CN107107746A - 用于车辆的串列或多车桥驱动的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车轮悬架系统，其包括：至少两个从动桥(2，3，10，12)，每个从动桥均设有差速器，其中，每个从动桥(2，3，10，12)均设有一对车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f；4g，4h)；驱动轴(5)，所述驱动轴具有经由差速器(6a，6b，6c，6d)连接到每个从动桥(2，3，10，12)的一部分(5a，5b，5c，5d)；角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)，所述角速度传感器设计成检测所述从动桥(2，3，10，12)的旋转速度和/或所述从动桥(2，3，10，12)的各个车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f；4g，4h)的旋转速度；以及电子控制单元(ECU)，所述电子控制单元连接到所述角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)，以接收来自所述角速度传感器的输入，并且设计成使用来自所述角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)的输入以计算所述从动桥(2，3，10，12)的角速度之间的差和/或所述从动桥(2，3，10，12)的各车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f；4g，4h)的角速度之间的差。联接件(7，11，13)布置在所述驱动轴(5)中，并且位于驱动轴部(5a，5b，5c，5d)之间，以使所述驱动轴部(5a，5b，5c，5d)在被在传动上连接和断开之间变化。本发明进一步包括用于控制该车轮悬架系统的方法，以避免对具有不良高转速差的从动车轮或车桥进行传动连接，由此减少动力系和/或轮胎的磨损。

Description

用于车辆的串列或多车桥驱动的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的串列驱动或多驱动车桥的方法和装置。本发明特别涉及对串列或三车桥布置(即串列或三转向架布置)中的不同从动桥上的车轮对的滚动半径之间的差异进行检测。本发明能够被应用在重型车辆中，诸如卡车、汽车和建筑设备。虽然将针对卡车来描述本发明，但是本发明不限于该特定车辆，而是可以用于具有包括两个从动桥的双转向架或三转向架布置的任意类型车辆。
背景技术
对于某些车辆，期望在某些位置处向车辆提供一个以上的车桥。该特征通常是由于期望将车辆重量分布给多个轮胎，并且车辆可以设有两个转向架或三个转向架，即两个或三个车桥，其中每个车桥均设有彼此相邻地定位的车轮对。
在一些情形中，期望能够向这些车桥中的至少两个车桥提供推进力，从而用所谓的串列车桥。在串列车桥中，两个车桥连接到驱动轴，并且两个车桥均可以提供用于车辆的推进力。在转向架布置中具有3个车桥及三个车轮对的情形中，所谓三车桥中的所有三个车桥均可以是从动桥。在三转向架布置中的该设定还可以是两个车桥，其相关的车轮对形成串列车桥，而第三车桥是非从动桥。
当在串列车桥或三车桥布置中使用彼此连接的几个从动桥时，该布置可以提供有效的牵引力，具体而言，当车辆重载和/或出发和/或在上坡条件下和/或在疏松或滑的表面条件下行进时，这是特别有用的。在这些条件下使用几对牵引车轮可以是特别有利的。然而，在高速上或在普通道路条件下的行进条件中，使用串列车桥或三车桥通常可能存在问题，这是因为该串联车桥和三车桥由相同的驱动轴驱动，由此被推进为以相同的旋转速度旋转。在该情形中，即使串联车桥或三车桥的车轮对的滚动半径的极小差异也可能导致轮胎受到相当大的磨损，并且引起从动桥中的应力。减小该问题的方法是使用在从动桥之间工作的纵向差速器(通常还称作车桥间差速器)，使得通过使用纵向差速器，它们可以以不同的速度旋转。然而，为了包括额外的差速器以允许不同车桥之间的速度差，车轮悬架布置将引起额外花费及更庞大且沉重的布置，该布置可能难以装配在悬架布置中。在US2002/0179345中描述了一种串列驱动车桥布置，该串列驱动车桥布置被设计成在没有在串列车桥中的前从动桥和后从动桥之间工作的纵向差速器的情况下工作。这里进一步描述了如何监测轮胎滚动半径的差异，以控制胎压并校正车桥转速差。
虽然US2002/0179345公开了一种串列车桥系统以及用于操作该系统的方法，以减小轮胎的不希望磨损，同时还向车辆提供有效推进力，但是期望提出一种改进的系统，以能够为多种行驶条件和车辆参数提供期望的牵引力。
发明内容
本发明的目的是提供一种车轮悬架系统和用于控制该系统的方法，该车轮悬架系统包括多个从动车桥，在各种各样的行驶条件下，所述系统和方法改进了功能性和效率。
该目的由根据权利要求1的系统来实现。该车轮悬架系统包括：第一车桥，该第一车桥设有第一车轮和第二车轮；以及第二车桥，该第二车桥设有第三车轮和第四车轮。第一车桥和第二车桥是从动桥，并且形成串列车桥或多车桥的一部分。串列车桥(或多车桥)指的是这样的推进配置：其中，两个车桥(或多个车桥)由共同的驱动轴系统驱动。在以下内容中，系统将集中于串列车桥系统，但应理解，在车轮悬架系统中可以包括另外的从动桥。因此，驱动轴包括经由第一差速器连接到第一车桥的第一部分，和经由第二差速器连接到第二车桥的第二部分。该差速器由此布置成横向地工作，即允许各车轮轴的车轮对的差速，而不使不同车桥之间的速度存在差别。
