少水的状态，进入到漂浮状态之间，车辆的车轮的涉水深度值有一个逐渐增加的过程。所以本申请实施例中在接收到进入涉水模式的请求，并判断车辆满足进入涉水模式的预设条件之后，首先将车辆切换到涉水模式的涉水状态子模式下，此时的车轮虽然已经涉水，但还没有达到车辆能够漂浮的状态，此时的车辆状态定义为涉水状态。且在车辆处于涉水状态子模式下，还将继续监测车辆的状态，并判断车辆是否处于漂浮状态。
[0057] 判断车辆是否处于漂浮状态的方式可以采用多种方式，如下示例性的介绍几种判断方式。
[0058] 示例性的，在判断车辆是否处于漂浮状态时，可以根据车辆的各个车轮的涉水深度、滑转状态和各个车轮悬架的载荷状态，判断车辆是否处于漂浮状态，通过车轮的涉水深度、滑转状态和悬架载荷状态等多个指标，综合判断车辆是否处于漂浮状态，能够减小单一判断方法所带来的误识别风险，提高判断车辆是否处于漂浮状态的准确性。
[0059] 具体根据车辆的各个车轮的涉水深度、滑转状态和各个车轮悬架的载荷状态，判断车辆是否处于漂浮状态的方式，可以采用多种方式。如下示例性的介绍一种方式。
[0060] 示例性的，可以根据车辆的各个车轮的涉水深度、滑转状态和各个车轮的悬架的载荷状态，判断车辆是否处于漂浮状态，包括：在车辆的各个车轮的涉水深度值均大于车辆漂浮阈值，各个车轮的悬架均处于卸载状态，且各个车轮均处于打滑状态时，判断车辆处于漂浮状态。提高针对车辆是否处于漂浮状态的准确性。
[0061] 示例性的，在根据车辆的各个车轮的涉水深度、滑转状态和各个车轮的悬架的载荷状态，判断车辆是否处于漂浮状态时，可以先获取车辆的各个车轮的涉水深度值，并判断各个车轮的涉水深度值是否均大于车辆漂浮阈值。之后，在各个车轮的涉水深度值均大于车辆漂浮阈值时，获取各个车轮的悬架高度值。之后，根据各个车轮的悬架高度值，判断各个车轮的悬架是否均处于卸载状态。之后，在各个车轮的悬架均处于卸载状态时，获取各个车轮是否均处于打滑状态。之后，在各个车轮均处于打滑状态时，判断车辆处于漂浮状态。应当理解的是，上述仅示例性的示出根据涉水深度、滑转状态和悬架载荷状态等多个指标，判断车辆是否处于漂浮状态的一种方式，除此之外，还可以采用其他的判断方式。
[0062] 下面结合图3和图6，示例性的介绍一种具体的车辆漂浮状态判断流程，具体步骤如下：
[0063] S05030：开始。
[0064] S05031：获取车辆的涉水传感器水深信号、各车轮的悬架高度信号、车辆的车速及各车轮的轮速信号等状态信息；
[0065] S05032：根据涉水传感器水深信号计算各车轮的涉水深度值，根据车辆的车速及各车轮的轮速计算各车辆的滑移状态。
[0066] 其中，涉水传感器用于检测车辆的实际涉水深度。其具体形式可以为接触式传感器，接触式传感器可以为诸如浮球式、电容式等液位深度检测传感器。涉水传感器也可为非接触式传感器，非接触式传感器可以为诸如超声波式、激光式、雷达式等传感器。接触式传感器可以直接感测液体，测量更准确，但也正因为需要与液体充分接触后，才能测量，有最小探测水深限制。非接触式传感器不需要与液压接触即可探测到水面高度，无最小探测水深限制。本实施例以车身左侧后视镜、右侧后视镜布置的2个非接触式水深传感器来进行说明。
[0067] 示例性的，参考图6，定义各车轮的轮眉中心A为各车轮的距水高度参考点，定义各车轮的轮眉中心A到水面的距离h为各车轮的距水高度。正值表示在水面以上，负值表示在水面以下。各车轮的距水高度可以采用如下公式计算：
[0068] hiL＝SL‑PiL_zcos(α)cos(β)‑PiL_xsin(α)cos(β)+PiL_ytan(β) (i＝F/R)[0069] hiR＝SR‑PiR_zcos(α)cos(β)‑PiR_xsin(α)cos(β)+PiR_ytan(β) (i＝F/R)[0070] 其中，hiL(i＝F/R)分别为左前轮距水高度、左后轮距水高度；
[0071] hiR(i＝F/R)分别为右前轮距水高度、右后轮距水高度；
[0072] SL为左涉水传感器探测值，SR为右涉水传感器探测值；
[0073] α为车身俯仰角_rad，β为车身侧倾角_rad；
[0074] PiL_z(i＝F/R)分别为左前轮参考点至左涉水传感器安装点的Z向距离、左后轮参考点至左涉水传感器安装点的Z向距离；
[0075] PiR_z(i＝F/R)分别为右前轮参考点至右涉水传感器安装点的Z向距离、右后轮参考点至右涉水传感器安装点的Z向距离；
[0076] PiL_x(i＝F/R)分别为左前轮参考点至左涉水传感器安装点的X向距离、左后轮参考点至左涉水传感器安装点的X向距离；
[0077] PiR_x(i＝F/R)分别为右前轮参考点至右涉水传感器安装点的X向距离、右后轮参考点至右涉水传感器安装点的X向距离；
[0078] PiL_Y(i＝F/R)为左前轮参考点至左涉水传感器安装点的Y向距离、左后轮参考点至左涉水传感器安装点的Y向距离；
