车辆和用于车辆转向的方法技术

车轮独立牵引驱动装置通过将驱动功率有针对性地分配给各个车轮，从而能够通过主要改变纵向动力学变量来影响车辆的横向动力。通过在车辆的转向桥上使用车轮独立牵引驱动装置，能够通过有针对性地调节驱动功率的差异而使车轮转向。提出一种车辆(1)，其具有转向桥(2)以及用于操纵转向桥(2)的转向装置(7)，其中，能够通过转向装置(7)输入引起转向桥的车轮(4a、4b)的偏转角的方向盘转角，其中，方向盘转角相对偏转角的比例定义为转向传动比，车辆(1)具有第一驱动装置(6)，其中，第一驱动装置(6)允许第一驱动力矩车轮独立地分配到转向桥(2)的车轮(5a、5b)上，车辆(1)具有驱动桥(3)以及第二驱动装置(9)，其中，第二驱动装置(9)允许第二驱动力矩车轮独立地分配到驱动桥(3)的车轮(14a、14b)上，其中，控制设备(11)，用于接收输入量，其中，输入量被配置为车辆(1)的行驶动力学变量，其中，行驶动力学变量使得能够确定转向传动比的改变，并且控制设备输出作为输出量的、用于分配第二驱动装置(9)的驱动力矩的调节信息，以使这种改变减小或被完全抵消掉或被调整为目标值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆和用于车辆转向的方法
本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的车辆。此外，本专利技术涉及一种用于车辆转向的方法。
技术介绍
车轮独立牵引驱动装置通过将驱动功率有针对性地分配给各个车轮，从而能够通过主要改变纵向动力学变量来影响车辆的横向动力。通过在车辆的转向桥上使用的车轮独立牵引驱动装置，能够通过有针对性地调节驱动功率的差异而使车轮转向。下列专利文献因该主题而为人所熟知：在专利文献DE102009025058A1中公开了一种车辆，该车辆包括具有机械可控的转向传动比的车辆转向系统以及至少一个用于按照能预先确定的分配目标值将驱动力矩分配到从动车桥的车轮的装置。还提出了一种控制器，该控制器在横向动力的线性范围(正常驾驶员通常在该范围内驾驶车辆)中根据置于车辆中的传感器和存储在该控制器中的算法来这样地确定分配目标值：将通过至少一个用于分配驱动力矩的装置产生的附加横摆力矩叠加在车辆转向系统产生的横摆力矩上。由此能够实现直接、间接或可变转向传动比。在专利文献DE102007043599A1中，在用于在车辆中执行转向过程的方法中，由驾驶员给定的转向角通过转向系统转换为车轮转向角。通过附加致动器来执行在至少一个左车轮和至少一个右车轮之间的力矩分配。通过借助附加致动器对车辆运动的转向作用而使附加转向角叠加在驾驶员给定的转向角上，从而通过这样的力矩分配实现了可变转向传动比。在专利文献DE102008001136A1中介绍了一种用于通过可调节离合器操作车辆中的转向致动器的方法，该可调节离合器能够实现驱动力矩在左车轮和右车轮之间的可变分配。根据该专利文献，根据对离合器的调整来控制转向致动器，以使由力矩分配的改变引起的、影响转向的力矩被至少部分地抵消。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出一种实现改进的转向特性的车辆和用于车辆转向的方法。该技术问题通过具有权利要求1的特征的车辆和具有权利要求9的特征的方法来解决。本专利技术的优选或有利的实施方式将从从属权利要求、以下描述以及附图中得出。本专利技术的一个主题是一种车辆。该车辆例如被设计为轿车、载货车、客车等。优选地，该车辆被设计为双轴式和/或双轨式。该车辆具有优选被设计为前桥的转向桥。此外，车辆包括用于操纵转向桥的转向装置。驾驶员或转向执行器能够通过该转向装置给出方向盘转角。例如，转向装置具有驾驶员能够转动的方向盘。