该车轮悬架系统进一步包括角速度传感器，该角速度传感器被设计成检测第一车桥和第二车桥的旋转速度和/或第一车桥和第二车桥的各个车轮的旋转速度。角速度传感器是指能够感测或指示能够用于计算或检测车桥和/或车轮的旋转速度的参数的任何种类的传感器。所使用的角速度传感器能够例如是用于防抱死系统(ABS)的相同传感器，用于在制动时检测车轮的抱死或用于在牵引控制中检测滑动。角速度传感器还能够是安装在车轮轴、车轮、齿轮箱、发动机或动力系的其它部分上的适合于检测车桥和/或车轮的角速度的其它类型的角速度传感器。角速度传感器连接到电子控制单元(ECU)，该电子控制单元接收来自角速度传感器的输入。该ECU被设计成使用来自角速度传感器的输入以计算第一车桥和第二车桥的角速度之间的差和/或第一车桥和第二车桥的各车轮的角速度之间的差。根据来自角速度传感器的信息以及可能与车辆和/或行驶条件相关的其它信息，ECU能够编程以发送输出信号，来控制车轮悬架布置或者警告或通知驾驶员响应于影响条件采取适当措施。
车轮悬架系统还包括联接件，该联接件布置在驱动轴中，并且位于所述第一驱动轴部和第二驱动轴部之间，以使第一驱动轴部和第二驱动轴部在传动连接和断开连接之间变化。联接件能够包括任何适当的装置，诸如爪形离合器、齿式离合器或摩擦/盘形离合器，该离合器可以在脱离接合和正确接合之间变化。因此，该特征能够使得第一从动桥和第二从动桥从传动连接完全断开。与在US2002/0179345中公开的系统相比，该特征包含大量的优点。一个明显的优点是，其易于以更好精度测量第一车桥和第二车桥的角速度。在US2002/0179345中，从动桥持续地连接，从而由角速度传感器精确地测量车桥和/或车轮的旋转速度的差应该是个更难的问题。由于车桥被连接在一起，并且没有差速器在车桥之间工作，所以对于两个车桥而言，车桥速度应该相同，并且迫使车轮滑动或自旋。此外，能够断开车桥意味着：如果指示车桥或车轮之间的角速度差高于规定值，则能够断开联接件。在该情形中，断开的车桥将造成牵引力下降，但是车辆可以避免受到由处于应以不同速度旋转以具有相同车辆速度的一对从动桥所导致的摩擦力。
为了进一步提高车轮悬架布置的功能性，该车轮悬架装置能够设有作用在从动后桥中的一个(例如第一车桥)上的提升机构。该提升机构被设计成能够提升车桥，并且将车桥的位置在第一位置和第二位置之间切换，在该第一位置，与车桥相关的车轮与地面接触，在第二位置，相关的车轮对被提升到地面上方，以不与地面接触。应注意，在后文中，术语“第一车桥”能够用作可提升车桥的实例。然而，可提升车桥可以被定位为作为最前方的车桥或推进车桥(最靠近车辆的前部)、作为最后方的车桥或牵引车桥(最靠近车辆的后部)或者作为在最前方的车桥和最后方的车桥之间的任意车桥。后者的实例涉及如下情形，其中，车轮悬架布置包括两个或更多车桥。应注意，可以提升多于一个的车桥，并且这里公开的本发明适合于在车轮悬架布置中的可提升车桥和不可提升车桥的任意组合。
如果确定，例如由于相同车辆速度下车桥的旋转速度的差异而不适合将第一车桥和第二车桥用于推进目的，则该特征将能够使用车桥不与地面接触的提升功能。然而，在许多情形中，由于期望使用用于分担负载的额外车桥，因此更期望对可提升车桥(例如第一车桥)进行控制，以使其保持在其接合地面的下降位置处。在该情形中，可提升车桥能够被用于在车桥之间分担负载，并且被控制为在另一车桥(例如第二车桥)经由驱动轴被传动连接到发动机的同时、不被传动连接到发动机。通常，当车辆静止时执行可提升轴的提升和下降以及一个车桥或多个车桥的连接/断开。通常，车桥在承载之前下降并连接，以便避免使其它车桥过载，并且在卸载之后，车桥被提升并且断开，以便减少轮胎磨损，并且便于在打滑的条件下发动。可以允许通过例如延迟车桥提升或车桥连接来执行测量，但是由于上述原因，并不期望如此操作。然而，如果待测量的一个车桥或多个车桥在发动时被连接和/或车辆由于当前道路在具有下降车桥的情况下行进，则通过执行一个或更多个车桥的简单的暂时断开以允许测量角速度，仍能够执行测量。优选地，当在轻负载下操作传动装置时，例如，当以恒定速度在平坦的道路上或轻微的负坡度上行进时，执行该测量。
然而，当从动桥不存在不同车桥转度的问题时，有利的是将车桥提升以不与地面接触，并且能够用于在通常驱动模式中节约燃料。然而，被提升的车轮的轮胎将受到较少磨损，因此，在这种情况下，包括跟踪车桥的不同的角速度的特征可能更重要，这是由于各车桥的轮胎被不同地使用或以不同速度磨损，可能导致角速度差。
如较早描述的，车辆悬架系统可以包括连接到第三对车轮(第五车轮和第六车轮)的第三从动桥，其也能够设有设计成检测第三车桥的旋转速度和/或第三车桥的各车轮的旋转速度的角速度传感器。该第三车桥被连接到与第一车桥和第二车桥相同的驱动轴。第三车桥经由第三差速器连接到驱动轴系统，以允许第三车轮对以不同速度旋转。该系统能够在驱动轴中设有第二联接件，以能够将第三车桥与第一和/或第二车桥断开。在该实例中，用作可提升车桥的实例的第一车桥能够是最前方的车桥或推进车桥、最后方的车桥或牵引车桥或者位于推进车桥和牵引车桥之间的中间车桥。在推进车桥是可提升车桥的情形中，另外的联接件能够被设置在推进车桥和驱动轴(传动系统输出轴)之间。然后，车辆能够由从动前桥或者由位于推进车桥的后部且具有与驱动轴的单独连接的从动桥驱动。如果期望，车轮悬架系统可以包括另外的从动桥以及另外的非从动桥。