[0079] PiR_Y(i＝F/R)为右前轮参考点至右涉水传感器安装点的Y向距离、右后轮参考点至左涉水传感器安装点的Y向距离。
[0080] S05033：获取各车轮的涉水深度值，并判断各车轮的涉水深度值是否均大于车辆漂浮阈值？如果是，执行步骤S05034，如果否，执行步骤S05031；
[0081] S05034：获取各车轮的悬架高度值，并判断各车轮的悬架是否均处于卸载状态？如果是，执行步骤S05035，如果否，执行步骤S05031；
[0082] 具体的，根据各个车轮的悬架高度与车辆处于水中漂浮状态下悬架卸载时悬架高度之间的差值，判断并输出各车轮的悬架是否处于卸载状态：
[0083] 示例性的，在根据各个车轮的悬架高度与车辆处于水中漂浮状态下悬架卸载时悬架高度之间的差值，判断并输出各车轮的悬架是否处于卸载状态时，
[0084] 各车轮的悬架高度与车辆处于水中漂浮状态下悬架卸载时悬架高度之间的差值＝|各轮悬架高度‑悬架卸载时悬架高度|；
[0085] 若车轮的悬架高度与车辆处于水中漂浮状态下悬架卸载时悬架高度之间的差值＜阈值(如5mm)，则认为该车轮的悬架处于卸载状态。
[0086] S05035：获取各车轮的滑转状态，并判断各车轮的是否均处于打滑状态？如果是，执行步骤S05036，如果否，执行步骤S05031；
[0087] 示例性的，在根据车辆的车速及各车轮的轮速计算各车辆的滑移状态时，根据各个车轮的轮速与车速之间的差值，判断并输出各轮滑转状态：
[0088] 各车轮的轮速与车速之间的差值＝|各车轮轮速‑整车车速|
[0089] 若各车的轮速与车速之间的差值>打滑阈值(如10km/h)，则认为该车轮处于打滑状态。
[0090] S05036：判定车辆处于漂浮状态。
[0091] 接下来，参考图2，在车辆处于漂浮状态时，控制车辆由涉水状态子模式切换为浮水状态子模式，采用浮水行驶控制策略控制车辆行驶。通过针对可漂浮车辆的浮水模式，根据车辆是否处于漂浮状态，进一步划分涉水状态子模式和浮水状态子模式；在车辆满足预设条件，并在车辆处于漂浮状态时，控制车辆由涉水状态子模式切换为浮水状态子模式，采用浮水行驶控制策略控制车辆行驶。相比现有仅设置涉水模式的方式，本申请通过根据车辆是否处于漂浮状态，进一步划分涉水状态子模式和浮水状态子模式，并分别采用涉水行驶控制策略和浮水行驶控制策略控制车辆行驶，将车辆漂浮状态与涉水状态很好的兼容与区分开来，以适应不同涉水程度的场景变化，使车辆具备良好的水中行驶能力，填补现有技术的驱动控制策略的空白。且上述方式，无需额外增加动力系统，只需采用不同的驱动控制策略即可，无需增加成本，利于可漂浮车辆的推广与应用。
[0092] 在车辆进入到浮水状态子模式下，采用浮水行驶控制策略控制车辆行驶时，可以采用多种方式。需要说明的是，浮水行驶控制策略与涉水行驶控制策略，是两个不同的控制策略。涉水行驶控制策略相对更好的适应于浅水场景的车辆驾驶，而浮水行驶控制策略相对更好的适应于车辆处于漂浮状态的深水场景的车辆驾驶。下面详细介绍浮水行驶控制策略的控制方法。
[0093] 在车辆处于漂浮状态时，先根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量。具体的实现方式，可以采用多种实现方式。例如，
[0094] 示例性的，在根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量时，可以先根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量；之后再根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量。
[0095] 其中，关于上述分别采用不同的运动控制方法，依次确定车辆各个车轮的目标轮速修正量、预控扭矩和扭矩修正量的方式，可以采用多种实现方式。具体还与车辆当前的行驶状态相关。
[0096] 在深水场景下，处于漂浮状态的车辆可以分为非原地转向行驶和原地转向行驶。其中，非原地转向行驶具体可以包括直行、直行过程中的慢转弯或纠偏等。参考图5，本申请在一些实施例中，还充分利用独立四驱电动汽车的控制反馈快且能够分别进行独立控制的特性，分别针对非原地转向行驶和原地转向行驶，提出不同的浮水行驶控制策略。如下示例性的介绍。
[0097] 示例性的，浮水状态子模式至少可以包括浮水行驶控制状态，在车辆处于浮水状态子模式且非原地转向行驶时，车辆处于浮水行驶控制状态。
