CN107848392A - 用于控制具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法,和具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆 - Google Patents

用于控制具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法,和具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的车轮的车轮转速的方法以及一种相应的车辆,其中该车辆具有用于驱动第一轴的第一驱动马达,用于驱动第二轴的第二驱动马达,用于检测行驶状态参量的装置和控制装置。该方法包括如下步骤:确定所述第一轴的实际转速,根据所述第一轴的实际转速确定所述第二轴的额定转速,和控制所述第二驱动马达,使得在所述第二轴上形成所确定的额定转速。为了确定额定转速,根据第一轴的实际转速确定同步额定转速,在同步额定转速中在第二轴的至少一个车轮上形成与第一轴的车轮上相同的车轮周向速度。接着,根据所确定的同步额定转速确定第二轴的额定转速。

Description

用于控制具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴 的至少一个车轮的车轮转速的方法,和具有至少两个可驱动 的轴的双轨车辆
技术领域
本发明涉及一种用于控制具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法,尤其是涉及一种用于控制具有至少两个可驱动的轴的构成为牵引车或自行式作业机器的车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法。此外,本发明涉及一种相应的双轴车辆,其具有两个可驱动的轴。
背景技术
用于控制具有两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法在现有技术中基本是已知的,例如具有全轮驱动装置的乘用车。
在大部分这种方法中,至少一个车轮的车轮转速在此以牵引优化的方式被控制,即目的是利用相应的车轮或利用该车辆实现最大可能的牵引,其中为此通常将由驱动马达输出的功率分配到各个车轮,使得每个车轮以相对于地面或行车道最优的滑差来驱动,其中车轮的最优的滑差总是为车轮的车轮周向速度与相对于相应的地面的当前车轮速度之间的差,相对于用来实现最大附着的当前车轮速度。对滑差的控制在此通常经由对车轮转矩的控制来进行。
在具有全轮驱动装置的乘用车中(所述乘用车通常具有可驱动的前轴和可驱动的后轴),为此通常设置所谓的分动箱,利用该分动箱可以将由驱动马达输出的功率与情况匹配地在所述轴之间尤其在轴的各个车轮之间进行分配。例如如果识别出:后轴的一个车轮或两个车轮空转即具有过大的滑差或对于所确定的车辆速度有过高的车轮转速,则借助分动箱可以将在后轴上或后轴的各个车轮上的驱动功率减小并且提高在前轴上的驱动功率,由此后轴上的或在相关的空转的车轮上的车轮转速又可以被减小,使得这些车轮又以相对于地面最佳的滑差和由此又以相对地面尽可能大的附着被驱动。通过将驱动功率在后轴与前轴之间重新分配可以改善对车辆的牵引,而不必减小整个驱动功率。
在构造为混合驱动车辆的具有全轮驱动装置的乘用车中(该乘用车除了具有通常为内燃机的第一驱动马达之外还具有至少一个不同构成的第二驱动马达,第二驱动马达通常是构成为电动机的电机),通常没有设置用来在轴之间尤其在前轴与后轴之间分配由第一驱动马达输出的功率的分动箱,而第一驱动马达通常与两个轴中的一个轴、至少与后轴联接,此时第二驱动马达设置来驱动其他轴。如果在由第一驱动马达驱动的轴的至少一个车轮上例如在后轴上确定有车轮的过高的滑差或空转,则为了改善牵引可以减小相关的驱动马达作用于该轴的驱动功率,并且借助其他驱动马达例如借助电动机将相应的驱动功率施加到其他轴上,以便在相同的总驱动功率的情况下实现改善的牵引。
这类型的车辆以及这类型的用于控制车轮转速的方法例如在EP 1 205 331A2和WO 2008/095067 A1中公开。同时,还已知了一系列全轮运行的作业机器,如例如农业机器或建筑机器,尤其是牵引车和自行式作业机器,其具有相应的调节系统,用于控制车轮转速。
驱动功率在各个轴之间重新分配在此被限制,尤其是物理上被限制。例如,当前轴的车轮还未处于附着极限时,即只有当在前轴上的车轮还未空转并且还可以将所期望的驱动功率传递到地面上时,驱动功率的重新分配例如从后轴到前轴的重新分配仅在不减小总驱动功率的情况下是可能的。
此外,对于最优的行驶特性而言尤其是对于良好的牵引和对于车辆的尽可能节能的运行而言,在其上要提高驱动功率的轴的车轮的车轮周向速度与其他轴的车轮的车轮周向速度匹配,即在其上要根据其他轴的车轮的车轮周向速度设定驱动功率的轴的车轮的车轮周向速度要相对于其他轴的车轮的车轮周向速度来设定,尤其是仅在一定的边界中与其偏差。因此被驱动的轴的车轮的车轮周向速度的差过大会导致轮胎磨损提高以及导致驱动损耗提高。
发明内容
本发明的任务是提供一种可替选的方法,尤其是一种改进的方法,来控制双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速,该车辆具有两个可驱动的轴,利用该方法尤其在至少一些行驶情况中可以改善车辆的牵引,并且利用该方法优选实现车辆的更为节能的运行。
该任务借助根据权利要求1的教导的方法以及利用根据权利要求13的教导所述的双轨车辆来解决。根据本发明的方法和根据本发明的车辆的优选的设计方案是从属权利要求的主题。权利要求的措辞通过详细参考说明书的内容而得到。
根据本发明的方法涉及对双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的控制,该车辆具有两个可驱动的轴,尤其涉及对构成为牵引车或自行式作业机器的车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的控制,该车辆具有两个可驱动的轴,其中该车辆具有:可驱动的第一轴,所述第一轴具有至少两个车轮;可驱动的第二轴,该第二轴具有至少两个车轮;第一驱动马达;至少一个第二驱动马达;用于检测行驶状态参量来确定车辆的行驶状态的装置和控制装置。在此,第一驱动马达设置用于驱动第一轴的至少一个车轮,和第二驱动马达设置用于驱动第二轴的至少一个车轮。用于检测行驶状态参量的装置至少构成为,检测第一轴的实际转速,并且控制装置构成为,至少根据第一轴的所确定的实际转速确定第二轴的至少一个车轮的额定转速并且至少控制第二驱动马达,使得在第二轴的至少一个车轮上形成所期望的额定转速。
该方法在此包括如下步骤:确定第一轴的实际转速;至少根据第一轴的实际转速确定第二轴的至少一个车轮的额定转速并且至少控制第二驱动马达,使得在第二轴的至少一个车轮上形成所确定的额定转速。
在本发明的意义下,第一轴的实际转速在此是第一轴的所检测的当前的车轮转速,其中实际转速在此不仅可以是第一轴的车轮的当前车轮转速以及由第一轴的几个车轮的车轮转速或所有车轮的车轮转速所确定的车轮转速。
在本发明的意义下,针对第二轴的至少一个车轮所确定的额定转速在此是在第二轴的至少一个车轮上要设定的车轮转速。
在根据本发明的方法中,为了确定额定转速首先根据第一轴的实际转速确定同步额定转速,并且接着根据所确定的同步额定转速确定额定转速。同步额定转速在此是额定转速,在该额定转速中在第二轴的至少一个车轮上形成与在第一轴的车轮上相同的车轮周向速度。
即换言之,第二轴的至少一个车轮的额定转速根据本发明并不直接由第一轴的实际转速确定,而是首先将实际转速修正到如下车轮转速,在该车轮转速下在第二轴的至少一个车轮上形成与在第一轴的车轮上相同的车轮周向速度,其中,所述车轮转速称作同步额定转速,并且接着才根据经修正的实际转速即根据同步额定转速确定额定转速。
在本发明的意义下的车轮周向速度在此理解为在外车轮环周上的速度,即轮胎的胎面的速度。如果车轮或车轮的轮胎可以自由地在地面上滚动,则车轮周向速度近似对应于车辆速度并且滑差即在车轮周向速度与相对于地面的当前车辆速度(相对于当前车辆速度)的差近似为零。而如果车轮空转,车轮环周速度明显大于相对于地面的当前车辆速度,滑差是大的,其中滑差在此情况下为正。而如果车轮抱死并且车辆以静止的被抱死的车轮在地面上滑行,则车轮周向速度明显小于当前的相对于地面的车辆速度,滑差同样是大的,但为负。
通过将同步额定转速用作用于确定额定转速的基础而不是第一轴的实际转速,一方面可以减小或在一些情况下甚至完全补偿和由此修正如下负面的效应:不同的轮胎尺寸、不同的磨损状态和/或两个轴的车轮的不同轮胎填充压力导致不同的车轮外直径并且因此形成不同的车轮周向速度,而另一方面可以减小或在一些情况下甚至完全补偿和由此修正如下负面的效应:在两个轴上所设定的相同的车轮转速情况下由于在轴的驱动系中有不同的公差形成不同的车轮周向速度。
由此一方面可以实现在选择各个可驱动的轴的轮胎直径时更大的灵活性。
此外,在一些行驶情况下可以实现改进的牵引,因为车轮周向速度可以更为精确地相对于第一轴的车轮的车轮周向速度设定第二轴的至少一个车轮的车轮周向速度,即第二轴的至少一个车轮的车轮周向速度可以更好地与第一轴的车轮的车轮周向速度匹配。
尤其是,根据本发明的方法能够实现在第二轴的至少一个车轮上设定与在第一轴的车轮上相同的车轮周向速度,即同步的设定,其中当额定转速与同步额定转速相同时,形成第二轴与第一轴同步,由此在许多行驶情况下甚至可以实现最优的牵引。
同步在此能够实现车辆的特别节能的运行。尤其是,可以减小驱动损耗并且可以避免由于第一轴的车轮相对于第二轴的车轮的不同车轮周向速度出现的提高的轮胎磨损。
通过对车辆的改善的牵引可以实现更高的牵引功率,并且车辆可以更为节能地运行,因此改善的牵引和因此较小的滑差直接伴随着更低的燃料消耗。
因为借助根据本发明的方法不再一定需要附加的负载重量以改善牵引,所以根据本发明的方法还具有如下优点:结果直接与车辆重量有关的并且随着车辆重量增加而增加的不期望的土壤紧实度如其例如在以牵引车驶过野外时那样可以被减小。
