CN107531233A - 用于确定两轮车的侧倾角的方法 - Google Patents

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Abstract

在用于确定两轮车的侧倾角的方法中，获得在至少一个车轮处的轴载荷，并且将所述侧倾角作为所述轴载荷的函数来计算。

Description

用于确定两轮车的侧倾角的方法
本发明涉及一种用于确定两轮车的侧倾角（Schräglagenwinkel）的方法。
背景技术
如果摩托车在弯道行驶时在前轮处制动，那么从中产生围绕该摩托车的转向轴的、使该摩托车恢复直立的转向干扰力矩，由此迫使这个摩托车到更大的转弯半径上。所述转向干扰力矩通过该摩托车的侧倾和向着轮胎侧运动的轮胎接触点以及作用在所述轮胎接触点中的制动力而产生。随着侧倾的增加，干扰力力臂增大，并且因此使得该摩托车恢复直立的力矩增大。
为了在制动过程中提高行驶安全性，由DE 10 2011 076 640 A1已知的是：在弯道行驶时自动地在前轮和后轮之间分配由驾驶员要求的车轮制动力矩。据此，能够在不改变总制动力矩的情况下在所述前轮和后轮处产生相反取向的转向干扰力矩，所述转向干扰力矩至少部分地进行平衡。但是，对所述侧倾角的了解是前提，所述侧倾角在DE 10 2011 076640 A1中借助在所述摩托车中的侧倾传感器来测量。
发明内容
本发明的任务在于：利用简单的措施来高精度地确定在两轮车中的侧倾角。
这个任务根据本发明利用权利要求1的特征来解决。从属权利要求给出了适宜的改型方案。
根据本发明的方法能够在两轮车、尤其摩托化的两轮车如摩托车、小型摩托车或者诸如此类的两轮车中应用，但是也能够在具有或者不具有电马达式驱动器的自行车中应用，并且尤其在所述两轮车弯道行驶时用于确定所述侧倾角。基于获得的侧倾角，能够优选自动地在车辆中执行不同的功能或者性能，所述功能或者性能直接或间接地导致行驶安全性的改善。所以，例如可能的是：将所述两轮车的、在前轮制动器处的和/或在后轮制动器处的制动压力作为所述侧倾角的函数自动地来调制，以便减少在两轮车中的转向干扰力矩，或者最小化转向干扰力矩的作用。
在根据本发明的方法中，将所述侧倾角作为在所述两轮车的至少一个车轮处的轴载荷的函数来计算。首先，在第一步骤中获得在至少一个车轮处的轴载荷，并且紧接着在第二步骤中将所述侧倾角作为所述轴载荷的函数来计算。能够以简单而精确的方式尤其传感器式地获得所述轴载荷，例如借助布置在容纳车辆车轮的叉部和所述车轮的车轮轴之间的传感器。所述轴载荷是一种力，该力作为的离心力和重力的合力在车轮平面中起作用，并且相对于竖轴是以所述侧倾角的幅度倾斜的，所述竖轴是平行于重力向量取向的。优选直接传感器式地获得所述轴载荷，必要时但是也考虑从所述两轮车的（在其方面传感器式地确定的）其他的状态量中间接地确定所述轴载荷。借助于轴载荷信息，也能够在车辆中执行附加的、优选以自动的方式、不同的功能或者性能，所述功能或者性能直接或间接地导致行驶安全性的改善。
在获得所述侧倾角时，必要时能够考虑倾斜角和修正角，将它们相加得到所述侧倾角。所述倾斜角由所述轴载荷来确定，所述修正角取决于轮胎宽度，因为在弯道行驶时的轮胎接触点并不位于轮胎中心，而是位于轮胎侧区域。所述倾斜角直接地取决于所述轴载荷，另外也取决于当前的两轮车速度以及转弯半径，其中，所述两轮车速度优选由车轮转速传感器确定，并且所述转弯半径由估计、例如依据当前的转向角来获得。
在所述两轮车的至少一个车轮上获得所述轴载荷，并且将所述轴载荷作为所述侧倾角的计算的基础。在一个优选的实施方案中，获得至少在所述前轮处的轴载荷，其中，原则上也考虑到只获得在所述后轮处的轴载荷用于计算所述侧倾角。但是按照优选的实施方案，获得不仅在所述前轮上的而且在所述后轮上的轴载荷，并且将其用于计算所述侧倾角。
由轴载荷测量能够将弯道行驶与直行区分开来，因为在弯道行驶中的轴载荷是更高的。所述侧倾角能够在车辆机组中、尤其在制动系统中使用，以便例如在制动调节的框架中以下述方式自动地调整在所述前轮处的和/或在所述后轮处的制动压力：使得行驶稳定性得以提高。作为制动调节系统，尤其考虑到防抱死系统（Antiblockiersystem）ABS。
由所述轴载荷获得的侧倾角是独立的估计量，所述独立的估计量必要时也能够作为修正量或可信度量（Plausibilisierungsgröße）用于其他估计值或者计算值。
通常，在了解所述侧倾角时，能够提早地检测所述前轮和后轮的行程打滑（Wegrutschen），并且着手进行避免相应的事故的或者减少事故后果的措施。除了已经提到的、进入到所述制动系统内的干预之外，也能够例如执行利用马达式干预的牵引控制。也可能的是：识别出由于车轮的行程打滑而开始出现的事故，以及例如自动地放下紧急呼救（eCall），或者例如通知或警告其他的交通参与者。