[0098] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且非原地转向行驶时，此时，在根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量时，可以采用如下的步骤进行：首先，根据车辆的方向盘转角和车速，基于预设的方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度关系，确定车辆的目标横摆角速度。之后，根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量。上述的第一运动控制算法可以为PI、PD或PID控制算法，具体可以通过相应的控制器实现。
[0099] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且非原地转向行驶时，此时，在根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量时，可以采用如下示出的方式。首先，根据车辆的油门，基于预设的油门‑目标轮速‑电机预控扭矩关系，确定车辆各个车轮的预控目标轮速和预控扭矩；之后，根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的扭矩修正量。上述的第二运动控制算法可以为PI、PD或PID控制算法，具体可以通过相应的控制器实现。下面结合附图7具体示例性的介绍一种实现方式。
[0100] 示例性的，在浮水行驶控制状态下，参考图7，浮水行驶控制策略可以为：根据油门‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线、方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩。
[0101] 示例性的，在根据油门‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线、方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩时，参考图7示出的浮水行驶控制策略中控制模块的控制结构框图；
[0102] 其中，图7中的2表示油门‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，该曲线可通过试验测试进行标定得到。根据该油门‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，可以得到车辆在浮水状态下，不同油门开度进行直线稳定行驶时所需的电机扭矩与电机稳定转速范围。
[0103] 图7中的11表示方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度曲线。该方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度曲线可以通过如下数学关系式进行定义：
[0104]
[0105] 其中，δ＝δw/isteer，δ表示前轮转角deg，δw表示方向盘转角deg，isteer表示转向传动比。δ0表示方向盘转角阈值，如可取5～10deg，为可标定量。u表示浮水车速km/h；K表示转向系数，值可标定。
[0106] 在具体根据油门‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线、方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩时，参考图7，首先，根据油门大小1，查表油门‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线2，分别得到该油门开度下，所需要的预控目标轮速3与电机预控扭矩4；同时，根据方向盘转角大小10、浮水车速11，查表方向盘转角‑车速‑目标横摆角速度曲线12，得到当前方向盘转角及车速条件下，转向所需要的目标横摆角速度13。该目标横摆角速度与实际横摆角速度17通过加法器14求差，得到横摆角速度响应偏差。然后，横摆角速度响应偏差输入至15控制器1的输入端，作为15控制器1的输入信号。此处的15控制器1可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。15控制器1的输出信号作为目标轮速修正量，与预控目标轮速3通过加法器16求和，得到目标轮速。目标轮速与与实际轮速18通过加法器5求差，得到轮速的响应偏差。轮速的响应偏差输入至6控制器2的输入端，作为6控制器2的输入信号。此处的6控制器2可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。6控制器2的输出信号作为目标扭矩修正量，与预控扭矩4通过加法器7求和，得到各轮电机的目标扭矩8。整车及电机控制器接收到电机目标扭矩信号后，进行电机扭矩控制。各车轮的实际轮速18可以通过轮速传感器检测获取。整车的实际横摆角速度17可以通过偏航率传感器或IMU传感器检测获取。如此，基于轮速闭环、横摆角速度闭环的双闭环控制方案，形成一个完整的由轮速、横摆角速度组成的，由预控扭矩/轮速形成的前馈控制及控制器反馈控制共同组成的双闭环控制回路，具有较好的控制精度与控制响应特性。