基于根据本发明的方法可能的对附加的负载重量的取消还具有如下优点:可以减小所谓的推土机推压效应,因为车辆或其车轮或轮胎由于车辆重量小而不再深深埋入泥土中。因此,轮胎滚靠到土楔(Erdkeil)小于在类似的车辆的情况,该车辆需要负载重量来改善牵引,由此结果形成小的滚动阻力和由此形成较小的行驶阻力,这引起进一步减少燃料消耗。
在本发明的意义下,用于控制具有两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法理解为如下方法,其构成为定向地影响具有两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速。车轮转速的反馈在此并不一定是必需的,然而当然可能的是,使得根据本发明的方法也具有用于调节包含两个可驱动的轴的双轨车辆的可驱动的轴的至少一个车轮的车轮转速的方法,其具有根据本发明的方法的特征。
在本发明的意义下,车轮转速理解为在限定的持续时间之内车轮的转动的数量,例如每分钟车轮的转动的数量。
在本发明的意义下,可驱动的轴理解为如下轴,其可以借助驱动马达驱动,即如下轴,在该轴中至少一个驱动马达的驱动功率可以传递到至少一个车轮。
在本发明的意义下,双轨车辆理解为如下车辆,其车轮至少在两个轨迹中滚动。
在本发明的意义下,牵引车理解为牵引机器,其在工业机器中用于牵引,但也用于驱动工业机器和/或作业设备。
在本发明的意义下的自行式作业机器理解为如下双轨的原动机,其根据其结构类型和利用其与车辆固定连接的特别的装置确定和适合用于完成作业,但不用于运输人员或物品(§2第17节FZV)。自行式作业机器例如是收割机、联合收割机、建筑机器和各种特殊机器如移动式起重机等。
第一轴优选是后轴而第二轴是前轴。当然,第一轴也可以是前轴而第二轴是后轴。
在本发明的意义下的行驶状态参量理解为适合于至少有时描述车辆的行驶状态的任意参量。典型的行驶状态参量是根据DIN 70000的行驶动态的状态参量,例如行驶速度、车辆纵向加速度、车辆横向加速度、偏航角、俯仰角、滚转角、偏航速率、俯仰速率、滚转速率等以及如各个车轮的车轮转速、各个车轮相对于地面的滑差、转向角、转向速度、车轮转向角、加速踏板位置或制动压力的参量。
在根据本发明的方法的一个有利的设计方案中,确定同步额定转速,其方式是:第一轴的实际转速加载以预定的同步校正因数,其中同步额定转速优选通过如下方式来计算:第一轴的实际转速与同步校正因数相乘。优选地,同步校正因数为此作为参数保存在控制装置中。
使用同步校正因数尤其是使用预定的作为参数保存在控制装置中的同步校正因数能够实现根据第一轴的实际转速简单地确定同步额定转速。
同步校正因数的要保存在控制装置中的值在此优选通过如下方式确定:在坚硬的地面上行驶期间以规则的间隔检测第一轴的当前的实际转速和第二轴的当前的实际转速,优选同时检测,并且接着计算由第二轴的所检测的实际转速和第一轴的所检测的实际转速构成的商,其中该商的结果是同步校正因数的值,其作为参数可以保存在控制装置中。
因此,通过在坚硬的地面上简单的、毫无费力地可执行的行驶可以确定同步校正因数的值。基于如下假设:在坚硬的地面上行驶时,第一轴的车轮以同第二轴的车轮近似相同的车轮周向速度滚动,这两个轴的车轮的不同的车轮尺寸、不同的磨损状态和/或不同的轮胎填充压力导致这两个轴的不同的实际转速,即导致第二轴的与第一轴的实际转速偏差的实际转速并且由此导致同步校正因数的不同于1的值。
在本发明的意义下的坚硬地面理解为如下地面,该地面引起在轮胎与地面之间的μ>0.8的静摩擦系数,例如干燥的、柏油的或水泥的道路。
对于第二轴的实际转速在此适用于如第一轴的实际转速的对应内容,即在本发明的意义下,第二轴的实际转速在此是第二轴的所检测的当前的车轮转速,其中第二轴的实际转速在此不仅可以是第二轴的车轮的当前车轮转速以及由第二轴的几个车轮的车轮转速或所有车轮的车轮转速所确定的车轮转速。
在根据本发明的方法的一个有利的设计方案中,当根据所确定的行驶状态参量识别出坚硬的地面或基于手动输入的行驶期望例如期望更换车轮或期望改变轮胎填充压力时,同步校正因数的重新计算在此以规则的预定的间隔自动地进行。
如果同步校正因数的值以规则的间隔被重新确定,则利用根据本发明的方法可以借助同步校正因数不仅可以补偿车轮的在运行时间中形成的不同的磨损状态和/或不同的轮胎填充压力,而且也根据同步校正因数来识别。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,因此在达到预定的同步校正因数边界值时,即当同步修正因数的值达到预定的同步校正因数边界值,输出报警消息。
在根据本发明的方法的一个特别优选的设计方案中,总是只有当其车轮转速进入第一轴的实际转速中和第二轴的实际转速中的车轮上的滑差在预定的边界之下时,尤其是只有当分别在第一轴的和第二轴的所有车轮上的滑差近似为零时,才重新计算同步校正因数。由此可以特别精确地确定同步校正因数。
在根据本发明的方法的一个改进方案中,首先根据差-转速分量(Differenz-Drehzahl-Anteil)确定额定转速,该差-转速分量限定了第二轴的至少一个车轮的要形成的车轮周向速度与第一轴的车轮的车轮周向速度的差,其中差-转速分量优选通过如下方式确定:所确定的同步额定转速被加载以预定的差校正因数(Differenz-Korrekturfaktor)。
通过对同步额定转速加载以预定的校正因数差(其优选以百分比加以说明),第二轴的额定转速可以有目的地相对于第一轴的实际转速来设定。尤其是,以此方式和方法可以特别简单有针对地设定超前,即第二轴的至少一个车轮相较于第一轴的车轮有更高的车轮周向速度,同步,即相同的车轮周向速度,或落后,即较小的车轮周向速度,其中当校正因数差为零时,优选在第二轴的至少一个车轮上形成相同的车轮周向速度。
通过有目的地根据行驶情况设定第二轴的至少一个车轮相对于第一轴的车轮的超前、同步或落后,可以将第二轴的至少一个车轮的车轮周向速度始终与相应的行驶情况匹配,例如与地面、斜坡倾斜度或确定的驾驶操作如在坡上下坡地或上坡地起动匹配。此外,有目的地设定超前、同步或落后在确定的行驶情况稳定地起作用并且例如抵消转向不足或过度转向。
通过有目的地设定同步例如可以避免在倾斜度大的地区中行驶时有问题的转向不足,即车辆在弯道中通过前车轮的向外滑移。此外,同步如前面已经阐述的那样能够实现车辆的特别节能的运行。
在另一有利的设计方案中,校正因数差在此至少针对一些行驶情况预定,使得在这些行驶情况下总是实现最好的牵引并且由此尤其实现车辆的最好的牵引功率。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,其中用于检测行驶状态参量的装置构成为除了检测第一轴的实际转速之外还检测至少一个另外的行驶状态参量,检测至少一个另外的行驶状态参量并且根据至少一个另外的被检测的行驶状态参量借助预定的特征曲线族和/或通过预定的与至少一个另外的被检测的行驶状态参量有关的数学函数确定校正因数差。
优选地,在此根据车辆速度和/或加速踏板位置和/或制动压力和/或转向轮角和/或车辆倾斜度和/或斜坡倾斜度和/或由驾驶员输入的地形特征和/或由驾驶员输入的所期望的行驶路径来确定校正因数差。当然,也可以根据其他这里未列出的行驶状态参量来确定校正因数差。然而已证明为特别有利的是,根据至少一个参量确定校正因数差,所述参量描述了车辆速度、车辆加速度、制动状态、转向状态和/或地形。
在本发明的意义下,地形在此指的是车辆在其上前进的地面的特点和定向,即斜坡倾斜度。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,额定转速附加地根据预定的滑差-转速分量(Schlupf-Drehzahl-Anteil)来确定,其中滑差-转速分量用于设定第二轴的至少一个车轮相对于地面的所期望的滑差,尤其是可用来实现尽可能最优的牵引的滑差。在此,滑差-转速分量优选根据第一轴的实际转速和/或根据至少一个另外的由用于检测行驶状态的装置检测到的行驶状态参量来确定,尤其是根据车辆速度和/或加速踏板位置和/或制动压力和/或转向轮角和/或车辆倾斜度和/或斜坡倾斜度和/或由驾驶员输入的地形特征和/或由驾驶员输入的所期望的行驶路径来确定。
优选地,滑差-转速分量在此根据至少一个所检测的行驶状态参量尤其是根据地形借助预定的特征曲线族和/或通过预定的与至少一个另外的所检测的行驶状态参量有关的数学函数来确定。
由此,可能的是,根据行驶状态,尤其是根据地形有目的地设定第二轴的至少一个车轮上的滑差。由此,可以实现特别良好的牵引,因此最大附着与地面有关地在不同的滑差值的情况下实现,在干燥的柏油上最大附着例如在大约12%的滑差情况下实现,而在干燥的碎石上例如在大约30%的滑差情况下实现。
如前面结合校正因数差所阐述的那样,滑差-转速分量当然也可以根据其他这里未列出的行驶状态参量来确定。然而在这些参量方面也已证明为特别有利的是,根据至少一个参量确定滑差-转速分量,所述参量描述了车辆速度、车辆加速度、制动状态、转向状态和/或地形。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,根据同步额定转速、差-转速分量和滑差-转速分量之和确定额定转速,尤其是通过同步额定转速、差-转速分量和滑差-转速分量之和来确定。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,其中车辆的控制装置构成为用于设定传递到第一轴上的驱动功率,将传递到第一轴上的驱动功率设定为使得根据所检测的行驶状态设定相对于地面在第一轴的车轮上的所期望的滑差,尤其是可用来实现尽可能最优的牵引的滑差。优选地,在此根据车辆速度和/或加速踏板位置和/或制动压力和/或转向轮角和/或车辆倾斜度和/或斜坡倾斜度和/或由驾驶员输入的地形特征和/或由驾驶员输入的所期望的行驶路径来设定传递到第一轴上的驱动功率。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,车辆与作业设备联接并且与作业设备形成车辆组,其中车辆形成车辆组的牵引车辆,其中作业设备具有至少一个可驱动的轴并且其中车辆的控制装置构成为用于设定可传递到可驱动的轴的驱动功率。在此,可以设定传递到作业设备的被驱动的轴上的驱动功率,使得根据所检测的行驶状态设定相对于地面的在作业设备的被驱动的轴的车轮上的所期望的滑差,尤其是可用来实现车辆组的尽可能最优的牵引的滑差。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,可以设定被传递到作业设备的可驱动的轴上的驱动功率,使得在车辆组的所有被驱动的轴上形成相同的滑差,即在车轮的车轮周向速度和相对于相应的地面的当前的车辆速度之间有相同的差(相对于当前的车辆速度),或形成在相对于前进行驶的纵向方向上关于车辆组的被驱动的轴减小的滑差,即相对于行驶方向,在最前部的轴上形成比在中间轴上大的滑差和在中间轴上形成比在最后部的轴上大的滑差,或形成在相对于前进行驶的纵向方向上关于车辆组的被驱动的轴增加的滑差,即,相对于行驶方向,在最前部的轴上形成比在中间轴上小的滑差和在中间轴上形成比在最后部的轴上小的滑差。