通过获得所述轴载荷，能够执行依赖于负载的、尤其鉴于所述制动调节和/或所述牵引控制的调节策略。因此例如可能的是：在有和没有乘员的行驶的情况下，依据总重量和必要时在摩托车上的重量分布来适配和执行调节策略。
通过获得所述轴载荷也能够检测摩托车允许的总重量的可能的超过，这能够通过警报信息来显示。按照另一种适宜的实施方案能够在超过所述允许的总重量的情况下阻止所述摩托车的出发（连锁功能（Interlock Funktion））。
除此以外可能的是：将所述两轮车的、尤其在启动时和/或在停止时的动力学轴载荷与静力学轴载荷区分开来，并且在启动时或者制动时考虑启动辅助（Anfahrhilfe）或者制动辅助（Bremshilfe）。
在碰撞的情况下也能够利用对所述轴载荷的了解。由于在碰撞时所述轴载荷的突然变化，必要时能够触发被动的安全系统。此外，必要时能够区分不同的碰撞类型，所述碰撞类型相应地导致不同的输出信号。
另外，必要时能够考虑将所述轴载荷用于获得在所述前轮和/或后轮处的轮胎压力。以这种方式能够实现轮胎压力控制。就此而言，优选在直行时尤其考虑动力学轴载荷，其中，由所述两轮车的以及车轮的惯性决定，不同的轮胎压力导致不同地动力学的轴载荷变化过程。
按照另一种适宜的实施方案，不仅确定车轮在左侧处的而且在右侧处的轴载荷。所述车轮由弹簧叉保持并且引导，所述弹簧叉在左叉区域（Gabelbereich）中和在右叉区域中分别具有用于获得所述轴载荷的传感器。所述传感器尤其处在所述车轮的车轮轴与弹簧叉左侧或者弹簧叉右侧之间。但是也考虑在车轮侧上仅仅具有一个传感器的实施方案。
在所述两轮车中的调节器或者控制器中，执行用于获得作为所述轴载荷的函数的侧倾角的方法步骤。所述两轮车设有传感机构，所述传感机构能够实现对所述轴载荷的获得。另外，所述传感机构能够包括其他的传感器，尤其车轮转速传感器、转向角传感器、偏转率传感器以及必要时各种不同的加速传感器用于获得纵向-、横向-和/或垂向动力学。
其他的优点和适宜的实施方案从其他的权利要求、附图描述和附图中得知。附图示出：
图1 在驶过弯道时在侧倾中的摩托车，
图2 在弯道中在侧倾时在所述前轮处的力和力矩，以及同时起作用的制动力，
图3 具有在所述弹簧叉处的、在具有集成的力传感器的栓上方的悬挂装置的前轮，
图4 在单独视图中具有集成的力传感器的栓。
图1示出了在弯道行驶时的摩托车1。所述摩托车1处在侧倾中，所述倾斜角α表明在车辆中心平面2和竖直面3之间的角位置。在所述摩托车1的直立位置时，所述车辆中心平面2位于所述竖直面3中。
图2示出了在侧倾时的、在单个状态中的前轮4。由于所述侧倾，在行车道7上的轮胎4的轮胎接触点6从所述轮胎中心向着轮胎侧运动，所述转向轴5延伸穿过所述轮胎中心。所述轮胎接触点6离所述轮胎中心具有间隔a，该间隔形成所述干扰力力臂。如果所述前轮4被制动，那么所述制动力Fbr作用在所述轮胎接触点6中，所述制动力和所述干扰力力臂a一起形成转向干扰力矩Mz引导竖轴或者说转向轴，其中，所述转向干扰力矩致力于将该摩托车恢复直立。
所述侧倾角φ是就行驶动力学来说重要的行驶状态量，所述行驶状态量能够使用在所述摩托车的一个或多个机组或者车辆系统中、尤其在所述制动系统中，以便自动地调整制动压力并且据此提高行驶安全性。所述侧倾角φ按照：
由倾斜角α和修正角γ的总和来获得，所述倾斜角表示在所述车辆中心平面2和所述竖直面3之间的角位置，所述修正角通过所述轮胎接触点6从所述车辆中心平面2向着弯道内侧的侧向位移产生（在图2中的位移a）。所述倾斜角α能够按照：
依据包括驾驶员和可能地同乘者在内的摩托车总质量m、转弯半径r、摩托车速度v、重力加速度g以及所述轴载荷FR来获得。
必要时在调节器或者控制器中能够将针对所述倾斜角α的计算规则描绘为幂级数展开式。
所述转弯半径r例如能够由所述转向角近似地确定。附加或替代地可能的是：使用用于检测所述转弯半径r的、基于地图或者基于导航的信息。
能够传感器式地确定所述轴载荷FR。如同图3与图4结合得知：所述前轮4的车轮轴通过轴栓9利用弹簧叉8耦接在所述摩托车的前轮上，其中，所述轴栓9（iBolt）包括力传感器，该力传感器适合于测量作用在所述车辆中心平面2中的轴载荷FR。优选具有集成的力传感器的相应的轴栓9分别处在左弹簧叉区域和右弹簧叉区域处，从而能够在所述弹簧叉8处两侧地测量所述轴载荷。此外能够适宜的是：也在所述后轮上设置相应的传感机构，所述传感机构用于获得在所述后轮处的、尤其既在左后轮区域又在右后轮区域中的轴载荷。

