用于在兩輪機動車轉(zhuǎn)彎行駛時減小轉(zhuǎn)向力矩的方法
【專利摘要】在一種用于在兩輪機動車的轉(zhuǎn)彎行駛時減小轉(zhuǎn)向力矩的方法中，對于在轉(zhuǎn)彎行駛期間在前輪處被制動的情況，在自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼被作為至少一個表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)增大。
【專利說明】用于在兩輪機動車轉(zhuǎn)彎行駛時減小轉(zhuǎn)向力矩的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在兩輪機動車轉(zhuǎn)彎行駛時減小轉(zhuǎn)向力矩的方法。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]如果摩托化的兩輪機動車在轉(zhuǎn)彎行駛時在前輪處被制動，那么由此產(chǎn)生一個使摩托車提升(直起)的、圍繞兩輪機動車的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向干擾力矩，由此兩輪機動車被逼向一個較大的轉(zhuǎn)彎半徑上。駕駛員必須克服這種轉(zhuǎn)向干擾力矩，否則存在危險，即兩輪機動車離開規(guī)定的車道和發(fā)生事故。轉(zhuǎn)向干擾力矩是由由于傾斜位置造成的朝著外胎的側(cè)面方向上移動的前輪輪胎接觸點和作用在前輪輪胎接觸點上的制動力形成。隨著增大的傾斜位置，干擾力杠桿臂(沖擊力杠桿)增大并且由此不希望的、使兩輪機動車豎起的轉(zhuǎn)向干擾力矩也增大。較寬的輪胎可以額外地增大干擾力杠桿臂和轉(zhuǎn)向干擾力矩。
[0003]本發(fā)明的公開
本發(fā)明的目的在于改善在彎道處的制動過程期間對兩輪機動車的可控制性。
[0004]該目的按照本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出一些合適的擴(kuò)展方案。
[0005]該用于減小轉(zhuǎn)向力矩的方法涉及摩托化的兩輪機動車、尤其是摩托車在該兩輪機動車的前輪同時進(jìn)行的制動過程期間的轉(zhuǎn)彎行駛。為了減小在此期間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向干擾力矩并且由此改善兩輪機動車的可控制性，該轉(zhuǎn)向干擾力矩圍繞兩輪機動車的轉(zhuǎn)向軸作用并且試圖將兩輪機動車提起，為兩輪機動車配設(shè)一個主動的或者說自適應(yīng)的轉(zhuǎn)向阻尼器，它的阻尼功能(減振功能)在行駛期間可以經(jīng)由一個調(diào)節(jié)或控制裝置(閉環(huán)或開環(huán)控制裝置)調(diào)整。為了減小轉(zhuǎn)向干擾力矩在自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼作為至少一個表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)被增大，由此避免轉(zhuǎn)向干擾力矩中的峰值并且總體上減小轉(zhuǎn)向干擾力矩的水平。與此相應(yīng)地，由駕駛員施加的用于補償該轉(zhuǎn)向干擾力矩的轉(zhuǎn)向反力矩較小，這在客觀上和主觀上導(dǎo)致更好的可控制性和改善的行駛性能。而且在不需要駕駛員進(jìn)行的修正的轉(zhuǎn)向運動下減小兩輪機動車在通過轉(zhuǎn)向干擾力矩導(dǎo)致的直起下由于較大的轉(zhuǎn)彎半徑而離開該車道的危險。行駛安全性被顯著提高。
[0006]原則上可以使用各種不同類型的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器。例如考慮電流變的、磁流變的和液壓的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器，它們的阻尼功能在行駛期間可以調(diào)整。
[0007]用于調(diào)整自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼的方法在兩輪機動車中的調(diào)節(jié)或控制裝置中運行，其中，合適地，兩輪機動車中的傳感器裝置提供有關(guān)當(dāng)前的、表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)的信息，其在調(diào)節(jié)或控制裝置中被處理。自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器配有用于調(diào)整阻尼的執(zhí)行機構(gòu)，這通過在調(diào)節(jié)或控制裝置中產(chǎn)生的信號來實施。
[0008]合適地，表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)涉及到傾斜位置角(傾斜角)，它表示摩托車中心平面相對于一個垂直線的傾斜(傾角)。為了行駛通過該彎道，摩托車被帶到傾斜位置上，由此輪胎接觸點，即輪胎接觸面的有效的中點，從外胎的中心朝著側(cè)面方向上向外移動。與輪胎中心之間的側(cè)面間距導(dǎo)致產(chǎn)生圍繞豎軸(垂直軸)的轉(zhuǎn)向干擾力矩，如果同時該前輪被制動并且制動力作用于輪胎接觸點上的話。轉(zhuǎn)向干擾力矩隨著傾斜位置增大而變大，較寬的輪胎也增大干擾力杠桿臂并且由此增大轉(zhuǎn)向干擾力矩。
[0009]為了限制轉(zhuǎn)向干擾力矩，在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼根據(jù)傾斜位置角(或者說作為傾斜位置角的函數(shù))進(jìn)行調(diào)整。隨著增大的傾斜位置角，該阻尼被增大，這反作用于轉(zhuǎn)向干擾力矩，由此，與此相應(yīng)地，駕駛員只需要施加一個較小的轉(zhuǎn)向反力矩來補償(平衡)該轉(zhuǎn)向干擾力矩和維持該希望的傾斜位置。