然而,已表明为特别有利的是,设定在相对于前进行驶的纵向方向上关于车辆组的被驱动的轴减小的滑差,因为以此方式可以在后车轮跟来时可以考虑到由于在前行驶的车轮引起的土壤压实,使得所有被驱动的轴的车轮分别能够在最优的滑差范围中并且由此总是在最优的附着的范围中被驱动,由此还能够进一步改善对车辆的牵引和由此可传递的牵引力。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,在坡道处沿前进行驶方向下坡地起动时,为了在起动时促使车辆组伸长,可以设定传递给作业设备的被驱动的轴的驱动功率,使得相对于第一轴的车轮对地面的滑差和相对于第二轴的车轮对地面的滑差形成作业设备的可驱动的轴的车轮对地面的超前负滑差,即相对于第一轴和第二轴落后。由此,可以使得车辆组“伸长”并且实现车辆组的更好的操控性。当然,这种对传递到作业设备的被驱动的轴上的驱动功率的设定并不限于在坡道处下坡起动,而是也可以在其他情况下进行,尤其是在下坡行驶期间进行。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,可以设定滑差,使得形成所期望的限定的伸长,其中限定的伸长优选可以根据行驶状态来设定。这尤其在沿着前进行驶方向下坡起动时和在车辆组制动时是有利的,尤其是在下坡制动时,因为通过车辆组的限定的伸长通常可以改善车辆组的稳定性。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,为了在坡道处沿着前进行驶方向上坡起动时和/或在车辆组制动时设定限定的滑差,尤其是限定的伸长,为了设定限定的滑差要传递到可驱动的轴的车轮上的驱动功率附加地或替选地借助相关的制动设备来设定。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,在坡道处沿着前进行驶方向上坡起动时为了在起动时使得车辆组压缩,设定传递给作业设备的被驱动的轴的驱动功率,使得相对于第一轴的车轮对地面的滑差和相对于第二轴的车轮对地面的滑差形成作业设备的可驱动的轴的车轮对地面的超前正滑差,即相对于第一轴和第二轴超前。由此,可以使得车辆组“压缩”,由此一方面能够减小第一轴的车轮的突变的附着丧失的危险,尤其是在第一轴是车辆的后轴的情况下。另一方面,可以克服第二轴的释放,这同样会引起牵引的减小并且由此会引起牵引力损失,尤其是在第二轴是车辆的前轴的情况下。当然,这种对传递到作业设备的被驱动的轴上的驱动功率的设定并不限于在坡道处上坡起动,而是也可以在其他情况下进行,尤其是在上坡行驶期间进行。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,车辆附加地具有第三驱动马达,其同样设置用于驱动第二轴的至少一个车轮,其中第二驱动马达设置用于驱动第二轴的左车轮而第三驱动马达设置用于驱动第二轴的右车轮,并且其中控制装置构成为至少根据所确定的第一轴的实际转速确定第二轴的左车轮的额定转速和右车轮的额定转速并且至少控制设置用于驱动第二轴的第二和第三驱动马达,使得总是在第二轴的左车轮和右车轮上形成所期望的额定转速,该方法包括如下步骤:确定第一轴的实际转速;至少根据第一轴的实际转速确定第二轴的左车轮的额定转速和第二轴的右车轮的额定转速,控制第二驱动马达和第三驱动马达,使得在第二轴的左车轮和右车轮上形成所确定的额定转速。
即换言之,当还设置另一即第三驱动马达(其同样设置用于驱动第二轴,其中第二驱动马达设置用于驱动第二轴的左车轮而第三驱动马达设置用于驱动右车轮)时,优选确定第二轴的左车轮的额定转速并且与此无关地确定第二轴的右车轮的额定转速。由此可以实现特别良好的牵引。当分别独立地检测第一轴的车轮的车轮转速时,可以实现更为好的牵引,因为能够实现第二轴的车轮的车轮周向速度更为好地与第一轴的车轮的车轮周向速度匹配。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,在此优选分别针对第二轴的左车轮和分别针对第二轴的右车轮确定同步额定转速和/或差-转速分量和/或滑差-转速分量。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,为了控制驱动马达,优选针对每个驱动马达独立地根据相关的所确定的相关轴的和/或所述轴的相关车轮的实际转速确定控制参量,其中优选控制参量在超过预定的控制参量阈值时被限制到最大控制参量值。
本发明意义下的控制参量在此理解为如下参量,利用其可以定向地影响相关的驱动发动机,使得在相关的轴上的至少一个车轮上形成所期望的额定转速,其中能够用来控制第一驱动马达和/或第二驱动马达和/或第三驱动马达的控制参量优选分别是额定转矩。
本发明意义下的控制参量阈值理解为控制参量的边界值。
优选地,在此根据行驶状态,尤其是根据车辆速度和/或加速踏板位置和/或制动压力和/或转向轮角和/或车辆倾斜度和/或斜坡倾斜度和/或由驾驶员输入的地形特征和/或由驾驶员输入的所期望的行驶路径来确定相关的控制参量阈值。控制参量阈值在此优选分别借助预定的特征曲线族和/或预定的数学函数来确定。
借助基本上为功率限制的控制参量的限制尤其可以防止,在要提高驱动功率的轴上的驱动力矩的进一步增加导致车轮的空转,使得驱动功率因此仅被提高到直至达到滑差边界或附着边界,在超过滑差边界或附着边界之后牵引又变差。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,为了确定第二驱动马达的控制参量检测第二轴和/或第二轴的车轮的实际转速并且将其与相关的额定转速比较并且确定实际转速与额定转速的调节偏差,其中根据所确定的调节偏差优选借助调节器确定控制参量,该控制参量需要来设定第二轴上或第二轴的相关车轮上的所需的额定转速。
如果用来根据在第二轴的实际转速与额定转速之间的调节偏差确定控制参量的调节器获得积分比例(integralen Anteil),则通过对受限的控制参量与不受限的控制参量的偏差积分会出现调节器的不稳定并且由此会出现控制参量的不期望的超调,其中所述控制参量在超过预定的控制参量阈值时可以被限制到最大的控制参量值。这可以通过执行所谓的抗积分饱和函数来避免。在调节系统中抗积分饱和函数的执行在现有技术中基本上是已知的。对此方面的详细阐述,请参考调节技术的领域中的相应的专业文献。
为了避免控制参量的超调,因此在根据本发明的方法的一个有利的设计方案中,反馈至少一个控制参量,优选每个控制参量,尤其是每个受限的控制参量,以实现所谓的抗积分饱和函数,其中控制参量优选被反馈,使得控制参量可以根据所确定的在第二轴的实际转速与额定转速之间的调节偏差和根据所反馈的控制参量来确定。由此,调节器的超调可以被避免,借助该调节器根据在第二轴的实际转速与额定转速之间的调节偏差来确定控制参量。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,尤其是针对车辆在斜坡倾斜行驶或斜坡横向行驶时的行驶运行,其中第二轴形成车辆的前轴,用于确定洼地侧的前车轮的额定转速的差-转速分量选择得大于用于确定坡道侧的前车轮的额定转速的差-转速分量,以便抵消车辆的因坡道阻力(Hangabtriebskraft)引起的漂移。
斜坡倾斜行驶在本发明意义下理解为以倾斜于斜坡的行驶方向行驶,即以倾斜于斜坡斜面的行驶方向的行驶。斜坡横向行驶相应地在本发明意义下理解为以基本上横向于斜坡的行驶方向的行驶,即横向于斜坡倾斜面。洼地侧的前车轮在此是朝向洼地或洼地侧的前车轮,即斜坡向下的前车轮。坡道侧的前车轮相应地是朝向坡道的或坡道侧的前车轮,即斜坡向上的车轮。
通过对第二轴的车轮的车轮周向速度的这种有目的的、单独的设定或在前轴的情况下,在斜坡横向行驶时可以实现特别良好的车辆操控。
洼地侧的前车轮和坡道侧的前车轮的相应的差-转速分量在此优选根据所检测的车辆倾斜度和/或所检测的斜坡倾斜度和/或所检测的转向力来确定。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,尤其是针对在斜坡横向行驶时车辆的自主行驶运行,其中车辆构成为自主行驶运行并且具有用于自主设定车辆转向角的转向致动器,车轮转向角和这两个前车轮的相应的差-转速分量在自主执行行驶时优选在自主执行斜坡横向行驶时根据由驾驶员预设的行驶路径和/或根据所检测的斜坡倾斜度和/或根据所检测的转向力来设定,使得减小优选最小化车辆的行驶阻力。
在此,自主行驶运行在本发明意义下是借助预设的行驶路径对车辆的自动控制,其中行驶路径优选由驾驶员预设并且存储在控制装置中并且准备用于自动地控制车辆。
术语“行驶阻力”在此理解为必须克服来使车辆向前运动的阻力。
使行驶阻力减小或最小化在此尤其可以通过如下方式实现:这两个前车轮的差-转速分量分别必须设定为使得对于相关的行驶阻力需要尽可能小的车轮转向角或对于所预设的行驶路径需要尽可能小的车轮转向角并且由此需要尽可能小的转向角输入。即换言之,这两个前车轮的差-转速分量优选分别设定为,除了对所期望的行驶方向所需的车轮转向角分量之外必须尽可能没有车轮转向角分量施加到车车轮上,以便将车辆保持在所期望的行驶路径上并且尤其防止车辆的漂移。
所需的车轮转向角越小,则前车轮倾斜越少地在地面上移动并且摩擦损耗、行驶阻力以及牵引力需求越小,这尤其是在斜坡横向行驶时或在车辆与用于所谓的“重型耕种”的作业设备一起运行时譬如在作为作业设备借助犁运行时有特别有利的影响。