如以上表明的，车轮悬架系统可以包括连接到第四对车轮(第七车轮和第八车轮)的至少一个从动前桥，其也能够设有设计成检测从动前桥的旋转速度和/或从动前桥的各车轮的旋转速度的角速度传感器。该车桥被连接到与两个或更多个从动后桥相同的驱动轴。从动前桥经由第四差速器连接到驱动轴系统，以允许第四车轮对以不同的速度旋转。该系统能够设有驱动轴中的第三联接件，以能够将从动前桥与从动后桥断开。
该系统能够设计成使得每个从动车轮均设有用于检测每个车轮的角速度的相应的角速度传感器。通过包括该特征，当执行车轮悬架系统的控制时，将能够估计每个车轮的实际的角速度，并且不仅检测不同车桥的速度之间的不一致，还保持跟踪每个单独的车轮。ECU可以由此指示或发出与具体车轮相关的条件的控制信号检测。
车轮悬架系统能够被用于并且被包括在多种车辆中。它特别适用于被设计成重载和/或用于在恶劣道路条件下执行重型作业的车辆的卡车。
本发明还涉及一种用于车轮悬架系统的控制方法，该车轮悬架系统包括用于车辆的多驱动车桥，例如串列车桥。车轮悬架系统包括至少两个从动桥，其中每个车桥均设有一对车轮。车桥经由差速器被连接到驱动轴，并且驱动轴包括位于连接到驱动轴的每个差速器之间的联接件，以将驱动轴划分成不同的驱动部分。可控的联接件(或者如果存在几个的话，多个联接件)能够在接合和脱离之间变化，使得不同的驱动轴部及其连接的从动桥在彼此传动连接和断开连接之间切换。车轮悬架系统进一步包括角速度传感器，该角速度传感器被设计成检测车桥和/或被连接到该车桥的所述车轮的角速度。针对串列车桥进行示例，控制方法包括以下步骤，即车轮悬架系统包括两个从动桥。
在第一步中，联接件被控制以断开，使得第一驱动轴部与第二驱动轴部断开传动连接，该第一驱动轴部包括被连接到第一从动桥的第一差速器，该第二驱动轴部包括连接到第二从动桥的第二差速度。在该状态中，由此第一车桥和第二车桥可以旋转而不影响其它车桥的速度。通常，这将意味着一个车桥完全断开，并且可以独立于动力源、例如内燃机(ICE)而自由旋转，同时其它车桥被连接到动力源。此外，其它车桥能够断开，以减小滑动的风险，由此能够测量该车桥的角速度的准确值。然而，其它车桥仍然能够连接到动力源，并且可以在驱动或制动扭矩在规定值的序列期间设置测量，以在执行测量时避免车轮的滑动或自旋。如能够易于理解的，用于执行测量的合适时机是当根本不施加扭矩时，即不施加推进扭矩也不施加制动扭矩。在随后的步骤中，由角速度传感器检测车桥和/或被连接到车桥的车轮的角速度，同时从动桥彼此断开传动连接。
在随后的步骤中，使用车桥和/或被连接到车桥的车轮的检测到的角速度以便计算第一车桥和第二车桥的角速度之间的角速度差和/或第一车桥和第二车桥的各车轮的角速度之间的差。
在进一步随后的步骤中，将在不同的车桥和/或车轮之间的计算的角速度差与基准值进行比较，以建立速度差的比较。
在最后的步骤，在角速度差在容许值以外的情形中，角速度差的比较被用作不同车轮半径的指示，并且触发警告信号和/或控制动作。在这里，车轮半径的指示指的是包括车轮的周长、滚动半径或与车轮半径有关的其它参数的测量或指示。取决于差值的大小和/或行驶条件和车辆特性，可以有不同的控制动作。如果车辆以相当低的速度在疏松的地面上前进，即使车桥的速度差高于特定极限，也可以例如允许或指示适于使用第一车桥和第二车桥用于推进动力，同时这表明，当在一般道路上高于特定速度极限前进时，即使能够允许传动连接两个车桥，也指示不应使用两个车桥。在速度差的较高水平以上，并且可能还取决于道路或行驶条件，控制系统能够防止允许具有过大速度差的一对车桥的传动连接。
一对车桥之间的速度差也可以用作轮胎磨损的指示，并且能够例如警告驾驶员检查轮胎状态。因此，角速度的测量结果可以是到车轮悬架系统(或车辆的一些部分)的直接控制信号，或者提醒驾驶员要检查的状态或特征。
上述控制方法能够被用于包括作用在车桥之一、例如第一车桥上的提升机构的车轮悬架系统。因此，提升机构可以被设计成能够提升第一车桥，以便在与地面接触的工作位置和被提升到在地面接触水平上方的静止位置中之间提升第一车轮和第二车轮的位置。
在车轮悬架系统包括上述提升机构的情形中，控制方法可以包括先于上述步骤的以下步骤。在第一步骤中，第一车桥从提升静止位置下降到下降工作位置，在提升静止位置，第一车桥的轮胎对在地面接触水平上方，在下降工作位置，车轮与地面接触。在联接件断开的同时执行该操作，使得第一车桥与第二车桥断开传动。在下一步骤中，保持联接件断开，以保持从动桥断开传动。该车桥被断开传动，至少直至指示第一车桥和/或其车轮对的角速度的、来自角速度传感器的检测到的角速度值是稳定的。车轮速度通常是在从车轮与地面接触的时刻起的一秒或几秒内稳定。
在一对车桥的角速度差走出容许值或临界上限的情形中，一个控制动作可以是使这些车桥彼此断开传动连接。该控制动作能够取决于另外的参数，例如负载、车辆速度和道路/地面条件。
在车轮悬架系统设有上述提升布置并且角速度差在临界上限以外的情形中，可提升车桥(第一车桥)能够被控制以被提升到提升位置，在该提升位置，可提升车桥的车轮对在地面水平上方，并且不与地面接触。该控制动作能够取决于另外的参数，例如负载和允许的轴向压力。然而，虽然车轮悬架布置包括可提升车桥，但是当存在检测到的大的轴速差时，在大多数情形中同样对于这种布置的控制动作可能是保持这些车桥彼此断开传动，同时将可提升车桥保持在其下降地面接合位置，使得在这些车桥之间可以存在负载分布。