[0107] 本申请在一些实施例中，参考图5，还针对原地转向行驶，进一步划分为驾驶员模式下的原地转向和自动模式下的原地转向。其中，驾驶员模式下的原地转向指的是：驾驶员通过直接控制方向盘和油门操作，驾驶车辆进行原地转向。自动模式下的原地转向指的是：驾驶员仅输入转向方向和目标转向角度即可，由自动驾驶系统自动控制车辆进行原地转向。且本申请还分别针对驾驶员模式下的原地转向和自动模式下的原地转向，提出了不同的浮水行驶控制策略。如下示例性的介绍。
[0108] 在车辆处于漂浮状态且驾驶员模式下的原地转向时，上述分别采用不同的运动控制方法，依次确定车辆各个车轮的目标轮速修正量、预控扭矩和扭矩修正量的方式时，可以采用如下示出的方式。
[0109] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且驾驶员模式下的原地转向时，在根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量时，可以采用如下示出的方式：首先，根据车辆的油门和初始目标横摆角速度，基于预设的油门‑横摆角速度增量关系，确定车辆当前的目标横摆角速度；之后，根据车辆当前的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量。上述的第一运动控制算法可以为PI、PD或PID控制算法，具体可以通过相应的控制器实现。
[0110] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且驾驶员模式下的原地转向时，在根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量时，可以先根据车辆的目标横摆角速度，基于预设的目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩关系，确定车辆各个车轮的预控目标轮速和预控扭矩；之后，根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的扭矩修正量。上述的第二运动控制算法可以为PI、PD或PID控制算法，具体可以通过相应的控制器实现。下面结合附图8具体示例性的介绍一种实现方式。
[0111] 示例性的，浮水状态子模式至少还可以包括驾驶员模式的浮水原地转向控制状态，在接收到进入驾驶员模式的浮水原地转向控制状态的请求时，将车辆切换到驾驶员模式的浮水原地转向控制状态。其中，驾驶员模式的浮水原地转向控制状态下，参考图8，浮水行驶控制策略可以为：接收输入的油门量和方向盘转角量，并根据油门‑横摆角速度增量曲线、目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩。
[0112] 示例性的，在接收输入的油门量和方向盘转角量，并根据油门‑横摆角速度增量曲线、目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩时，可以采用如图8所示出的控制结构框图。其中，图8中的3表示油门‑横摆角速度增量曲线，该曲线可通过试验测试进行标定得到。根据该组曲线，可以得到车辆在浮水状态下，不同油门开度所能达到的目标转动速度增量。图8中的5为目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，该曲线可通过试验测试进行标定得到。根据该组曲线，可以得到车辆在浮水状态下，以不同转动速度匀速旋转时，所需的电机扭矩与电机稳定转速范围。
[0113] 在具体根据油门‑横摆角速度增量曲线、目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩时，参考图8，首先，根据油门大小2，查表油门‑横摆角速度增量曲线3，得到该油门开度下的横摆角速度增加量，该横摆角速度增加量与初始目标横摆角速度1通过加法器14求和，得到总的目标横摆角速度。初始目标横摆角速度1的设定目的在于，可以实现当驾驶员不踩油门的时候，车辆也会有一个初始的默认的转动速度。
[0114] 根据总的目标横摆角速度，查表目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线5，分别得到该目标横摆角速度下，所需要的预控目标轮速6与电机预控扭矩8。同时，总的目标横摆角速度与实际横摆角速度15通过加法器13求差，得到横摆角速度响应偏差。然后，横摆角速度响应偏差输入至14控制器3的输入端，作为14控制器3的输入信号。此处的14控制器3可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。