优选地,一旦由驾驶员施加的转向角输入和/或由驾驶员施加的转向角速度输入超过预定的边界值,则可以中断自主行驶运行。
根据本发明的具有至少两个可驱动的轴的双轨车辆,尤其是双轨的构成为牵引车或自行式作业机器构成的具有至少两个可驱动的轴的车辆,具有:可驱动的第一轴,该第一轴具有至少两个车轮;可驱动的第二轴,该第二轴具有至少两个车轮;第一驱动马达;至少一个第二驱动马达;用于检测行驶状态参量以确定车辆的行驶状态的装置和控制装置,其中第一驱动马达设置用于驱动第二轴的至少一个车轮,其中用于检测行驶状态参量的装置至少构成为,检测第一轴的实际转速,并且其中该控制装置构成为至少根据所确定的第一轴的实际转速确定第二轴的至少一个车轮的额定转速和至少控制第二驱动马达,使得在第二轴的至少一个车轮上形成所期望的额定转速。
根据本发明的车辆尤其构成为用于执行根据本发明的方法。
在根据本发明的车辆的一个有利的设计方案中,第二轴在此可以完全独立地即尤其并不在机械上与第一轴联接地被驱动。由此有利地可以避免在常规的在现有技术中已知的车辆中因第一轴和第二轴的不同的实际转速引起的传动装置的提高的转矩负荷,该传动装置通常沿着功率流方向处于在第一驱动马达与两个轴之间,尤其避免了传动齿部的提高的转矩负荷,这会引起磨损和传动装置损伤提高。因此,传动装置尺寸可以设计得更小并且由此更轻地构建。
在根据本发明的车辆的一个有利的设计方案中,该车辆是混合驱动车辆,其中设置用于驱动第一轴的第一驱动马达是内燃机而其中设置至少用于驱动第二轴的车轮的第二驱动马达是能作为电动机运行的电机。此外优选地,车辆具有能作为发电机运行的电机和电储能器,其中能作为发电机运行的电机可以借助内燃机驱动并且构成为将电能输出给电储能器和/或能作为电动机运行的电机,和其中能作为电动机运行的电机可以借助由发电机和/或由电储能器提供的电能驱动。
在本发明意义下,混合驱动车辆理解为具有混合驱动装置的车辆,即具有至少两个不同的能量转换器作为驱动马达的车辆,例如具有内燃机用于驱动第一轴和具有电动机用于驱动第二轴,反之亦然。
在根据本发明的车辆的另一有利的设计方案中,能作为发电机运行的电机不仅构成为将电能输出给电储能器和/或能作为电动机运行的电机,而且同样构成为将电能输出给车辆的消耗器和/或至少一个作业设备,例如输出给具有可电驱动的轴的拖车或具有可电驱动的轴的作业设备。
优选地,在此由发电机输出的电功率可以有目的地设定,尤其是设定为使得与车辆联接成车辆组的作业设备的电轴的可传递到作业设备的可驱动的轴上的驱动功率可以以牵引优化的方式设定,使得可以使车辆组的整个牵引力最大化。
特别优选地,通常可以设定可传递到与车辆联接的作业设备的可驱动的轴上的驱动功率,使得根据所检测的行驶状态设定相对于地面的在作业设备的可驱动的轴的车轮上的所期望的滑差,尤其是可用来实现车辆组的尽可能最优的牵引的滑差。
在另一有利的设计方案中,根据本发明的车辆在从第一驱动马达到第一轴的功率支路中具有传动装置,其中能作为发电机运行的电机设置在第一驱动马达与传动装置之间的功率支路中。发电机在第一驱动马达与传动装置之间的功率支路中的这种设置引起,由第一驱动马达输出的功率已经可以在传动装置之前分支,因为功率的一部分可以经由发电机导出,用以产生用于能作为电动机运行的电机的电能。因此,传动装置并不针对由第一驱动马达输出的功率设计,而是可以更小地设计或也可以将设计得更小的传动装置与具有更高的功率输出的驱动马达结合使用。
在另一有利的设计方案中,根据本发明的车辆在此构成为,可经由发电机导出的功率部分可以有目的地优选与情况匹配地设定。由此,能够实现特别高效的传动装置设计,尤其是在传动装置的重量方面有利的传动装置设计,因为传动装置不再必须在所有情况下经受住因由第一驱动马达输出的功率引起的负荷,而是在负荷关键的情况下有目的地可以经由发电机导出功率部分。
在根据本发明的车辆的另一有利的设计方案中,由第一驱动马达输出的功率可以经由发电机导出,使得由内燃机输出的功率可以完全用于产生用于驱动第二轴的和/或用于对电储能器充电的电能。
由此,例如在无过量的负载要求的和无需全轮驱动的行驶中,例如在路面和道路上行驶时,车辆仅通过第二轴线的电驱动来运行,而第一轴的驱动是停用的。提供对于驱动所需的能量在此优选经由由内燃机驱动的发电机进行。该模式的优点是,内燃机可以在消耗最优的且由此最佳效率的转速范围中运行,使得可以实现车辆的特别节约燃料的并且由此高效的运行。
在另一有利的设计方案中,根据本发明的车辆具有用于将第一轴与第一驱动马达分开的离合器,其中该离合器特别优选地沿着功率流方向设置在发电机与传动装置之间。由此,在前面描述的模式中(在该模式中该车辆仅通过电驱动第二轴来运动),以特别好的效率实现特别高效的行驶运行,因为尤其可以减小摩擦损耗。相对于现有技术中已知的车辆(在该车辆中全轮接通或全轮关断通常大部分经由在传动装置底部上在传动油中运行的多片式离合器进行),前面所描述的离合器在传动装置之外的设置具有如下优点:没有高的随着行驶速度增加而增加的溅洒损耗和拖动损耗,其在现有技术中已知的车辆中始终出现,即使在全轮驱动装置关断时也出现。
在另一替选的或附加的有利的设计方案中,根据本发明的前面所描述的车辆构成为,纯电动行驶,即仅利用电驱动,而内燃机不运行。这在缓慢行驶时特别对于短路程而言是有利的,尤其是在调车中。甚至可考虑的是远程控制的电动行驶,其中驾驶员不在车辆中而是在车辆之外。这例如可以在牵引车中是有意义的应用,以便能够非常高效地将动物饲料配发到棚圈中。牵引车可以远程控制,在关断内燃机的情况下并且由此无废气地产生,沿着棚圈(Stallgasse)行驶并且在此卸下饲料,而农场主在车辆旁或车辆后走来并且将饲料配发给动物。
在另一特别有利的设计方案中,根据本发明的车辆尤其是根据本发明的混合驱动车辆构成为用于在制动运行中能量回收,即用于再生,和/或用于输出以电方式产生的驱动力矩,即用于所谓的“增强”,而在此未使内燃机承受额外负荷。
在另一有利的、可替选的或附加的设计方案中,能作为发电机运行的电机也可以作为电动机运行,例如作为用于内燃机的驱动马达,尤其是作为内燃机的起动电机,或作为辅助驱动装置的驱动装置,尤其是作为用于所谓的“动力输出轴”的驱动装置,其中电机为此优选可以由储能器供给电能,而内燃机是关断的。也称作“动力输出轴”的驱动类型尤其就牵引车而言是已知的,并且可以用来在车辆停车时驱动与该车辆联接的可机械驱动的作业设备譬如木材锯割机等等。
通过借助“发电机”电驱动辅助驱动装置使在作业设备的作业区域中停留的人员不暴露于内燃机的废气中,所述辅助驱动装置可以由电储能器供给电能并且由此能够实现内燃机的关断。此外,可以减小燃料消耗并且能够降低CO2排放。
在另一有利的设计方案中,根据本发明的车辆附加地具有第三驱动马达,其中第三驱动马达同样设计为至少暂时驱动第二轴。在此优选地,第二驱动马达设置用于驱动第二轴的左车轮而第三驱动马达设置用于驱动第二轴的右车轮,其中控制装置构成为至少根据所确定的第一轴的实际转速确定第二轴的左车轮的额定转速和右车轮的额定转速并且至少控制设置用于驱动第二轴的第二和第三驱动马达,使得总是在第二轴的左车轮和右车轮上形成所期望的额定转速。优选地,第二驱动马达和第三驱动马达在此分别能作为电动机运行的电机,尤其是电轮毂发动机。
利用分别配设给第二轴的左车轮和右车轮的轮毂发动机不仅可以实现特别精确的并且由此可良好地与行驶情况匹配的对第二轴的车轮的车轮周向速度的设定,而且在第二轴上还不再需要差动传动装置。由此,形成相当的重量节约潜力。
此外,当第二轴是可转向的轴时,也可以实现特别窄的转弯半径,其方式是:在第二轴的车轮上有目的地设定不同的车轮转速,尤其是有目的地设定不同的车轮周向速度。此外,在高转向回转和因此形成的大的车轮转向角的情况下尤其在最大转向回转的情况下也可以改善牵引。
在根据本发明的车辆的一个有利的设计方案中,设置用于驱动第一轴的第一驱动马达是能作为电动机运行的电机而至少设置用于驱动第二轴的车轮同样是能作为电动机运行的电机。优选地,该车辆还具有内燃机和能作为发电机运行的电机和电储能器,其中能作为发电机运行的电机可以借助内燃机驱动并且构成为,将电能输出给电储能器和/或输出给可分别作为电动机运行的电机。能作为电动机运行的电机可以分别借助由发电机和/或电储能器提供的电能来驱动。优选地,内燃机在此没有对第一轴和/或第二轴的机械连接。
在根据本发明的车辆的另一替选的有利的设计方案中,为了驱动第一轴设置两个分别能作为电动机运行的电机,即换言之,第一驱动马达在此情况下通过两个电动机形成,优选通过两个轮毂发动机形成,其中尤其是各一个轮毂发动机配设给第一轴的车轮。优选地,该车辆还具有内燃机和能作为发电机运行的电机和电储能器,其中能作为发电机运行的电机可以借助内燃机驱动并且构成为,将电能输出给电储能器和/或输出给可分别作为电动机运行的电机。能作为电动机运行的电机可以分别借助由发电机和/或电储能器提供的电能来驱动。优选地,内燃机在此没有对第一轴和/或第二轴的机械连接。
这些特征和其他特征和优点除了从权利要求和说明书得到之外也从附图得到,其中各个特征分别可以单独地或成多个呈子组合的形式在本发明的设计方案中实现并且有利的以及可以构成本身可保护的实施方式,对于该实施方式同样要求保护。
所述的特征或特性中的一些不仅涉及根据本发明的方法以及涉及根据本发明的车辆。特征和特性中的一些仅描述一次,但在技术上可能的设计方案的范围中彼此独立地不仅适于根据本发明的方法而且适于根据本发明的车辆。
附图说明
在下文中参照实施例进一步阐述了本发明,其中在所附的附图中示意性地示出了本发明。在附图中:
图1示出了根据本发明的车辆的第一实施例的原理图,
图2示出了根据本发明的车辆的第二实施例的原理图,
图3示出了根据本发明的车辆的第三实施例的原理图,
图4示出了根据本发明的车辆的第四实施例的原理图,
图5示出了用于示出根据本发明的方法的第一实施例的简化的框图,所述方法用于控制图1的根据本发明的车辆的前车轮的车轮转速,
图6示出了用于示出根据本发明的方法的第二实施例的简化的框图,所述方法用于控制图2的根据本发明的车辆的前车轮的车轮转速,
图7示出了用于示出根据本发明的方法的第三实施例的简化的框图,所述方法用于控制图3的根据本发明的车辆的前车轮的车轮转速,以及