[0010]原則上，除了傾斜位置角以外，也可以備選地或附加地使用(考慮)其它的表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)來判斷是否應(yīng)該改變自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼。例如可以備選地或附加地使用轉(zhuǎn)向角并且結(jié)合到對當(dāng)前待調(diào)整的、在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼的確定中。也考慮機動車的轉(zhuǎn)向力矩或駛偏率。此外，在確定在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼時，必要時也可以考慮另外的機動車狀態(tài)參數(shù)，尤其是針對機動車的縱向和/或橫向動力學(xué)的參數(shù)，例如機動車速度。這些狀態(tài)參數(shù)或者通過合適的傳感器裝置來測量或者由測量的參數(shù)中以計算方式確定，例如通過合適的機動車模型。此外通過一個傳感器裝置確定當(dāng)前作用于前輪上的制動力矩，例如由液壓制動設(shè)備的制動壓力來確定。如果該兩輪機動車裝備了防車輪抱死系統(tǒng)(ABS)，那么可以使用它的傳感器裝置來確定制動壓力。
[0011 ] 在前輪的制動設(shè)備中的制動壓力比較慢地建立起來的情況下，轉(zhuǎn)向干擾力矩持續(xù)地建立，相反，在跳躍式(突變式)的制動壓力建立的情況下，則在轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向力矩的變化過程中可以發(fā)生振蕩(振動)，因為由摩托車架、前輪叉和輪胎構(gòu)成的復(fù)合體形成一個可振蕩的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向力矩或轉(zhuǎn)向角中的振蕩的情況下，也可以通過對自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器的影響實現(xiàn)阻尼。
[0012]兩輪機動車可以必要時裝備轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器，它能夠主動地調(diào)整有效的轉(zhuǎn)向力矩。原則上也可以通過轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器反作用于轉(zhuǎn)向干擾力矩，其中，為了完全地補償，需要較大尺寸的轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器。通過與自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器組合，可以使用較小尺寸的轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器，而不必承受功能限制。自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器具有快速的工作方式和高的力矩峰值的阻尼的優(yōu)點，而借助于轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器可以實現(xiàn)一些附加的功能，例如防止過度轉(zhuǎn)向功能或作為舒適性功能的輔助的助力轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器可以輔助地用于至少部分地補償轉(zhuǎn)向干擾力矩。
[0013]必要時，考慮用于表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)的一個下界限值，從而對在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼的改變僅當(dāng)狀態(tài)參數(shù)超過該界限值時才被實施。如果在轉(zhuǎn)彎行駛期間在一個已經(jīng)實施的阻尼改變之后狀態(tài)參數(shù)又下降到低于該界限值，那么也可以又取消對阻尼的改變。
[0014]其它的優(yōu)點和有利的實施方案可以在另外的權(quán)利要求、【專利附圖】

【附圖說明】和附圖中獲知。附圖所示:
圖1是在通過一個彎道行駛時在傾斜位置上的摩托車，
圖2是在彎道中的傾斜位置下和在同時作用的制動力下在前輪處的力和力矩。
[0015]圖1示出在轉(zhuǎn)彎行駛中的摩托車I。摩托車I位于傾斜位置上，傾斜位置角Φ表征了在機動車中心平面2和垂直線3之間的角度位置。在摩托車I的直立的位置上，該機動車中心平面2位于垂直線3中。
[0016]圖2示出了在傾斜位置上單獨放置的前輪4。由于傾斜位置，輪胎4的(與地面的)輪胎接觸點6在行車道7上從轉(zhuǎn)向軸5延伸通過的輪胎中心移動到輪胎側(cè)面。輪胎接觸點6與輪胎中心之間具有間距a，該間距形成干擾力杠桿臂。如果前輪4被制動，在輪胎接觸點6上則作用制動力Ffc，該制動力與干擾力杠桿臂a —起導(dǎo)致圍繞垂直軸或轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向干擾力矩Mz，其中，轉(zhuǎn)向干擾力矩試圖使摩托車直起。轉(zhuǎn)向干擾力矩Mz可以按照關(guān)系式Mz=S (Φ).Fbr
由一個取決于傾斜位置角Φ的函數(shù)s和制動力Ffc確定。制動力如可以在一級近似中線性地作為前輪處的制動設(shè)備的液力制動壓力的函數(shù)被確定，其中，該制動壓力例如在防車輪抱死系統(tǒng)ABS中被測量。傾斜位置角Φ可以借助于一個合適的傳感器裝置確定。