通过给出方向盘转角能够产生车轮围绕转向桥的偏转角，尤其是转向角。通过转向装置来进行车辆转向使得驾驶员能够影响车辆的横向动力并因此控制车辆朝向期望的方向行驶。驾驶员的期望通过方向盘的转动或通过用于输入转向命令(方向盘转角δH形式)的人机接口传达，其中，驾驶员需施加转向力矩(MH)。车辆可选地具有转向力装置，尤其是转向助力装置(LKU)，以及可选的用于操控转向力装置的第一转向力模块。转向力模块能够被配置为软件模块、硬件模块或其组合。在具有转向力装置的车辆中，通过执行器来降低转向力矩，以允许驾驶员轻松地进行转向。例如，设置通过转向柱来将运动传递给转向传动机构。在此，转向柱的旋转运动被转换为转向横拉杆的平移运动。转向横拉杆将运动传递到车轮托架，车轮托架围绕相应转向桥旋转(转向角δ)。方向盘转角和车轮的偏转角之间的传动比被称为运动学上转向传动比一方面，它确定针对车轮的特定偏转所需的方向盘转角，另一方面，它还影响施加在车轮上的力对方向盘的影响程度。当行驶中的车辆突然转向时，在轮胎-路面触点处建立起影响车辆横向运动的力。施加在车轮上的横向力的总和是以侧向力的形式体现的，且与纵向力一起作为横摆力矩(围绕垂直轴线的力矩)作用于车身，由此会使车辆围绕垂直轴线转动。在下文中将探讨作用在轮胎-路面触点处的且经由车轮托架、转向横拉杆和转向传动机构得出方向盘力矩的力。这里给出了车轮上的力及其在车轮上的作用点。对轮胎接触表面处的力构建的更详细的探讨，请参考文献。图1中示意性地示出了具有底盘的选定的悬挂点和部件的左前轮以及作用在轮胎纵面(轮胎印迹)上的力。力能够分解为分量FW，X(驱动力或制动力)、FW，Y(侧向力)和FW，Z(车轮载荷)。通过围绕转向桥(点E和G之间的轴线)产生的杠杆力臂，可以得到针对各个力矢量的力矩。这些力矩(两个车轮的力矩)的总和得到转向力矩。在两个车轮上的驱动力矩大小相同的传统的驱动方案中，根据例如佩珀&哈雷尔(Pepper&Harrer)，2013，侧向力FW，Y对转向力矩的影响最大。相比之下，车轮载荷FW，Z带来的回正效果尤其是在高速转弯时很弱，在此将不再进一步考虑。对于目前实现的转向助力方案而言，驱动力或制动力FW，X对转向力矩的影响占主导。因此，以下将探讨如何根据两个分量FW，Y和FW，X通过计算来确定转向力矩。如图1中所示，力FW，X作用于点W并垂直于YZ平面。为了确定其对围绕转向桥的力矩的影响，假定该驱动力矩被支承在车身(而非车轮托架)中并通过万向轴被传递至车轮的车轴。优选使用的内置的驱动总成正属于这种情况，其中包括传统的驱动系和轮边驱动器。由于车轮仅在车轮轴承中将力传递到车轮托架，因此力FW，X被移至车轮的中心以计算力矩。因此，与转向桥垂直的干扰力杠杆力臂ra表示有效杠杆力臂，通过该有效杠杆力臂使力FW，X产生围绕转向桥的力矩。在这种情况下，下面以主销内倾角和主销后倾角均较小为前提建立模型。由此得出驱动力或制动力FW，X与转向力矩MA，a/b的相应分量之间的以下关系：MA，a≈FW，X·ra横向力FW，Y不作用于点W，而是作用于偏移了轮胎后倾距离rτ，T的点。由此得出侧向力与由侧向力引起的转向力矩Ms的分量以下关系：Ms≈FW，Y·(rτ，k+rτ，T)在借助于车轮独立驱动装置的转向助力的方案中，通过将驱动力矩以合适的方式分配到转向桥的两个车轮上来减小方向盘力矩。为了更清楚地描述，在下面的推导中假设主销内倾角和主销后倾角均为0°，后倾拖距rτ及转向传动比is是常数且两个车轮的转向角相等。在左转行驶时得出图2中左半部分示出的转向系统上的力。驱动力矩均匀地分配在两个车轮上，从而在每个车轮上均施加有驱动力FA，l＝FA，r。在转弯时，产生侧向力FS，l和FS，r。