根据计算的速度差的大小，能够执行不同的控制动作或指示警告。例如，在第一车桥和第二车桥的角速度之间的计算的角速度差超过“变化警告极限”的情形中，指示应该执行从一个车桥到另一个车桥的轮胎的位置变化。这对于其中存在可提升车桥的车轮悬架系统能够是特别有用的，使得在可提升车桥上的一对车轮的磨损显著小于总是与地面接合的车轮对的磨损。然而，也可能的是，对于其中不能提升任何车桥的车辆来说，某个车桥的一对车轮与另一个车桥的一对车轮相比通常更大程度地磨损。
当然可以存在指示不同动作或警告的进一步的角速度差极限。在第一车桥和第二车桥的角速度之间的计算的角速度差超过第二极限的情形中，“检查警告极限”指示应当对轮胎的状况进行手动检查。该极限能够被设定成高于上述“变化警告极限”。因此，车桥和/或单个车轮之间的角速度差可以有几个不同的水平或值，这可能导致不同的控制动作和/或警告。如前所述，当相对速度差相当大时的一个动作是其防止(抑制)车桥被传动连接。该极限能够例如与上述第二极限(“检查警告极限”)相同。在另一个水平，例如在具有较小速度差的情况下，该极限能够被设定成使得车桥的自动接合中止，同时向驾驶员给出关于车桥的速度差的警告，并且能够允许车桥被手动控制以连接。该极限能够例如与上述第一极限(“变化警告极限”)相同。
在检测车桥/车轮之间的角速度差的情形中，能够检测并且控制各轮胎的压力水平。例如，如果检测到压力水平完全不同，或者偏离相应轮胎的设定的期望值，则压力水平能够被设定成相等或者根据期望值来设定压力水平。当已经相应地调整了轮胎中的空气压力时，可以对轴/车轮的角速度进行新的测量。
轮胎中的空气压力还能够被用于补偿由不同的车轮/车桥之间的角速度差所指示的车轮的滚动半径差。因此，能够对用于被指示为具有较慢角速度的车桥上的一对车轮的胎压进行控制，以使其减小，同时，对用于被指示为具有较快角速度的另一车桥上的一对车轮的胎压进行控制，以使其增加，以便补偿车桥之间的速度差。车桥的相对轴压也能够取决于车桥的检测到的角速度来控制，以补偿速度差。
除了比较角速度差的绝对值以外，还能够考虑如果存在不同的车桥或不同的轮胎之间的角速度差的突然变化，例如通过跟踪检测到的差的记录。在该情形中，如果与之前的测量相比，角速度差的剧烈变化看似不合理，则能够从ECU输出警报或警告。单个车轮在其角速度上相当剧烈的变化能够例如指示由于轮胎的空气泄漏导致的胎压下降或由于穿孔导致的突然压力损失。
可以测量车桥或各个车轮上的角速度。通常，在齿轮箱中设置有角速度传感器，来自角速度传感器的信号与从动桥的角速度成比例，至少如果制动扭矩或推进扭矩相当低并且车辆在普通道路条件下前进时是如此。在该情形中，将角速度传感器添加到当执行角速度测量时必须与驱动轴断开的车桥便已足够。然而，在许多情形中，对于每个车轮，已经存在来自用于制动的防抱死制动系统(ABS)的角速度信号。因此，对于能够连接到车轮悬架系统中的驱动轴的所有车桥，可以通过车轮角速度传感器来测量车桥的各侧上的车轮的角速度。使用所述车轮中的每个车轮的角速度，以计算所述轴之间的角速度差。在该情形中，能够使用可用的传感器。
为了执行角速度测量，可以设定某些标准以获得可选值。该系统能够被控制以在某些条件下检测所述车桥和/或连接到所述轴的车轮的角速度，或者至少指示如果当执行测量时存在可能影响所述值使其不适于被用于计算第一车桥和第二车桥的角速度之间的角速度差和/或第一车桥和第二车桥的各车轮的角速度之间的差。因此，当执行测量时，通常认为如果满足以下标准中的一个或几个标准，则得到的测量将更可靠：
-车辆的转弯半径高于规定极限，即，车辆应该优选基本上笔直地行驶。当然，可以在转弯期间补偿不同车轮的行进距离差，但是通常当基本上笔直向前行驶时执行测量更佳；
-车辆的速度变化低于规定极限。为此，可以增加临界情况，即，道路的倾斜度和/或曲率应在标准极限内。为了实现这一点，可以通过使用即将到来的行驶顺序的预测、例如通过使用道路或交通信息来选择测量时间点。例如，GPS和地图数据，以便选择适当的位置或道路的行程来执行测量，例如基本上平坦且笔直的道路部分；
-不同车轮之间的胎压差在规定极限内。至少只要胎压差在标准极限内，则存在胎压的指示对于角速度并不重要，但是在角速度的不希望的检测值的情形中，建立检查轮胎的胎压；
-不同车桥之间的负载分布在规定极限内。同样，对于胎压，车桥上的负载能够影响角速度，如果测量看似导致不希望的值，应该检查车桥上的负载；
-在检测角速度的同时，车轮不受抱死制动系统或车轮滑动控制系统的控制。该特征能够影响角速度的测量，并且优选地在抱死制动系统或车轮滑动控制系统中的任一个系统进行操作时，不应执行测量；
-被测车轮上的制动力低于规定值。如果施加制动，则可能存在滑动状态，并且角速度的测量值可能不充分；
-被测车轮上的驱动扭矩低于规定值。如果存在较强的驱动扭矩，则存在从动车轮自转的风险，这可能导致车轮或车桥角速度的不适当值；
-轮胎温度或轮胎温度差在规定极限内。通常，轮胎的温度应该大致相同，但是如果一组轮胎还未被使用一段时间(例如，被提升)，另一个车轮对或另几对车轮已经与地面接合并且由于行驶时来自道路表面的摩擦热而被加热，可能存在温度差；或者
-车桥差速器应该不受限，即，作用在车桥上以允许在相同车桥上的左车轮和右车轮之间的速度补偿的差速器不应被锁定。在锁定条件下，对于车桥的各个车轮(左和右)，不允许速度差。
本发明还涉及包括程序编码装置的计算机程序，该程序编码装置用于当在计算机上运行所述程序时执行这里描述的控制步骤。
本发明还包括承载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序编码装置，该程序编码装置用于当在计算机上运行所述程序时执行这里描述的控制步骤。