图8示出了用于示出根据本发明的方法的第四实施例的简化的框图,所述方法用于控制图4的根据本发明的车辆的前车轮的车轮转速。
具体实施方式
在图1中以原理图示出的根据本发明的双轨的车辆100是构成为用于执行根据本发明的方法的构成为混合驱动车辆的牵引车,其具有形成后轴的第一轴110以及形成前轴的第二轴120,其中后轴110和前轴120分别具有左车轮111l或121l以及右车轮111r或121r
为了驱动牵引车100,设置第一驱动马达130以及第二驱动马达140,其中第一驱动马达130是内燃机而第二驱动马达140是可作为电动机运行的电极。内燃机130在此设置用于驱动后轴110,而电动机140设置用于驱动前轴120。后轴110和前轴120在此可以机械上彼此独立地被驱动,即后轴110的用来将功率从内燃机130传递到后轴110的驱动系并不在机械上与前轴120的用来将功率从电动机140传递到前轴120的驱动系联接。
为了能够根据本发明的方法控制前轴120的车轮121l和121r的车轮转速,牵引车还具有在图1中未绘出的用于检测行驶状态参量以确定行驶状态的装置以及在图1中同样未示出的控制装置,借助该控制装置根据后车轮111l和111r的实际转速能够确定和设定前轴120的车轮121l和121r的所期望的额定转速,其中该控制装置构成为,根据所确定的额定转速确定相应的控制参量以控制电动机140,并且控制配设给电动机140的功率电子装置170,使得在前车轮121l和121r上形成所期望的额定转速,参见图5。
后轴110的驱动系在此具有离合器181,传动装置180和后轴差速器112以及相应的车轴,其中由内燃机130输出的功率经由离合器181和传动装置180能够引导至后轴差速器112,借助后轴差速器将驱动功率分配到两个后车轮111l和111r。在此,由内燃机130传递给传动装置180的功率不仅能够导出给后轴110,而且经由所谓的辅助驱动装置190导出,该辅助驱动装置在下文中被称作所谓的“动力输出轴”并且构成附加的传动输出,该传动输出构成为用于与这里未示出的可机械驱动的作业设备譬如木材切割机等联接。
由电动机140输出的功率被引导至前轴差速器122并且分配到两个前车轮121l和121r上。电动机140在此可以从电储能器160获取用于驱动前轴120所需的电能,只要电储能器被相应充电,和/或直接从能作为发电机运行的电机150获取电能,其中发电机150可以被内燃机130驱动以产生电能。
由发电机150产生的电能可以相应地输出给电储能器160以及电动机140。此外,构成为发电机的电机150也可以将电能输给车辆100的其他消耗器和/或未示出的与牵引车100可联接的和可电驱动的作业设备,例如输出给具有可电驱动的轴的拖车或其他可电驱动的作业设备。
为了提供用于电动机140的电能以及为了对电储能器160充电而设置的发电机150在此以有利的方式设置在从内燃机130到后轴110的功率支路中,相对于功率流方向,在内燃机130与传动装置180之间。该布置具有如下优点:由内燃机130输出的功率已能够在传动装置180之前被分支并且功率的一部分可以在传动装置180之前经由发电机150导出以产生用于可作为电动机140运行的电机的电能。由此,传动装置180并未负荷了由内燃机130输出的全部功率,而是仅负荷了设置用于驱动后轴110的功率。因此,传动装置180不必针对由内燃机130最大输出的功率设计,而是可以较小地设计,或传动装置180可以与具有较高的功率输出的内燃机结合地使用。
在根据本发明的牵引车100的该实施例中,功率的经由发电机150导出的部分还可以有针对性地并且由此与情况匹配地被设定。由此,特别有利的传动装置设计是可能的,因为在负荷攸关的情况下可以有目的地经由发电机150导出功率部分。
此外,在所示的实施例中可能的是,由内燃机130输出的功率完全利用来产生用于驱动前轴120的电能和/或以对电储能器160充电。由此,例如在无过量负荷要求的和无需全轮驱动装置的行驶中,例如在坚硬的路面和道路上行驶时,牵引车100仅通过借助电动机140驱动前轴120而运动,而后轴110的驱动是停用的。提供对于驱动前轴120所需的能量在此优选经由由内燃机130驱动的发电机150进行。该模式的优点是,内燃机130可以在消耗最优的且由此最佳效率的转速范围中运行,使得可以实现车辆的特别节约燃料的并且由此高效的运行。
通过打开离合器181可以分开后轴110的传动系,使得后轴110和传动装置180与内燃机130分离。由此可以减小摩擦损耗。
在内燃机130关断的情况下,牵引车100也可以纯电动地行驶,即仅电驱动。为此,电动机140可以被电储能器160供给电能。
此外,牵引车100的能作为发电机运行的电机150可以在内燃机130关断时也作为电动机运行,例如作为用于内燃机130的起动电动机或用于辅助驱动装置190的驱动装置,即作为用于“动力输出轴”的驱动装置。为此,电机150也可以被储能器160供给电能。也称作“动力输出轴”的驱动类型尤其是在车辆中如这里所示出的根据本发明的牵引车100中是有利的,以便在牵引车100停车时驱动与牵引车100联接的这里未示出的可机械驱动的作业设备,譬如木材分割机等。
图2示出了根据本发明的牵引车200的可替选的实施例,其中牵引车200与参照图1所描述的牵引车100不同在于,为了驱动前轴120不仅设置电动机140,即仅仅第二驱动马达140而且设置两个分别能作为电动机运行的电机240l和240r,其中电动机240l在此设置用于驱动左前车轮121l而电动机240r设置用于驱动右前车轮121r。这两个电动机240l和240r在此分别构成为轮毂发动机并且能够实现彼此无关地单独设定在左前车轮121l和右前车轮121r上的车轮转速。
图3示出了根据本发明的呈牵引车300形式的车辆的另一替选的实施例,其中牵引车300与参照图1所描述的牵引车100不同在于,为了驱动后轴110并不设置内燃机130,而是设置能作为电动机运行的电机340。即,第一驱动马达在根据本发明的车辆中通过电动机340形成。
此外,内燃机130不再具有至后轴110的机械连接,尤其是在内燃机130与后轴110之间没有设置传动装置且没有设置离合器。内燃机130在此情况下主要设置用于驱动能作为发电机运行的电机150。
电动机340在此可以如设置用于驱动前轴120的驱动马达140借助这里未示出的控制装置和功率电子装置170控制,使得在后轴110上同样形成所期望的额定转速,其中控制装置构成为,根据所确定的额定转速确定相应的控制参量来控制电动机340,并且控制与电动机340联接的功率电子装置170,使得在后轴110的后车轮111l和111r上形成所期望的额定转速,参见图7。
由电动机340输出的功率在此被引导至后轴差速器112并且分配到两个后车轮111l和111r上。电动机340在此同样如电动机140从电储能器160可以获取对于驱动后轴110所需的电能,只要电储能器相应地被充电,和/或直接从能作为发动机运行的电机150获取。
相对于参照图1所描述的根据本发明的牵引车100,参照图3所描述的根据本发明的牵引车300具有如下优点:由于设置用于驱动后轴110的电动机340(其具有其他功率特性)相较于内燃机可以非常精确并且尤其动态地对后轴110的后车轮111l和111r进行转速控制或转速调节,由此还可以进一步改善行驶特性,尤其是牵引。
图4示出了根据本发明的牵引车400的另一可替选的实施例,其中牵引车400与参照图3所描述的牵引车300不同在于,为了驱动后轴110不仅设置电动机340作为第一驱动马达,而且两个同样分别能作为电动机运行的电机440l和440r,其中电动机440l在此设置用于驱动左后车轮111l而电动机440r设置用于驱动右后车轮111r。此外没有设置后轴差速器。这两个电动机440l和440r如在前轴120上的电动机240l和240r同样分别构成为轮毂发动机并且能够实现彼此无关地单独设定在左后车轮111l和右后车轮111r上的车轮转速。此外,根据本发明的牵引车400如参照图3所描述的牵引车300为了驱动前轴120具有两个分别能作为电动机运行的电机240l和240r
图5示出了用于示出根据本发明的用于控制图1的牵引车100的前轴120的车轮转速的方法的简化的框图,其中牵引车100具有用于检测行驶状态参量来确定车辆的行驶状态的装置,其具有相应的用于检测后轴110的实际转速nR,act的车轮转速传感器装置10R以及相应的用于检测前轴120的实际转速nF,act的车轮转速传感器装置10F
借助控制装置20可以根据所确定的后轴110的实际转速nR,act确定前轴120的车轮121l、121r的额定转速nF,Ref,并且控制电动机140,使得在前轴120的至少一个车轮121l、121r上形成所期望的额定转速nF,Ref
为此,检测后轴110的车轮111l和111r的当前的实际转速nR,act并且首先将其与保存在控制装置20中的同步校正因数kF/R相乘。由实际转速nR,act和同步校正因数kF/R得到的积是所谓的同步额定转速nF,Syn,该同步额定转速是如下额定转速nF,Ref,其中在该额定转速下前轴120的车轮121l和121r的车轮周向速度对应于后轴110的车轮111l和111r的车轮周向速度。
同步校正因数kF/R的要保存在控制装置中的值在此优选通过如下方式确定:在坚硬的地面上行驶期间以规则的间隔检测后轴110的当前的实际转速nR,act和前轴120的当前的实际转速nF,act,优选同时检测,并且接着计算由前轴120的所检测的实际转速nF,act和后轴110的所检测的实际转速nR,act构成的商,其中该商的结果是同步校正因数kF/R的值。
为了确定额定转速nF,Ref,在根据本发明的方法的所描述的实施例中还将差-转速分量nF,Forerun加和到同步额定转速nF.syn,其中在此情况下以如下方式计算差-转速分量nF.Foremn:同步额定转速nF,Syn与差校正因数SF.Foremn相乘,所述差校正因数借助预定的保存在控制装置20中的预定的特征曲线族11根据行驶状态来确定。差校正因数SF.Foremn在此在该情况下根据行驶状态参量确定车辆速度v、加速踏板位置a、制动压力p以及转向角δ。通过优选以百分点说明的差校正因数SF.Foremn可以给定车轴120的前车轮121l和121r的车轮周向速度与后轴110的车轮111l和111r的车轮周向速度的百分比的偏差,即有目的地设定期望的超前、同步或落后。