方向盘力矩由下述条件获得：在驱动力矩均匀分配的情况下两个侧向力均对总力矩提供相同的矢量方向，而驱动力则分别提供正分量和负分量。在均匀分配的情况下驱动力的作用相互抵消。在此建立与通过车轮独立驱动装置来辅助转向力的方案的关系。通过将驱动力矩移至外侧轨道的车轮(图2，右侧)，使得这两个驱动力产生了围绕转向桥的力矩，该力矩抵抗侧向力的力矩。在驱动力矩被移至右车轮的情况下此外，驱动力矩的重新分配还会影响车辆横向动力，这是因为这两个力矢量FA，l和FA，r对横摆力矩(围绕车辆的z轴的力矩)有贡献(见扭矩矢量控制)。扭矩矢量控制(TorqueVectoring)指的是这样一种方法，其中提出，能够向每个车轮或者例如向前桥上的两个车轮可变地分配驱动力矩，以便根据行驶状况来优化车辆特性。这在具有内燃机的传统驱动装置中通过两个可控制的离合器或通过叠加传动装置(差速器)来实现。在根据本专利技术的具有车轮独立驱动装置，尤其是具有车轮独立电驱动装置的车辆中，能够通过控制单独的车轮驱动装置来实现扭矩矢量控制。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆(1)，具有转向桥(2)以及用于操纵所述转向桥(2)的转向装置(7)，其中，能够通过所述转向装置(7)输入引起所述转向桥的车轮(4a、4b)的偏转角的方向盘转角，其中，方向盘转角相对偏转角的比值定义为转向传动比，具有第一驱动装置(6)，其中，所述第一驱动装置(6)允许第一驱动力矩车轮独立地分配到所述转向桥(2)的车轮(5a、5b)上，具有驱动桥(3)以及第二驱动装置(9)，其中，所述第二驱动装置(9)允许第二驱动力矩车轮独立地分配到所述驱动桥(3)的车轮(14a、14b)上，其特征在于控制设备(11)，所述控制设备用于获取输入量，其中，所述输入量被配置为所述车辆(1)的行驶动力学变量，其中，所述行驶动力学变量使得能够确定所述转向传动比的改变，并且所述控制设备输出作为输出量的、用于分配所述第二驱动装置(9)的驱动力矩的调节信息，以使所述改变减小或被完全抵消掉或被调整为目标值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.23 DE 102016215793.01.一种车辆(1)，具有转向桥(2)以及用于操纵所述转向桥(2)的转向装置(7)，其中，能够通过所述转向装置(7)输入引起所述转向桥的车轮(4a、4b)的偏转角的方向盘转角，其中，方向盘转角相对偏转角的比值定义为转向传动比，具有第一驱动装置(6)，其中，所述第一驱动装置(6)允许第一驱动力矩车轮独立地分配到所述转向桥(2)的车轮(5a、5b)上，具有驱动桥(3)以及第二驱动装置(9)，其中，所述第二驱动装置(9)允许第二驱动力矩车轮独立地分配到所述驱动桥(3)的车轮(14a、14b)上，其特征在于控制设备(11)，所述控制设备用于获取输入量，其中，所述输入量被配置为所述车辆(1)的行驶动力学变量，其中，所述行驶动力学变量使得能够确定所述转向传动比的改变，并且所述控制设备输出作为输出量的、用于分配所述第二驱动装置(9)的驱动力矩的调节信息，以使所述改变减小或被完全抵消掉或被调整为目标值。2.根据权利要求1所述的车辆(1)，其特征在于，所述第一驱动装置(6)和/或所述第二驱动装置(9)由车轮独立驱动装置构成。3.根据权利要求1或2所述的车辆(1)，其特征在于，配置所述控制设备(11)这样地确定所述输出量，使得所述转向传动比恒定不变。4.根据权利要求1或2所述的车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰根·罗默，马塞尔·菲利普·迈尔，
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