本发明进一步包括用于控制车轮悬架系统的电子控制单元(ECU)，该电子控制单元(ECU)被构造成执行这里描述的控制步骤。
在以下的说明书和所附的权利要求中公开本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，以下参考作为实例引用的本发明实施例的更详细描述。在图中：
图1A-图1B示出根据本发明的第一实施例用于与车轮悬架系统的牵引车-挂车组合的牵引车；
图2A-图2B示出具有根据本发明的第二实施例的车轮悬架系统的卡车；
图3A-图3D示出根据本发明的车轮悬架系统的不同实施例的示意图；并且
图4A-图4B示出图示根据本发明的用于车轮悬架系统的控制方法的流程图。
本发明具体实施例的详细说明
图1A和1B示出牵引车100以及用于牵引车100的车轮悬架系统1。牵引车100设有驾驶室101以及挂车连接平台102，该挂车连接平台102用于连接由牵引车拖拽的挂车。牵引车100设有一对前轮103a、103b，并且车轮悬架布置1被布置在牵引车100的后部中。牵引车100进一步包括被连接到齿轮箱105的推进单元104，例如ICE，该齿轮箱105进而被连接到驱动轴5，以向牵引车提供推进力。车轮悬架布置1包括第一从动桥2和第二从动桥3。第一从动桥设有第一对从动车轮4a、4b，第二从动桥3设有第二对从动车轮4c、4d。第一从动桥2经由第一差速器6a连接到驱动轴5的第一部分5a，第二从动桥3经由第二差速器6b连接到驱动轴5的第二部分5b。所述驱动轴的第一部分5a和所述驱动轴的第二部分5b被联接件7分开。车轮悬架系统进一步包括第一角速度传感器8a、第二角速度传感器8b、第三角速度传感器8c以及第四角速度传感器8d，所述第一角速度传感器8a用于检测第一车轮4a的角速度，所述第二角速度传感器8b用于检测第二车轮4b的角速度，所述第三角速度传感器8c用于检测第三车轮4a的角速度，所述第四角速度传感器8d用于检测第四车轮4b的角速度。
车轮悬架系统进一步包括电子控制单元(ECU)，该电子控制单元既可以是用于车轮悬架系统1的单独的控制单元，也可以是用于牵引车100的较大控制系统的一部分。电子控制单元(ECU)被连接到角速度传感器8a-8d，以接收用于控制车轮悬架系统1的输入信号。
图2A和图2B示出运货卡车(载重卡车)200以及用于运货卡车200的车轮悬架系统1。运货卡车200设有驾驶舱201和用于承载负载的负载室202。运货卡车设有一对前轮203a、203b，车轮悬架布置1布置在运货卡车200的后部中。运货卡车200进一步包括推进单元204，例如ICE，该推进单元被连接到齿轮箱205，齿轮箱205进而连接到驱动轴5，以向运货卡车200提供推进力。
车轮悬架布置1包括第一从动桥2、第二从动桥3和第三从动桥10。第一从动桥设有第一对从动车轮4a、4b，第二从动桥3设有第二对从动车轮4c、4d，第三从动桥10设有第三对从动车轮4e、4f。第一从动桥2经由第一差速器6a连接到驱动轴5的第一部分5a，第二从动桥3经由第二差速器6b连接到驱动轴5的第二部分5b，第三从动桥10经由第三差速器6c连接到驱动轴5的第三部分5c。驱动轴的第一部分5a和驱动轴的第二部分5b被联接件7分开，驱动轴的第二部分和驱动轴的第三部分被第二联接件11分开。车轮悬架系统1进一步包括如在图1A和图1B中的布置中所公开的布置到第一至第四车轮4a-4d的第一至第四角速度传感器8a-8d。图2A和图2B还公开了第五角速度传感器8e和第六角速度传感器8f，该第五角速度传感器8e用于检测第五车轮4e的角速度，该第六角速度传感器8f用于检测第六车轮4f的角速度。
车轮悬架系统进一步包括电子控制单元(ECU)，该电子控制单元既可以是用于车轮悬架系统1的单独的控制单元，也可以是用于运货卡车200的较大控制系统的一部分。电子控制单元(ECU)被连接到角速度传感器8a-8f，以接收用于控制车轮悬架系统1的输出信号。
应注意，图1B中公开的车轮悬架系统1还能够用于图2A中的运货卡车200。同样，图2B中公开的车轮悬架系统1还能够用于牵引车200。
图2C示出可选的运货卡车(或者载重牵引车)以及用于该运货卡车的车轮悬架系统1。与图2类似，运货卡车设有驾驶室和用于承载负载的负载室。运货卡车设有一对前轮，车轮悬架布置1布置在运货卡车的后部中。运货卡车进一步包括推进单元，例如ICE，该推进单元连接到齿轮箱，齿轮箱进而连接到驱动轴5，以向运货卡车提供推进力。图2C中的车轮悬架布置与图2B中的车轮悬架布置的不同之处在于其包括从动前桥12。
车轮悬架装置1包括第一从动后桥2、第二从动后桥3和第三从动后桥10。第一从动后桥设有第一对从动车轮4a、4b，第二从动后桥3设有第二对从动车轮4c、4d，第三从动后桥10设有第三对从动车轮4e、4f，从动前桥12设有第四对从动车轮4g、4h。第一从动桥2经由第一差速器6a连接到驱动轴5的第一部分5a，第二从动桥3经由第二差速器6b连接到驱动轴5的第二部分5b，第三从动桥10经由第三差速器6c连接到驱动轴5的第三部分5c，并且从动前桥13经由第四差速器6d连接到驱动轴5的第四部分5d。驱动轴5能够经由齿轮单元来驱动第五轴5的第四部分5d。驱动轴的第一部分5a和驱动轴的第二部分5b被第一联接件7分开，驱动轴的第二部分和驱动轴的第三部分被第二联接件11分开。类似地，驱动轴的第四部分5d和驱动轴的第三部分5c被第三联接件13分开。车轮悬架系统1进一步包括：被布置到第一至第六车轮4a-4f的第一至第六角速度传感器8a-8f；并且还设置有第七角速度传感器8g和第八角速度传感器8h，该第七角速度传感器8g用于检测第一前轮4g的角速度，该第八角速度传感器8h用于检测第二前轮4h的角速度。