为了优化牵引,此外还将滑差-转速分量nF,Slip加和到同步额定转速nF,Syn和差-转速分量nF,Forerun,其中滑差-转速分量nF,slip同样与行驶状态有关地借助同样保持在控制装置20中尤其形成控制装置20的一部分的行驶状态控制装置12中的特征曲线族确定。在所描述的实施例中,同样根据车辆速度v、加速踏板位置a、制动压力p以及转向角δ的行驶状态参量确定滑差-转速分量nF,slip。当然,替选地或附加地也可以考虑其他行驶状态参量或其他参数譬如由驾驶员预设的地形、斜坡倾斜度等等。由此有目的地可以设定所期望的滑差,并且因此优化牵引车100的附着并且因此优化牵引车100的牵引。
为了设定在前轴120的车轮121l和121r上的所期望的额定转速nF,Ref,将所确定的前轴120的实际转速nF,act与所期望的额定转速nF,Ref比较并且确定当前的调节偏差en,F。根据调节偏差en,F借助相应的速度调节器13确定对控制电动机140所需的控制参量TF,其中在此情况下涉及额定转矩。
为了避免在前轴120上设定所期望的额定转速nF,Ref时电动机140进入临界运行状态并且该电动机例如具有过高的损害电动机140的功率电子装置170的电流消耗,并且为了避免因设定所期望的额定转速nF,Ref而使对前轴120的牵引变差,设置功率限制装置14,该功率限制装置将所确定的用于控制电动机140的控制参量TF在超过控制参量阈值时限定到最大的控制参量TF,Ref。例如,当额定转速nF,Ref的设定要求增加实际转速nF,act时,但前轴120的车轮121l或121r中的一个已处于附着极限,使得增加相关车轮121l或121r的车轮周向速度会导致车轮空转,则限制所确定的用于控制电动机140的控制参量TF
在该实施例中同样与行驶状态有关地对控制参量TF进行功率限制。为此,由行驶状态控制装置12同样根据行驶状态参量:车辆速度v、加速踏板位置a、制动压力p以及转向角δ,根据保存在控制装置20或行驶状态控制装置12中的预定的的特征曲线族、对于相应的行驶情况最大允许的电动机140的驱动功率PF,limit来确定,并且将其转发给功率限制装置14。
为了避免速度调节器13的超调,还为了实现抗积分饱和函数,在调节器13中设置对受限的控制参量TF,Ref的相应的反馈。
根据由控制装置20输出的电动机140的控制参量TF,Ref可以借助功率电子装置170设定给电动机140的期望的驱动功率,利用该驱动功率在前轴120的车轮121l和121r上形成所期望的额定转速nF,Ref
如结合图1所描述的那样,牵引车100可以与这里未示出的可电驱动的作业设备,尤其是与具有可电驱动的轴的作业设备联接,其中发电机150也构成为,将电能输出给与牵引车100联接的并且可电驱动的作业设备,例如输出给具有可电驱动的轴的拖车或其他可电驱动的作业设备。
在此,在如下情况下传递给作业设备的被驱动的轴的驱动功率可以借助控制装置20有目的地设定:当牵引车100与相应合适的与牵引车100兼容的、具有可驱动的轴的作业设备联接,尤其是,牵引车100与兼容的具有可电驱动的轴的作业设备联接并且形成车辆组,其中牵引车100是车辆组的牵引车。
在此,尤其可以设定传递到作业设备的被驱动的轴上的驱动功率,使得根据所检测的行驶状态设定相对于地面的在作业设备的被驱动的轴的车轮上的所期望的滑差,尤其是可用来实现车辆组的尽可能最优的牵引的滑差并且因此实现最大牵引力。
为了设定传递到作业设备的被驱动的轴上的驱动功率,借助行驶状态控制装置12同样根据行驶状态参量:车辆速度v、加速踏板位置a、制动压力p、转向角δ、作业设备的被驱动的轴的所检测的实际转速nimpiement,act以及根据这里未示出的由驾驶员输入的地形、尤其是根据斜坡倾斜度、作业设备的被驱动的轴的额定转速nimpiement,Ref来确定,根据其可以相应地设定作业设备的被驱动的轴的驱动功率。同样可以确定作业设备的被驱动的轴的相应的最大允许的驱动功率Pimpiement,limit,即在此情况下设置功率限制。
由于可以考虑地形,尤其是斜坡倾斜度,例如可以在坡道处沿着前进行驶方向下坡起动时设定传递给作业设备的被驱动的轴的驱动功率,使得相对于后轴110的车轮111l和111r对地面的滑差和相对于前轴120的车轮121l和121r对地面的滑差设定作业设备的可驱动的轴的车轮相对于地面的超前负滑差,即相对于前轴120和后轴110落后。由此,可以实现车辆组的“伸长”并且实现车辆组的更好的控制性。
为了利用牵引车100实现特别好的牵引,控制装置20还包括发动机控制装置131,利用发动机控制装置可以有目的地设定由内燃机130输出给后轴110的功率,其中发动机控制装置131在此构成为,根据由行驶状态控制装置12检测的额定转速nCE,Ref和受限的为额定转矩形式的控制参量TCE,limit设定由内燃机130输出的功率。
图6示出了用于控制参照图2所描述的根据本发明的车辆200的车轮转速的相应的简化的框图,其中为了驱动前轴100的左前车轮121l和为了驱动前轴100的右前车轮121r分别设置单独的电动机240l或240r,其中这两个电动机240l和240r分别构成为轮毂发动机并且能够被单独地控制。
在此,对于每个能作为电动机运行的电机240l和240r分别确定用于控制的单独的额定转矩TF,Ref。在此如在参照图5所描述的根据本发明的方法中那样但对于左前车轮121l以及右前车轮121r分别分开地计算控制参量TF,Ref。相对应的与左前车轮121l关联的参量相应地用l标脚标,与右前车轮121r关联的参量相应地用r标脚标,其中左前车轮121l和右前车轮121r的相应的额定转速nFl,Ref和nFr,Ref分别根据针对相应的车轮检测的实际转速nFl,act或nFr,act确定。
利用根据本发明的构成为执行参照图6所描述的方法的牵引车200,例如在沿前进方向进行斜坡倾斜行驶时或在沿前进方向进行斜坡横向行驶时,用于确定洼地侧的前车轮例如右前车轮121r的额定转速nFr.Ref的差-转速分量SFr.Forerun选择得大于用于确定坡道侧的左前车轮121l的额定转速nFl.Ref的差-转速分量SFl.Forerun,由此可以抵消因坡道阻力引起的牵引车200沿斜坡向下的漂移。
图7示出了用于控制参照图3所描述的根据本发明的车辆300的车轮转速的相应的简化的用于根据本发明的方法的实施例的框图,其中用于驱动后轴110的第一驱动马达是能作为电动机运行的电机340,其中与参照图5和图6所描述的方法不同,在该实施例中也可以确定并且设定后轴110的车轮111l和111r的额定转速nR,Ref
在此借助控制装置320尤其是借助行驶状态控制装置312与行驶状态有关地根据行驶状态参量:车辆速度v、加速踏板位置a、制动压力p以及转向角δ来确定后轴110的额定转速nR,Ref。当然替选地或附加地也可以考虑其他行驶状态参量或其他参数譬如由驾驶员预设的地形、斜坡倾斜度等等。
为了设定在后轴的车轮111l和111r上的所期望的额定转速nR,Ref,接着根据所确定的后轴110的额定转速nR,Ref和所确定的后轴110的实际转速nR,act借助相应的速度调节器313首先同样确定对于控制电动机340所需的控制参量,其中在此情况下同样涉及额定转矩。
为了避免在设定后轴110上所期望的额定转速nR,Ref时电动机340进入临界运行状态并且该电动机例如具有过高的损害电动机340的功率电子装置170的电流消耗,并且为了避免因设定所期望的额定转速nR,Ref而使对后轴110的牵引变差,同样附加地设置功率限制装置314,该功率限制装置将所确定的用于控制电动机340的控制参量在超过控制参量阈值时限定到最大的控制参量TR,Ref。例如,当额定转速nR,Ref的设定要求增加实际转速nR,act时,但后轴110的车轮111l或111r中的一个已处于附着极限,使得增加相关车轮111l或111r的车轮周向速度会导致车轮空转,则限制所确定的用于控制电动机340的控制参量。
在该实施例中同样与行驶状态有关地对控制参量进行功率限制。为此,由行驶状态控制装置312同样根据行驶状态参量:车辆速度v、加速踏板位置a、制动压力p以及转向角δ,对于相应的行驶情况最大允许的电动机340的驱动功率PR,limit来确定,并且将其转发给功率限制装置314。
根据由控制装置320输出的用于控制电动机340的控制参量TR,Ref可以借助功率电子装置170设定给电动机340的期望的驱动功率,利用该驱动功率在后轴110的车轮111l和111r上形成所期望的额定转速nR,Ref
图8示出了用于控制参照图4所描述的根据本发明的车辆400的车轮转速的相应的简化的框图,其中为了驱动后轴110的左后车轮111l和为了驱动后轴110的右后车轮111r分别设置单独的电动机440l或440r,其中这两个电动机440l和440r分别构成为轮毂发动机和能够被单独地控制。
在此,对于每个能作为电动机运行的电机440l和440r借助控制装置420分别确定用于控制的单独的额定转矩TRl,Ref或TRr,Ref。在此,如在参照图7所描述的方法中那样但对于左后车轮111l以及右后车轮111r分别分开地计算控制参量TRl,Ref或TRr,Ref
相对应的与左后车轮111l关联的参量相应地用l标脚标,与右后车轮111r关联的参量相应地用r标脚标,其中左后车轮111l和右后车轮111r的相应的额定转速nRl,Ref和nRr,Ref分别根据针对相应的车轮检测的实际转速nRl,act或nRr,act确定。
通过逐车轮地确定后轴110的后车轮111l和111r的实际转速nRl,act或nRr,act,还可以分别根据左后车轮111l或右后车轮111r的所确定的实际转速nRl,act或nRr,act来确定左前车轮121l或右前车轮121r的同步额定转速nFl,syn和nFr.syn
在此,左前车轮121l的同步额定转速nFl,syn通过如下方式确定:左后车轮111l的当前的实际转速nRl,act与保存在控制装置420中的用于左前车轮121l的同步校正因数kFl/Rl相乘,而通过如下方式确定右前车轮121r的同步额定转速nFr,syn:右后车轮111r的当前的实际转速nRr,act与用于右前车轮121r的同步校正因数kFr/Rr相乘。