[0115] 14控制器3的输出信号作为目标轮速修正量，与预控目标轮速6通过加法器16求和，得到目标轮速。目标轮速与实际轮速18通过加法器7求差，得到轮速的响应偏差。轮速的响应偏差输入至9控制器4的输入端，作为9控制器4的输入信号。此处的9控制器4可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。9控制器4的输出信号作为目标扭矩修正量，与预控扭矩8通过加法器10求和，得到各轮电机的目标扭矩11。整车及电机控制器接收到电机目标扭矩信号后，进行电机扭矩控制。各车轮的实际轮速18可以通过轮速传感器检测获取。整车的实际横摆角速度15可以通过偏航率传感器或IMU传感器检测获取。如此，基于轮速闭环、横摆角速度闭环的双闭环控制方案，形成一个完整的由轮速、横摆角速度组成的，由预控扭矩/轮速形成的前馈控制及控制器反馈控制共同组成的双闭环控制回路，具有较好的控制精度与控制响应特性。
[0116] 示例性的，浮水状态子模式至少还可以包括自动模式的浮水原地转向控制状态，在接收到进入自动模式的浮水原地转向控制状态的请求时，将车辆切换到自动模式的浮水原地转向控制状态。在车辆处于漂浮状态且自动模式下的原地转向时，上述分别采用不同的运动控制方法，依次确定车辆各个车轮的目标轮速修正量、预控扭矩和扭矩修正量的方式时，可以采用如下示出的方式。
[0117] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且自动模式下的原地转向时，此时，在根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量时，可以直接根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量。上述的第一运动控制算法可以为PI、PD或PID控制算法，具体可以通过相应的控制器实现。
[0118] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且自动模式下的原地转向时，此时，在根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量时，可以采用如下示出的方式：根据车辆的目标横摆角速度、实际横摆角速度和目标转动角度，采用第一运动控制算法，确定车辆各个车轮的目标轮速修正量。其中目标转动角度是自动模式时输入的目标转动角度参数，可以左转或右转，具体体现在目标转动角度。
[0119] 示例性的，在车辆处于漂浮状态且自动模式下的原地转向时，此时，根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量可以采用如下的步骤。首先，根据车辆的目标横摆角速度，基于预设的目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩关系，确定车辆各个车轮的预控目标轮速和预控扭矩。之后，根据车辆各个车轮的预控目标轮速、实际轮速和目标轮速修正量，采用第二运动控制算法，确定车辆各个车轮的扭矩修正量。上述的第二运动控制算法可以为PI、PD或PID控制算法，具体可以通过相应的控制器实现。下面结合附图9具体示例性的介绍一种实现方式。
[0120] 自动模式的浮水原地转向控制状态下，参考图9，浮水行驶控制策略可以为：接收输入的车辆目标转向方向和目标转动角度，根据预设的目标横摆角速度、目标车速、和目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩。
[0121] 在接收输入的车辆目标转向方向和目标转动角度，根据预设的目标横摆角速度、目标车速、和目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩时，可以采用如图9所示出的控制结构框图。
[0122] 自动模式的浮水原地转向控制状态下，车辆的控制目标为按照预设的转动角速度转过接收输入的目标转动角度。当实际转动角速度较预设的转动角速度偏差较大时，采用基于转动角速度闭环的速度控制方式进行修正控制；当实际转动角速度比较接近于目标转动角速度时，采用基于转动角速度闭环的位置控制方式进行修正控制。
[0123] 具体的，在根据预设的目标横摆角速度、目标车速、和目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线，采用PI、PD或PID控制算法，确定给各个车轮输入的驱动扭矩时时，首先，根据预设的目标横摆角速度1，查表目标横摆角速度‑目标轮速‑电机预控扭矩曲线3，得到该转动速度下所需要的预控目标轮速5与电机预控扭矩10。