车轮悬架系统进一步包括电子控制单元(在图2C中未示出)，该电子控制单元既可以是用于车轮悬架系统1的单独的控制单元，也可以是用于运货卡车的较大控制系统的一部分。电子控制单元被连接到角速度传感器8a-8h，以接收用于控制车轮悬架系统1的输出信号。
注意，图2C中示出的包括从动前桥的车轮悬架系统1也能够用于图1A中的运货卡车101以及图2A中的运货卡车201。
图3A-3D中公开了能够用于例如牵引车100或者承载卡车200的车轮悬架系统1的不同实施例。图3A中公开了一种与图1B中描述的车轮悬架系统类似的车轮悬架系统1，但是不同之处在于，该系统已经设有作用在第一车桥2上的车桥提升机构9。由此，车桥提升机构9可以用于控制第一车桥2，以使其位于下降位置和第二升高位置，在下降位置，第一对车轮4a、4b与地面接触；在第二升高位置中，第一对车轮4a、4b被提升到地面水平上方。
图3B中公开了一种与图2B中公开的车轮悬架系统类似的车轮悬架系统1，但是不同之处在于，该系统已经设有在第一车桥2上工作的车桥提升机构9。由此车桥提升机构9可用于控制第一车桥2，以使其位于下降位置和第二升高位置，在下降位置，第一对车轮4a、4b与地面接触，在第二升高位置，第一对车轮4a、4b被提升到地面水平上方。
图3C中示出的布置与图3B中的布置不同之处在于，已经增加了适于提升第二车桥3的另一车桥提升机构9。
图3D示出了与图3B中公开的布置不同的布置，不同之处在于，连接到第三车桥10的第三对车轮3e、3f不能连接到驱动轴5及向驱动轴5提供动力。因此，该车轮可以不受驱动或者由其它动力源提供动力。
图4A示出根据本发明的方法的流程图。该方法例如可以是用于图1A中的牵引车100的车轮悬架系统1或用于图2A中的承载卡车200的车轮悬架系统1或在图3A至3D中描述的其它车轮悬架系统1中的任一个车轮悬架系统的控制的实例。
在图4A的第一步骤S1中，对角速度将受到测量的轮桥彼此断开的情况进行检查。在图1示出的串列轴的情形中，联接件7被控制以断开连接，使得驱动轴的第一部分5a与驱动轴的第二部分5b断开传动连接，该驱动轴的第一部分5a包括连接到第一从动桥2的第一差速器6a，驱动轴的第二部分5b包括连接到第二从动桥3的第二差速器6b。在该状态下，由此第一车桥2和第二车桥3可以旋转而不影响彼此的速度。通常，这将意味着，例如第二车桥3这样的一个车桥与动力系和驱动轴5完全断开连接，并且能够相对于例如内燃机(ICE)这样的推进单元104、204独立地自由旋转，同时，例如第一车桥2这样的另一车桥被连接到推进单元104、204。然而，两个车桥2、3能够与动力系断开连接。在例如图2A所示的存在第三从动桥10的情形中，通过使第二联接件11脱离接合来使得车桥10也能够与其它车桥2、3断开连接，从而允许车桥2、3、10彼此独立地旋转。在存在另外的从动桥的情形中，这些车桥当然也能够设定成自由地旋转。这样的车桥的实例是图2C所示的从动前桥12，通过使第三联接件13脱离接合，所述从动前桥12能够与其它车桥2、3、10断开连接。
在第一步骤S1中，当确定角速度将被测量的车轮轴2、3、10、12可以彼此独立地旋转时，随后将进行第二步骤S2，在第二步骤S2中，例如通过使用车轮4a-4h中的每个车轮的角速度传感器8a-8h来检测或测量角速度。在第二步骤S2中，执行角速度测量的合适时机是：不存在施加到从动车轮4a-4h的扭矩(既没有推进扭矩也没有制动扭矩)，并且允许各个车桥以来自动力系或其它车桥的最小推进力或制动扭矩来自由旋转。从这方面来说，有利的是，可以在所有车桥和车轮与动力系断开连接时测量角速度，以降低从动车轮4a-4h的滑动和/或自旋的风险，由此能够测量各个车桥和/或车轮的角速度的准确值。
在下一步骤S3中，使用相关的车桥2、3、10、12和/或与其连接的车轮4a-4h的已检测的角速度，以计算车桥2、3、10、12的角速度之间的角速度差和/或车轮中的各车轮4a-4h的角速度之间的差。
在下一步骤S4中，使用第三步骤S3中所计算的不同车桥和/或车轮之间的角速度差，以与基准值进行比较，从而建立速度差的比较。根据例如用于每个车轮或各个车桥的角速度传感器的种类，并且根据所期望控制的特征，可以将不同的值设定成基准值，例如，对于某些特征而言，相对速度就足够了，而对于其它特征而言，绝对速度也是值得关注的。
在第五步骤S5中，将各个从动车轮4a-4h或从动桥2、3、10、12之间的角速度差的比较情况用作不同车轮半径的指示。不同车轮半径的指示也可以用来例如指示车轮的周长、滚动半径或与车轮半径相关的其它参数的差。基于检测到的角速度的差，可以根据差值大小和/或行驶条件以及车辆特性显示不同警报或执行控制动作。例如，能够为角速度差设定临界值，在该临界值以上，不同的从动桥不可以被驱动连接。根据选择的模式(例如，工作/运输)或检测到的/选择的道路状态(例如，铺砌的/泥泞的/碎石/冰)，不同的控制动作可以具有不同的极限，并且在用于不同场景的查找表中具有限定的水平。因此，当已估算角速度差并且与预定值进行比较时，将从ECU输出适当的警报或控制动作。
一对车桥之间或者各个车轮之间的速度差也可以用作轮胎状态的指示，例如，磨损和胎压的指示，并且例如能够警告驾驶员检查轮胎状态或更换轮胎。因此，角速度的测量结果既可以是针对车轮悬架系统(或者对于车辆的一些部分)的直接控制信号，也可以警告驾驶员对状态或特征进行检查。