在此,同步校正因数kFr/Rr和kFl/Rl类似于参照图5所描述的方法分别通过如下方式确定:在坚硬的地面上行驶期间以规则的间隔同时检测左后车轮111l和右后车轮111r的当前的实际转速nRl,act和nRr,act和左前车轮121l和右前车轮121r的当前的实际转速nFl,act和nFr,act,并且接着分别计算由左前车轮121l或右前车轮121r的所检测的实际转速nFl,act或nFr,act与左后车轮111l或右后车轮111r的所检测的实际转速nRl,act或nRr,act构成的商,其中所述商的结果是同步校正因数kFl/Rl或kFr/Rr的值,其作为参数保存在控制装置420中。
附图标记表
各个参量的标识分别具有如下含义:
l 左
r 右
R 后轴(“后”)
F 前轴(“前”)
act 当前的参量或实际参量
Ref 额定参量
syn涉及同步额定转速
Forerun 涉及差-转速分量
slip 涉及滑差-转速分量
implement 涉及与牵引车联接的作业设备
limit 边界值
CE 涉及内燃机
对于附图标记采用如下相关关系:
10F 用于检测前轴的实际转速的车轮转速传感器装置
10Fl 用于检测左前车轮的实际转速的车轮转速传感器装置
10Fr 用于检测右前车轮的实际转速的车轮转速传感器装置
10R 用于检测后轴的实际转速的车轮转速传感器装置
10Rl 用于检测左后车轮的实际转速的车轮转速传感器装置
10Rr 用于检测右后车轮的实际转速的车轮转速传感器装置
11 用于确定差校正因数的特征曲线族
12,312 行驶状态控制装置
13,13l,13r 速度调节器
313,313l,313r
14,14l,14r 功率限制装置
314,314l,314r
20,220,320 控制装置
420
100,200,300 根据本发明的牵引车
400
110 后轴
111l 左后车轮
111r 右后车轮
112 后轴差速器
120 前轴
121l 左前车轮
121r 右前车轮
122 前轴差速器
130 内燃机
140 电动机
150 可作为发电机和电动机运行的电机
160 储能器
170 功率电子装置
180 传动装置
181 离合器
190 辅助驱动装置,所谓的“动力输出轴”
240l 用于驱动左前车轮的轮毂电动机
240r 用于驱动右前车轮的轮毂电动机
340 电动机
440l 用于驱动左后车轮的轮毂电动机
440r 用于驱动右后车轮的轮毂电动机
a 加速踏板位置
δ 转向角
en,F 前轴的实际转速与额定转速之间的调节偏差en,Fl 左前车轮的实际转速与额定转速之间的调节偏差en,Fr 右前车轮的实际转速与额定转速之间的调节偏差kF/R 前轴的同步校正因数
kFl/R,kFl/Rl 左前车轮的同步校正因数
kFr/R,kFr/Rr 右前车轮的同步校正因数
nF,act 前轴的实际转速
nFl,act 左前车轮的实际转速
nFr,act 右前车轮的实际转速
nR,act 后轴的实际转速
nRl,act 左后车轮的实际转速
nRr,act 右后车轮的实际转速
nF,syn 前轴的同步额定转速
nFl,syn 左前车轮的同步额定转速
nFr,syn 右前车轮的同步额定转速
nF,Forerun 前轴的差-转速分量
nFl,Forerun 左前车轮的差-转速分量
nFr,Forerun 右前车轮的差-转速分量
nF,slip 前轴的滑差-转速分量
nFl,slip 左前车轮的滑差-转速分量
nFr,slip 右前车轮的滑差-转速分量
nF,Ref 前轴的额定转速
nFl,Ref 左前车轮的额定转速
nFr,Ref 右前车轮的额定转速
nimplement,act 与牵引车联接的作业设备的被驱动的轴的实际转速
nimplement,Ref 与牵引车联接的作业设备的被驱动的轴的额定转速
nCE,Ref 对于设定在后轴上的所期望的额定转速所需的内燃机的实际转速
nR,Ref 后轴的额定转速
nRl,Ref 左后车轮的额定转速
nRr,Ref 右后车轮的额定转速
P 制动压力
PF,limit 设置用于驱动前轴的电动机的对于当前行驶情况最大允许的功率
PFl,limit 设置用于驱动左前车轮的轮毂发动机的对于当前行驶情况最大允许的功率
PFr,limit 设置用于驱动右前车轮的轮毂发动机的对于当前行驶情况最大允许的功率
PR,limit 设置用于驱动后轴的电动机的对于当前行驶情况最大允许的功率
PRl,limit 设置用于驱动左后车轮的轮毂发动机的对于当前行驶情况最大允许的功率
PRr.limit 设置用于驱动右后车轮的轮毂发动机的对于当前行驶情况最大允许的功率
Pimplement,limit 设置用于驱动与牵引车联接的建筑设备的轴的驱动马达的对于当前行驶情况最大允许的功率
SF,Forerun 前轴的差校正因数
SFl,Forerun 左前车轮的差校正因数
SFr,Forerun 右前车轮的差校正因数
TF 设置用于驱动前轴的发动机的以计算机方式确定的控制参量:额定转矩
TFl 设置用于驱动左前车轮的轮毂发动机的以计算机方式确定的控制参量:额定转矩
TFr 设置用于驱动右前车轮的轮毂发动机的以计算机方式确定的控制参量:额定转矩
TF,Ref 用于驱动前轴的电动机的针对当前行驶情况限制的控制参量:额定转矩
TFl,Ref 用于驱动左前车轮的轮毂发动机的针对当前行驶情况限制的控制参量:额定转矩
TFr,Ref 用于驱动右前车轮的轮毂发动机的针对当前行驶情况限制的控制参量:额定转矩
TR,Ref 用于驱动后轴的电动机的针对当前行驶情况限制的控制参量:额定转矩
TRl,Ref 用于驱动左后车轮的轮毂发动机的针对当前行驶情况限制的控制参量:额定转矩
TRr,Ref 用于驱动右后车轮的轮毂发动机的针对当前行驶情况限制的控制参量:额定转矩
v 车辆速度

Claims (16)

1.一种用于控制双轨的车辆(100,200,300,400)的可驱动的轴(110,120)的至少一个车轮(111l,111r;121l,121r)的车轮转速(nF,Ref)的方法,所述车辆具有两个可驱动的轴(110,120),尤其是用于控制构成为牵引车或自行式作业机器的、具有两个可驱动的轴(110,120)的车辆(100,200,300,400)的可驱动的轴(110,120)的至少一个车轮(111l,111r;121l,121r)的车轮转速(nF,Ref),其中,所述车辆(100,200,300,400)具有:
-可驱动的第一轴(110),所述第一轴具有至少两个车轮(111l,111r),
-可驱动的第二轴(120),所述第二轴具有至少两个车轮(121l,121r),,
-第一驱动马达(130,340,440l,440r),
-至少一个第二驱动马达(140,240l,240r),
-用于检测行驶状态参量来确定所述车辆的行驶状态的装置(12,312),以及
-控制装置(20,220,320,420),
-其中,所述第一驱动马达(130,340,440l,440r)设置用于驱动所述第一轴(110)的至少一个车轮(111l,111r),
-其中,所述第二驱动马达(140,240l,240r)设置用于驱动所述第二轴(120)的至少一个车轮(1211,121r),
-其中,用于检测行驶状态参量的装置(12,312)至少构成为用来,检测所述第一轴(110)的实际转速(nR,act),以及
-其中,所述控制装置(20,220,320,420)构成为用来,至少根据所述第一轴(110)的所确定的实际转速(nR,act)确定所述第二轴(120)的至少一个车轮(121l,121r)的额定转速(nF,Ref)并且至少控制所述第二驱动马达(140,240l,240r),使得在所述第二轴(120)的至少一个车轮(121l,121r)上形成所期望的额定转速(nF,Ref),
所述方法具有步骤:
-确定所述第一轴(110)的实际转速(nR,act),
-至少根据所述第一轴(110)的实际转速(nR,act)确定所述第二轴(120)的至少一个车轮(121l,121r)的额定转速(nF,Ref),
-至少控制所述第二驱动马达(140,240l,240r),使得在所述第二轴(120)的所述至少一个车轮(121l,121r)上形成所确定的额定转速(nF,Ref),
其中,为了确定额定转速(nF,Ref),根据第一轴的实际转速(nR,act)确定同步额定转速(nF,Syn),并且根据所确定的同步额定转速(nF,Syn)确定所述额定转速(nF,Ref),其中,所述同步额定转速(nF,Syn)是所述额定转速(nF,Ref),在所述额定转速中在所述第二轴(120)的至少一个车轮(1211,121r)上形成与在所述第一轴(110)的车轮(1111,111r)上相同的车轮周向速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过如下方式确定所述同步额定转速(nF,Syn):对所述第一轴(110)的实际转速(nR,act)加载以预定的同步校正因数(kF/R)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,附加地根据差-转速分量(nF,Forerun)确定额定转速(nF,Ref),所述差-转速分量限定了所述第二轴(120)的至少一个车轮(121l,121r)的要形成的车轮周向速度与所述第一轴(110)的车轮(111l,111r)的车轮周向速度的差,其中,所述差-转速分量(nF,Forerun)优选通过如下方式确定:所确定的同步额定转速(nF,Syn)被加载以预定的差校正因数(SF,Forerun)。
4.根据上述权利要求中任一项、尤其是权利要求3所述的方法,其中,所述用于检测行驶状态参量的装置构成为,除了检测所述第一轴(110)的实际转速(nR,act)之外还检测至少一个另外的行驶状态参量,