[0017]為了在轉(zhuǎn)彎行駛期間改善在制動過程中對摩托車的可控制性和提高安全性，在一個可主動地調(diào)整的自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器中阻尼被增大，該轉(zhuǎn)向阻尼器安裝在摩托車中。作為轉(zhuǎn)向干擾力矩Mz和時間t的函數(shù)，按照
LDA=f (Mz, t)
實施對轉(zhuǎn)向阻尼器LDA的控制。
[0018]通過提高轉(zhuǎn)向阻尼，僅僅一個很小的轉(zhuǎn)向干擾力矩起作用，因此相應(yīng)地也只需要由駕駛員施加僅僅很小的用于補償?shù)霓D(zhuǎn)向力矩。因為由于制動過程使得摩托車的速度被減小，因此傾斜位置角Φ也減小，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)向干擾力矩Mz的減小。因此對自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器的(致動)控制有利地在短時間之后就已經(jīng)又被減少。由此保證，該轉(zhuǎn)向迅速地又是輕便靈活的并且避免了涉及到振蕩和機動車可控制性方面的缺點。
[0019]有利地，對轉(zhuǎn)向阻尼的改變，尤其是增大，在經(jīng)過一個限定的(確定的)時間段之后又被取消或者至少減少，以便保證轉(zhuǎn)向迅速地再次變得輕便靈活并且避免涉及到振蕩和機動車可控制性方面的缺點。
[0020]必要時，在調(diào)整轉(zhuǎn)向阻尼期間考慮附加的狀態(tài)參數(shù)，它們從被攜帶在摩托車中的傳感器裝置中確定，例如轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向力矩、駛偏率和/或機動車速度。對以傳感技術(shù)的方式確定的數(shù)據(jù)的處理在一個調(diào)節(jié)或控制裝置中進(jìn)行，在該調(diào)節(jié)或控制裝置中產(chǎn)生用于調(diào)整自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器的傳感器信號。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在兩輪機動車的轉(zhuǎn)彎行駛時減小轉(zhuǎn)向力矩的方法，其中，對于在轉(zhuǎn)彎行駛期間在前輪(4)處被制動的情況，在自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼被作為至少一個表征該轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)是兩輪機動車的傾斜位置角(Φ)，其中，隨著增大的傾斜位置角(Φ)，轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼被增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼隨著在前輪(4)處的增大的制動力矩被增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，作為表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)，考慮轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向力矩、駛偏率和/或機動車速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在經(jīng)過一個限定的時間段之后，在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼的改變被取消。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)超過一個界限值時，在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼的改變被執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)低于一個界限值時，在轉(zhuǎn)向阻尼器中的阻尼的改變被取消。
8.一種調(diào)節(jié)或控制裝置，其用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。
9.一種兩輪機動車，其具有根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)節(jié)或控制裝置，包括自適應(yīng)轉(zhuǎn)向阻尼器和用于確定至少一個表征轉(zhuǎn)彎行駛的狀態(tài)參數(shù)以及用于確定作用于前輪(4)處的制動力矩的傳感器裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的兩輪機動車，包括用于確定傾斜位置角(Φ)的傳感器裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的兩輪機動車，包括用于確定轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向力矩、駛偏率和/或機動車速度的傳感器裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的兩輪機動車，包括防車輪抱死系統(tǒng)(ABS)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的兩輪機動車，包括用于主動調(diào)整轉(zhuǎn)向力矩的轉(zhuǎn)向力矩調(diào)整器。
【文檔編號】B62D15/00GK104203722SQ201380018377
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】H.哈斯, M.萊梅伊達(dá), A.瓦爾 申請人:羅伯特·博世有限公司