[0124] 一方面，目标横摆角速度与实际横摆角速度18通过加法器2求差，得到横摆角速度响应偏差。然后，横摆角速度响应偏差输入至4控制器5的输入端，作为4控制器5的输入信号。此处的4控制器5可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。
[0125] 另一方面，实际横摆角速度18通过积分器17得到实际横摆角。目标转动角度14与实际横摆角通过加法器15求差后，得到横摆角的响应偏差。然后，横摆角的响应偏差输入至16控制器7的输入端，作为16控制器7的输入信号。此处的16控制器7可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。
[0126] 将加法器15求差后得到横摆角的响应偏差、控制器5的输出端、控制器7的输出端，分别输入至比较选择器6。当横摆角的响应偏差大于阈值时，目标轮速修正量＝控制器5的输出结果；反之，目标轮速修正量＝控制器7的输出结果。由此，实现控制器5与控制器7两种控制算法的切换。
[0127] 目标轮速修正量，与预控目标轮速5通过加法器7求和，得到目标轮速。目标轮速与实际轮速19通过加法器8求差，得到轮速的响应偏差。轮速的响应偏差输入至9控制器6的输入端，作为9控制器6的输入信号。此处的9控制器6可为PI控制器或PD控制器或PID控制器。
[0128] 9控制器6的输出信号作为目标扭矩修正量，与预控扭矩10通过加法器11求和，得到各轮电机的目标扭矩12。整车及电机控制器接收到电机目标扭矩信号后，进行电机扭矩控制。各车轮的实际轮速19可以通过轮速传感器检测获取。整车的实际横摆角速度18可以通过偏航率传感器或IMU传感器检测获取。如此，基于轮速闭环、横摆角速度闭环的双闭环控制方案，形成一个完整的由轮速、横摆角速度组成的，由预控扭矩/轮速形成的前馈控制及控制器反馈控制共同组成的双闭环控制回路，具有较好的控制精度与控制响应特性。
[0129] 示例性的，该驱动控制方法还可以包括：检测车辆的浮水功能是否出现浮水故障；在检测到车辆的浮水功能出现浮水故障，且车辆处于漂浮状态时，采用涉水行驶控制策略控制车辆行驶。在更优的实施例中，在车辆处于漂浮状态时，还可以检测车辆的浮水功能是否出现浮水故障。参考图5，在检测到车辆的浮水功能出现浮水故障时，控制车辆由浮水状态子模式切换为涉水状态子模式。
[0130] 下面结合图4和图5，示例性的介绍在浮水模式下的不同子模式沟通之间的相互切换的控制流程图，具体步骤如下。
[0131] S0500：表示浮水模式激活，成功进入浮水模式。
[0132] S0501：表示进入浮水模式后，车辆首先将被置位于涉水状态子模式。此时，若车辆状态未有效跳转为浮水状态子模式，则车辆将执行步骤S0502，执行涉水状态子模式下的涉水行驶控制策略，该涉水行驶控制策略下，各车轮的扭矩采用扭矩平均分配方法，无差动控制效果。
[0133] S0503：执行车辆漂浮判断控制程序。如果是，执行步骤S0504；如果否，则保持涉水状态子模式，并继续执行步骤S0502，采用涉水行驶控制策略；
[0134] S0504：车辆将被置位于浮水状态子模式；
[0135] S0505：检测浮水状态下，车辆的浮水功能是否出现浮水故障。如果是，则返回至S0501，重新进入涉水状态子模式，并采用涉水行驶控制策略，以实现浮水功能故障状态下的功能降级与应急行驶。如果否，则执行步骤S0506。
[0136] S0506：进行一般的浮水行驶控制。车辆将执行步骤S0507，执行浮水行驶控制状态下的浮水行驶控制策略。
[0137] S0508：判断浮水行驶状态下，驾驶员是否进一步选择并发出浮水原地转向‑自动模式请求，如果是，则执行S0509；如果否，保持浮水行驶状态。
[0138] S0509：车辆将处于自动模式的浮水原地转向控制状态。
[0139] S0510：该状态下，车辆将采用自动模式的浮水原地转向控制状态下的浮水行驶控制策略。
[0140] 自动模式的浮水原地转向控制状态下，驾驶员可以选择车辆的转动方向、目标转动角度。车辆将按照默认的横摆角速度(如20deg/s，值可标定)，沿驾驶员选择好的转动方向进行匀速转动，直至完成目标转动角度的旋转后才自动停止。
[0141] S0511：判断浮水行驶状态下，驾驶员是否进一步选择并发出浮水原地转向‑驾驶员模式请求，如果是，则执行S0512；如果否，保持浮水行驶状态。
[0142] S0512：车辆将处于驾驶员模式的浮水原地转向控制状态。
[0143] S0513：该状态下，车辆将采用驾驶员模式的浮水原地转向控制状态下的浮水行驶控制策略。
[0144] 驾驶员模式的浮水原地转向控制状态下，驾驶员可以选择通过转动方向盘或方向选择按钮来选择车辆的转动方向。通过油门控制车辆的转动速度。通过踩制动可停止转动。