其特征在于,检测至少一个另外的行驶状态参量并且根据至少一个另外的所检测的行驶状态参量借助预定的特征曲线族和/或通过预定的、与至少一个另外的所检测的行驶状态有关的数学函数来确定差校正因数(SF,Foremn),优选根据车辆速度(v)和/或加速踏板位置(a)和/或制动压力(p)和/或转向轮角(δ)和/或车辆倾斜度和/或斜坡倾斜度和/或由驾驶员输入的地形特征和/或由驾驶员输入的所期望的行驶路径来确定。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述额定转速(nF,Ref)附加地根据预定的滑差-转速分量(nF,slip)来确定,其中所述滑差-转速分量(nF,slip)用于设定所述第二轴(120)的至少一个车轮(121l,121r)相对于地面的所期望的滑差,尤其是能用来实现尽可能最优的牵引的滑差,其中所述滑差-转速分量(nF,slip)优选根据所述第一轴(110)的实际转速(nR,act)和/或根据至少一个另外的由用于检测行驶状态的装置检测到的行驶状态参量来确定,尤其是根据车辆速度(v)和/或加速踏板位置(a)和/或制动压力(p)和/或转向轮角(δ)和/或车辆倾斜度和/或斜坡倾斜度和/或由驾驶员输入的地形特征和/或由驾驶员输入的所期望的行驶路径来确定。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,根据所述同步额定转速(nF,syn)、所述差-转速分量(nF,Forerun)和所述滑差-转速分量(nF,slip)之和确定所述额定转速(nF,Ref),尤其是通过同步额定转速(nF,syn)、所述差-转速分量(nF,Forerun)和所述滑差-转速分量(nF,slip)之和来确定。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述车辆(100,200,300,400)与作业设备联接并且与作业设备形成车辆组,其中所述车辆(100,200,300,400)形成所述车辆组的牵引车辆,其中,所述作业设备具有至少一个可驱动的轴,并且其中,所述车辆的控制装置(20,220,320,420)构成为用于设定能够传递到可驱动的轴的驱动功率,其特征在于,设定能够传递到所述作业设备的被驱动的轴上的驱动功率,使得根据所检测的行驶状态设定相对于地面的、在作业设备的被驱动的轴的车轮上的所期望的滑差,尤其是能用来实现车辆组的尽可能最优的牵引的滑差。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在坡道处沿前进行驶方向下坡地起动时,为了在起动时促使车辆组伸长,设定能够传递给所述作业设备的被驱动的轴的驱动功率,使得相对于所述第一轴(110)的车轮(111l,111r)对地面的滑差和相对于所述第二轴(120)的车轮(121l,121r)对地面的滑差形成所述作业设备的被驱动的轴的车轮对地面的超前负滑差。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,在坡道处沿着前进行驶方向上坡地起动时,为了在起动时促使车辆组压缩,设定能够传递给所述作业设备的被驱动的轴的驱动功率,使得相对于所述第一轴(110)的车轮(111l,111r)对地面的滑差和相对于所述第二轴(120)的车轮(121l,121r)对地面的滑差形成所述作业设备的被驱动的轴的车轮对地面的超前正滑差。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述车辆(200,400)附加地具有第三驱动马达(240r),该第三驱动马达同样设置用于驱动所述第二轴(120)的至少一个车轮(121r),其中,所述第二驱动马达(240l)设置用于驱动所述第二轴(120)的左车轮(121l)而所述第三驱动马达(240r)设置用于驱动第二轴(120)的右车轮(121r),
其特征在于,所述控制装置(220,420)构成为用来,至少根据所述第一轴(110)的所确定的实际转速(nR,act)确定所述第二轴(120)的左车轮(1211)的额定转速(nFl,Ref)和右车轮(121r)的额定转速(nFr,Ref)并且至少控制设置用于驱动所述第二轴(120)的第二驱动马达(240l)和所述第三驱动马达(240r),使得分别在所述第二轴(120)的左车轮(1211)和所述右车轮(121r)上形成所期望的额定转速(nFl,Ref,nFr,Ref),
所述方法包括如下步骤:
-确定所述第一轴(110)的实际转速(nR,act);
-至少根据所述第一轴(110)的实际转速(nR,act)确定第二轴(120)的左车轮(1211)的和第二轴(120)的右车轮(121r)的额定转速(nFl,Ref,nFr,Ref),
-控制第二驱动马达(240l)和第三驱动马达(240r),使得在第二轴(120)的左车轮(121l)和右车轮(121r)上形成所确定的额定转速(nFl,Ref,nFr,Ref)。
11.根据权利要求10所述的方法,尤其针对所述车辆(200,400)在斜坡横向行驶时的行驶运行,其中所述第二轴(120)形成所述车辆(200,400)的前轴,其特征在于,用于确定洼地侧的前车轮(1211;121r)的额定转速(nFl.Ref,nFr,Ref)的差-转速分量(nFl,Forerun;nFr,Forerun)大于用于确定坡道侧的前车轮(121l;121r)的额定转速(nFl,Ref,nFr,Ref)的差-转速分量(nFl,Forerun;nFr,Forerun),以便抵消所述车辆(200,400)的因坡道阻力引起的漂移。
12.根据权利要求11所述的方法,尤其是针对在斜坡斜向行驶或斜坡横向行驶时所述车辆(200,400)的自主行驶运行,其中所述车辆(200,400)构成为用于自主行驶运行并且具有用于自主设定车辆转向角的转向致动器,其特征在于,所述车轮转向角和这两个前车轮的相应的差-转速分量(nFl,Forerun;nFr,Forerun)在自主执行行驶时、优选在自主执行斜坡横向行驶时,根据由驾驶员预设的行驶路径和/或根据所检测的斜坡倾斜度和/或根据所检测的转向力来设定,使得减小、优选是最小化所述车辆(200,400)的行驶阻力。
13.一种双轨的车辆(100,200,300,400),其具有至少两个可驱动的轴(110,120),尤其是双轨的、构成为牵引车或自行式作业机器的、具有至少两个可驱动的轴(110,120)的车辆(100,200,300,400),其中所述车辆(100,200,300,400)具有
-可驱动的第一轴(110),所述第一轴具有至少两个车轮(111l,111r),
-可驱动的第二轴(120),所述第二轴具有至少两个车轮(121l,121r),,
-第一驱动马达(130,340,440l,440r),
-至少一个第二驱动马达(140,240l,240r),
-用于检测行驶状态参量来确定所述车辆的行驶状态的装置(12,312),以及
-控制装置(20,220,320,420),
-其中,所述第一驱动马达(130,340,440l,440r)设置用于驱动所述第一轴(110)的至少一个车轮(111l,111r),
-其中,所述第二驱动马达(140,240l,240r)设置用于驱动所述第二轴(120)的至少一个车轮(1211,121r),
-其中,用于检测行驶状态参量的装置(12,312)构成为至少用来检测所述第一轴(110)的实际转速(nR,act),以及
-其中,所述控制装置(20,220,320,420)构成为,至少根据所述第一轴(110)的所确定的实际转速(nR,act)确定所述第二轴(120)的所述至少一个车轮(121l,121r)的额定转速(nF,Ref)并且至少控制所述第二驱动马达(140,240l,240r),使得在所述第二轴(120)的所述至少一个车轮(121l,121r)上形成所期望的额定转速(nF,Ref),
其中,所述车辆(100,200,300,400)构成为用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
14.根据权利要求13所述的双轨的车辆(100,200),其特征在于,所述车辆(100,200)是混合驱动车辆,其中,设置用于驱动第一轴(110)的第一驱动马达(130)是内燃机而其中设置至少用于驱动第二轴(120)的车轮(121l,121r)的第二驱动马达(140,240l,240r)是能作为电动机运行的电机(140,240l,240r),其中此外优选地,所述车辆(100,200)具有能作为发电机运行的电机(150)和电储能器(160),其中能作为发电机运行的电机(150)能够借助内燃机(130)驱动并且构成为将电能输出给电储能器(160)和/或能作为电动机运行的电机(140,240l,240r),和其中能作为发动机运行的电机(140,240l,240r)能够借助由发电机(150)和/或由电储能器(160)提供的电能驱动。
15.根据权利要求13或14所述的双轨的车辆(100,200),其特征在于,所述车辆(100,200)在从第一驱动马达(130)到第一轴(110)的功率支路中具有传动装置(180),其中能作为发电机运行的电机(150)设置在所述第一驱动马达(130)与所述传动装置(180)之间的功率支路中。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的双轨的车辆(200,400),其特征在于,所述车辆(200,400)此外具有第三驱动马达(240r),该第三驱动马达同样设置用于至少暂时驱动所述第二轴(120),其中优选所述第二驱动马达(240l)设置用于驱动所述第二轴(120)的左车轮(121l)而所述第三驱动马达(240r)设置用于驱动第二轴(120)的右车轮(121r),其中,所述控制装置(220,420)构成为用来至少根据所述第一轴(110)的所确定的实际转速(nR,act)确定所述第二轴(120)的左车轮(121l)的额定转速(nFl,Ref)和右车轮(121r)的额定转速(nFr,Ref)并且至少控制设置用于驱动所述第二轴(120)的所述第二驱动马达(240l)和第三驱动马达(240r),使得分别在所述第二轴(120)的所述左车轮(1211)和右车轮(121r)上形成所期望的额定转速(nFl,Ref,nFr,Ref)。
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