DE102016012591A1 - Antriebsverfahren zur Schlupfreduzierung für mehrspurige Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb - Google Patents

Antriebsverfahren zur Schlupfreduzierung für mehrspurige Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb Download PDF

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Abstract

Bei mehrspurigen Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb ist es erforderlich, zum Ausgleich der unterschiedlichen Drehzahlen der Antriebsräder bei Kurvenfahrten Differentialgetriebe oder einzelne Elektromotoren pro Antriebsrad zu verwenden. Je nach Situation kann es zum Durchdrehen von Antriebsrädern kommen. Das kann in Kurven auch zum Ausbrechen des Fahrzeugs führen. Antischlupfregelungen minimieren dieses Risiko, setzen aber erst ein, wenn bereits ein Rad durchzudrehen beginnt und somit die Reibung zwischen Fahrbahn und Reifen bereits überwunden ist.Die Aufgabe besteht darin, ein Antriebsverfahren zu entwickeln, bei dem die Antriebskräfte möglichst gleichmäßig auf alle Antriebsräder schlupfarm übertragen werden.Bei dem neuen Antriebsverfahren werden die Drehwinkel und Drehzahlen jedes Antriebsrades aus der Fahrzeuggeometrie, der gewünschten Fahrrichtung und Fahrgeschwindigkeit berechnet. Nach dieser Vorgabe werden dann die einzelnen Motoren pro Antriebsrad geregelt.Dieses Verfahren hat folgende Vorteile gegenüber bisherigen Antriebsverfahren: Verringerung Schlupf zwischen Fahrbahn und Reifen, Übertragung größerer Leistungen möglich, Vergrößerung der möglichen Beschleunigung des Fahrzeugs in Kurven, Verringerung Reifenverschleiß, das Risiko des Ausbrechens von Fahrzeugen in Kurven wird minimiert, die Traktion wird verbessert. Reifen drehen erst durch, wenn die Reibung aller mit der Fahrbahn in Kontakt stehenden Antriebsräder gleichzeitig überwunden wird.Das Verfahren dient zum Antrieb von mehrspurigen Kraftfahrzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebsverfahren zur Schlupfreduzierung mehrspuriger Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb.
  • Bei mehrspurigen Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb ist es erforderlich, dass die Antriebsräder unterschiedliche Drehzahlen in der Innenseite und der Außenseite bei Kurvenfahrten annehmen können. Hierzu werden Differentialgetriebe oder einzelne Elektromotoren pro Antriebsrad verwendet.
  • Aus diesen Systemen entstehen Nachteile: Bei z.B. glatter Fahrbahn oder starker Beschleunigung kann es zum Durchdrehen von Antriebsrädern kommen. Das kann in Kurven auch zum Ausbrechen des Fahrzeugs führen. Antischlupfregelungen minimieren dieses Risiko. Diese Systeme setzen aber erst ein, wenn bereits ein Rad durchzudrehen beginnt und somit die Reibung zwischen Fahrbahn und Reifen bereits überwunden ist. Außerdem wird je nach Situation durch diese Systeme die vom Fahrer gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgenommen um Traktion der Antriebsräder sicherzustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren darzustellen, bei dem einerseits die unterschiedlichen Drehzahlen der Antriebsräder in Kurven möglich sind, andererseits aber Schlupf mehr als bei den bisherigen Verfahren reduziert werden kann und dadurch Fahreigenschaften verbessert und die Fahrsicherheit erhöht werden kann.
  • Bei dem Antriebsverfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Drehwinkel und Drehzahlen der einzelnen Antriebsräder aus der Geometrie des Fahrwerks und der durch den Fahrer bzw. Fahrsystem vorgegebenen Fahrrichtung und Geschwindigkeit berechnet werden. Die Drehwinkel und Drehzahlen der einzelnen Antriebsräder werden nach dieser Vorgabe geregelt. Die Antriebsräder werden mit separaten Elektromotoren angetrieben. Durch dieses Antriebsverfahren wird der Schlupf zwischen Fahrbahn und Reifen gegenüber bisherigen Systemen verringert. Es können größere Leistungen übertragen werden. Die mögliche Beschleunigung des Fahrzeugs in Kurven wird größer. Der Reifenverschleiß wird verringert. Die Sicherheit beim Fahren wird erhöht: Das Risiko das Fahrzeuge in Kurven Ausbrechen wird minimiert. Die Traktion wird in allen Fahrbahnsituationen verbessert. Für das Durchdrehen von Reifen müsste die Reibung aller Antriebsräder gleichzeitig überwunden werden.
  • Zur Umsetzung müssen mindestens 2 Antriebsräder (mind. jeweils ein Antriebsrad pro Fahrzeugseite) von separaten Elektromotoren angetrieben werden, um unterschiedliche Drehwinkel und Drehzahlen regeln zu können.
  • Um die von Fahrer oder Assistenzsystem gewünschte Fahrrichtung zu bestimmen, kann der Einschlagwinkel der Lenkung gemessen werden. Anhand dessen, der Geometrie des Fahrzeugs und anhand der durch den Fahrer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit werden die erforderlichen Drehzahlen jedes einzelnen Antriebsrades geregelt.
  • Zur besseren Ausnutzung der Vorteile dieses Antriebsverfahrens ist es vorteilhaft, alle mit der Fahrbahn in Kontakt stehenden Räder zum Antrieb zu nutzen.
  • Dieses Antriebskonzept kann auch zum Abbremsen des Fahrzeuges verwendet werden. Die Regelung der Drehwinkel und Drehzahlen einzelner Antriebsräder sorgt in Kurven für spurtreues Abbremsen mit verringertem Risiko des Ausbrechens, da das Drehzahlprofil jedes Antriebsrads der vorgegebenen Fahrtrichtung und Geschwindigkeit angepasst ist.
  • Statt des elektrischen Antriebs können für spezielle Anwendungsfälle für dieses Antriebskonzept auch hydraulische Antriebe verwendet werden.

Claims (6)

  1. Antriebsverfahren mehrspuriger Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkel und Drehzahlen der einzelnen Antriebsräder aus der Geometrie des Fahrwerks und der durch den Fahrer bzw. Fahrsystem vorgegebenen Fahrrichtung und Geschwindigkeit berechnet und geregelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass jedes Antriebsrad von einem separaten Elektromotor angetrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Einschlagwinkel der Lenkung zur Bestimmung der von Fahrer oder Assistenzsystem gewünschten Fahrrichtung gemessen wird und anhand dessen der erforderliche Drehwinkel und die erforderliche Drehzahl jedes einzelnen Antriebsrades geregelt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass alle mit der Fahrbahn in Kontakt stehenden Räder einzeln angetrieben werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Drehwinkel und Drehzahlen auch zum Abbremsen des Fahrzeuges über die Motoren angewendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 oder 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass jedes Antriebsrad von einem Hydraulikmotor anstatt von einem Elektromotor angetrieben wird.
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