在图4B中描述了一些步骤，这些步骤可添加到图4A中针对包括可提升车桥的车辆描述的控制方法。其中包括的步骤、预备步骤1(P1)和预备步骤2(P2)能够在执行图4A中描述的控制方法之前执行。
在第一预备步骤P1中，例如第一车桥2这样的车桥通过作用在第一车桥2上的提升机构9从提升静止位置下降到与地面接触的下降位置。提升机构被设计成能够在与地面接触的工作位置和被提升到在地面接触水平上方的静止位置之间对与第一车桥2连接的第一车轮4a和第二车轮4b的位置进行切换。在保持联接件7的断开连接的情况下进行下降，使得第一车桥2与第二车桥3断开传动连接。
在下一步骤中，即第二预备步骤P2，保持联接件7断开连接，以保持从动桥2、3的断开，至少直到指示第一车桥2和/或其车轮对4a、4b的角速度的、角速度传感器8a、8b所检测的角速度值被显示为稳定的。当角速度传感器8a、8b指示与其它角速度传感器8c-8h相似的速度值和速度波动时，则可以例如确定达到稳定速度。当认为速度稳定时，可以如图4A中描述地进行所述方法。
应理解，本发明不限于上述的且在图中示出的实施例；相反，本领域技术人员将认识到可以在所附权利要求的范围内进行许多变化的变型。

Claims (15)

1.一种车轮悬架系统(1)，包括：
-至少两个从动桥(2，3，10，12)，每个所述从动桥均设置有差速器，其中，每个所述从动桥(2，3，10，12)均设置有一对车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f；4g，4h)；
-驱动轴(5)，所述驱动轴的一部分(5a，5b，5c，5d)经由差速器(6a，6b，6c，6d)连接到每个所述从动桥(2，3，10，12)；
-角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)，所述角速度传感器被设计成检测所述从动桥(2，3，10，12)的旋转速度和/或所述从动桥(2，3，10，12)的各个所述车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f；4g，4h)的旋转速度；以及
-电子控制单元(ECU)，所述电子控制单元被连接到所述角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)，以接收来自所述角速度传感器的输入，并且所述电子控制单元被设计成使用来自所述角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)的所述输入来计算所述从动桥(2，3，10，12)的角速度之间的差异和/或所述从动桥(2，3，10，12)的各个所述车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f；4g，4h)的角速度之间的差异，
其特征在于，
所述驱动轴(5)中布置有联接件(7，11，13)，所述联接件(7，11，13)位于所述驱动轴的多个部分(5a，5b，5c，5d)之间，以使得所述驱动轴的多个部分(5a，5b，5c，5d)在传动连接和断开连接之间进行变化。
2.根据权利要求1所述的车轮悬架系统(1)，其特征在于，所述车轮悬架系统包括提升机构(9)，所述提升机构作用在从动后桥(2，3，10)上，以使得位于所述车桥上的所述车轮(4a，4b，4c，4d；4e，4f)能够在与地面相接触的位置和被提升到地面上方的位置之间进行切换。
3.根据权利要求1或2所述的车轮悬架系统，其特征在于，所述车轮悬架系统包括至少一个另外的从动桥(10；12)，每个所述另外的从动桥均设置有一对车轮(4e，4f；4g，4h)和角速度传感器(8e，8f；8g，8h)，所述另外的从动桥的角速度传感器被设计成检测所述另外的从动桥(10；12)的旋转速度和/或所述另外的从动桥(10；12)的各个车轮(4e，4f；4g，4h)的旋转速度，所述车桥经由差速器(6c；6d)连接到所述驱动轴(5)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮悬架系统(1)，其特征在于，每个所述从动车轮(4a-4g)均设置有用于检测每个车轮(4a-4g)的角速度的相应的角速度传感器(8a-8g)。
5.一种车辆(100)，包括根据权利要求1至4中的任一项所述的车轮悬架系统(1)。
6.一种用于车轮悬架系统(1)的控制方法，所述车轮悬架系统包括用于车辆(100)的多驱动车桥，所述车轮悬架系统(1)包括至少两个从动桥(2，3，10，12)，其中，每个所述从动桥(2，3，10，12)均设置有一对车轮(4a-4h)，并且经由差速器(6a，6b，6c，6d)连接到驱动轴(5)，所述驱动轴包括联接件(7，11，13)，所述联接件位于各个所述差速器(6a，6b，6c，6d)之间，以将所述驱动轴(5)划分成不同的驱动轴部(5a，5b，5c，5d)，所述驱动轴部能够在被传动连接到所述驱动轴(5)以及从所述驱动轴(5)断开连接之间变化；所述车轮悬架系统(1)进一步包括角速度传感器(8a-8h)，所述角速度传感器被设计成检测所述从动桥(2，3，10，12)和/或连接到所述从动桥(2，3，10，12)的所述车轮(4a-4h)的角速度，所述控制方法包括以下步骤：
-对所述联接件(7，11，13)进行控制，以使其断开连接，从而每个所述驱动轴部(5a，5b，5c，5d)与至少一个另外的驱动轴部断开传动连接，