Claims (14)

1.用于确定两轮车（1）的侧倾角（φ）的方法，就所述方法而言获得在至少一个车轮处的轴载荷，并且将所述侧倾角（φ）作为所述轴载荷的函数来计算。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得至少在所述前轮（4）处的轴载荷，并且将所述轴载荷作为所述侧倾角（φ）的计算的基础。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获得不仅在所述前轮（4）处的而且在后轮处的轴载荷。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，获得所述车轮（4）的、不仅在左侧处的而且在右侧处的轴载荷。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述两轮车（1）在前轮制动器处的和/或后轮制动器处的制动压力作为所述轴载荷的和/或侧倾角的函数来调制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，将在所述前轮（4）或者后轮处的轮胎压力作为所述轴载荷的函数来确定。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，依据所述轴载荷并且在所述两轮车（1）径直行驶时执行轮胎压力控制。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，依据所述轴载荷来调制在启动时或者停止时的启动力矩或者制动力矩。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，依据所述轴载荷在车辆事故时调整在所述两轮车（1）中的车辆事故系统。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，将倾斜角（α）作为所述轴载荷的函数来确定，并且侧倾角（φ）通过所述倾斜角（α）与取决于轮胎宽度的修正角（γ）的相加来获得。
11.调节器或者控制器，其用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.两轮车，其具有根据权利要求11所述的调节器或者控制器，具有用于获得在至少一个车轮处的轴载荷的传感机构。
13.根据权利要求12所述的两轮车，其特征在于，在至少一个轴处所述传感机构在所述车轮的左边和右边包括两个传感器。
14.根据权利要求12或13所述的两轮车，其特征在于，所述传感机构在车轮轴和容纳该车辆车轮的弹簧叉（8）之间包括至少一个传感器。
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