[0145] 在上述示出的各种实施方式中，通过针对四电机独立驱动的车辆，在检测到车辆处于漂浮状态时，根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量；之后，根据车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量，确定车辆各个车轮对应电机输出的目标扭矩，以控制车辆行驶。基于轮速闭环、横摆角速度闭环的双闭环控制方案，形成一个完整的由轮速、横摆角速度组成的，由预控扭矩/轮速形成的前馈控制及控制器反馈控制共同组成的双闭环控制回路，具有较好的控制精度与控制响应特性。
[0146] 而且，在其他的实施例中，本申请实施例针对可漂浮车辆的浮水模式，根据车辆是否处于漂浮状态，还进一步划分涉水状态子模式和浮水状态子模式；在车辆满足预设条件时，控制车辆进入涉水状态子模式，采用涉水行驶控制策略控制车辆行驶；在车辆处于涉水状态子模式时，还判断车辆是否处于漂浮状态，并在车辆处于漂浮状态时，控制车辆由涉水状态子模式切换为浮水状态子模式，采用浮水行驶控制策略控制车辆行驶。相比现有仅设置涉水模式的方式，本申请通过根据车辆是否处于漂浮状态，进一步划分涉水状态子模式和浮水状态子模式，并分别采用涉水行驶控制策略和浮水行驶控制策略控制车辆行驶，将车辆漂浮状态与涉水状态很好的兼容与区分开来，以适应不同涉水程度的场景变化，使车辆具备良好的水中行驶能力，填补现有技术的驱动控制策略的空白。且上述方式，无需额外增加动力系统，只需采用不同的驱动控制策略即可，无需增加成本，利于可漂浮车辆的推广与应用。
[0147] 其次，本申请实施例还提供了一种可漂浮车辆的驱动控制装置，该驱动控制装置包括：第一计算模块和第二计算模块；其中，第一计算模块用于：在车辆处于漂浮状态时，根据车辆的目标横摆角速度和实际横摆角速度、以及车辆各个车轮的预控目标轮速和实际轮速，采用运动控制算法，确定车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量；第二计算模块用于：在车辆处于漂浮状态时，用于根据车辆各个车轮的预控扭矩和扭矩修正量，确定车辆各个车轮对应电机输出的目标扭矩，以控制车辆行驶。
[0148] 需要解释的是，上述的第一计算模块和第二计算模块均为软硬件结合的功能模块，每个计算模块具体计算的方式可以参考前述方法部分的对应描述，在此不再赘述。另外需要注意的是，驱动控制装置中并不仅限于上述示出的功能模块，除此之外，还可以包含其他的功能模块，来实现上述方法部分的对应步骤。
[0149] 另外，本申请实施例还提供了一种可漂浮车辆的驱动控制系统，该可漂浮车辆的驱动控制系统包括：存储介质和处理器，存储介质上存储有由处理器运行的计算机程序，计算机程序在被处理器运行时，使得处理器执行上述任意一种可漂浮车辆的驱动控制方法。
[0150] 图10示出了根据本申请实施例的可漂浮车辆的驱动控制系统100的示意性框图。如图10所示，根据本申请实施例的可漂浮车辆的驱动控制系统100可以包括存储介质110和处理器120，存储介质110存储有由处理器120运行的计算机程序，计算机程序在被处理器
120运行时，使得处理器120执行前文的根据本申请实施例的可漂浮车辆的驱动控制方法。
[0151] 其中，存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD‑ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
[0152] 再者，本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，计算机程序在运行时，执行上述任意一种的可漂浮车辆的驱动控制方法。该存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD‑ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
[0153] 此外，本申请实施例还提供了一种可漂浮车辆，该可漂浮车辆包括：车辆本体、以及设置在车辆本体上的上述任意一种可漂浮车辆的驱动控制系统。其中，该可漂浮车辆具体可以为诸如但不限于乘用车、货车等任意类型能够漂浮在水中并在水中行驶的车辆。上述的车辆本体可以包含车架、车轮、变速箱、方向盘等结构。该可漂浮车辆可以为诸如但不限于仅靠车轮进行浮水驱动的车辆，该可漂浮车辆可以为分布式驱动的车辆，该可漂浮车辆可以具有发动机部件，也可以没有发动机部件，该可漂浮车辆可以为诸如但不限于纯电、燃油车、插电混动车及增程式混合动力车等。
[0154] 本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