-在所述从动桥(2，3，10，12)断开传动连接的同时，通过所述角速度传感器(8a-8h)来检测所述从动桥(2，3，10，12)和/或连接到所述从动桥(2，3，10，12)的所述车轮(4a-4h)的角速度；
-使用检测到的、所述从动桥(2，3，10，12)和/或连接到所述从动桥(2，3，10，12)的所述车轮(4a-4h)的角速度，计算所述从动桥(2，3，10，12)的角速度之间的角速度差和/或所述从动桥(2，3，10，12)的各个车轮(4a-4h)的角速度之间的差；
-将检测到的、不同的所述从动桥(2，3，10，12)之间和/或车轮(4a-4h)之间的角速度差与基准值进行比较；以及
-将所述角速度差的比较情况作为不同车轮半径的指示，并且在所述角速度差位于容许值以外的情况下，触发警告信号和/或控制动作。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于车轮悬架系统(1)，所述车轮悬架系统包括提升机构(9)，所述提升机构作用在从动后桥(2，3，10)上，以能够使得所述从动桥上的所述车轮(4a，4b，4c，4d；4e，4f)的位置在与地面相接触的工作位置和提升到在地面接触水平上方的静止位置之间进行切换，所述方法包括能够在权利要求6所述步骤之前执行的以下步骤：
-在所述联接件(7，11)断开连接、以使得可提升的所述从动后桥(2，3，10)与其它车桥断开传动连接时，将可提升的所述从动后桥(2，3，10)从提升静止位置下降到降低工作位置，在所述提升静止位置，可提升的所述从动后桥(2，3，10)的车轮对(4a，4b；4c，4d；4e，4f)位于地面接触水平上方；在所述降低工作位置，所述车轮(4a，4b；4c，4d；4e，4f)与地面接触；
-保持所述联接件(7，11)断开连接，以保持所述从动桥断开传动连接，至少直至指示所述角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f)所检测到的角速度值是稳定的，所述角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f)指示可提升的所述从动后桥(2，3，10)和/或其车轮对(4a，4b；4c，4d；4e，4f)的角速度。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，如果所述角速度差在临界上限以外，则根据诸如负载或车辆速度这样的其它参数，将可提升的所述从动后桥(2，3，10)控制成与其它车桥断开传动连接。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的控制方法，其特征在于，如果所计算的、所述从动桥(2，3，10，12)的角速度之间的角速度差超过“变化警告极限”，则表明应当执行从一个车桥到其它车桥的轮胎位置的变化。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的控制方法，其特征在于，如果所计算的、所述从动桥(2，3，10，12)的角速度之间的角速度差超过“检查警告极限”，则指示应当执行对轮胎状态的手动检查。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的控制方法，其特征在于，对于能够连接到所述车轮悬架系统(1)中的所述驱动轴(5)的所有车桥，通过车轮角速度传感器(8a，8b，8c，8d，8e，8f；8g，8h)检测所述从动桥(2，3，10，12)的每侧上的车轮(4a-4h)的角速度，并且使用每个所述车轮(4a-4h)的角速度来计算所述从动桥(2，3，10，12)之间的角速度差。
12.根据权利要求6至11中的任一项所述的控制方法，其特征在于，当满足以下条件中的至少两个条件时，采用检测到的、所述从动桥(2，3，10，12)和/或被连接到所述从动桥(2，3，10，12)的所述车轮(4a-4h)的角速度，所述角速度用于计算第一和第二车桥(2，3，10，12)之间的角速度差和/或所述第一和所述第二车桥(2，3，10，12)的各个车轮(4a-4h)的角速度之间的差，所述条件为：
-所述车辆的转弯半径高于规定极限；
-所述车辆的速度变化低于预定极限；
-不同车轮之间的胎压差位于规定极限内；
-不同车桥之间的负载分布位于规定极限内；
-在检测所述角速度的同时，所述车轮不受防抱死制动系统或车轮滑动控制系统的控制；
-被测车轮上的制动力低于规定值；
-被测车轮上的驱动扭矩低于规定值；
-轮胎温度或轮胎温度差位于规定极限内；
-车桥差速器不受限；
-通过预测即将发生的行驶顺序来选择测量时间点。
13.一种计算机程序，包括程序代码装置，当在计算机上运行所述程序时，所述程序代码装置用于执行根据权利要求6-12中的任一项的步骤。
14.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质承载计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，当在计算机上运行所述程序产品时，所述程序代码装置执行根据权利要求6-12中的任一项的步骤。
15.一种用于控制车轮悬架系统(1)的电子控制单元(ECU)，所述电子控制单元(ECU)被构造成执行根据权利要求6-12中的任一项所述方法的步骤。
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