專利名稱：用于使車輪轉(zhuǎn)向的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使車輛，尤其是機(jī)動(dòng)車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的裝置和方法，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(double-pivotsteering system)轉(zhuǎn)向。
背景技術(shù)：
對(duì)于操控(maneuvering)來說,實(shí)踐中公知的車輛體現(xiàn)為具有至少一條可轉(zhuǎn)向的車輛輪軸，車輛輪軸的結(jié)構(gòu)尤其取決于車輛的駕駛的類型以及車輪懸架的類型。基本上，在此情況下，駕駛員的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)或駕駛員的轉(zhuǎn)向要求通過方向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向齒輪和 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(swivel mechanism)傳給可轉(zhuǎn)向的車輛輪軸的車輪,其中，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由通過接頭彼此連接的多個(gè)組件組成，可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的車輪因此體現(xiàn)為允許它們相對(duì)于相當(dāng)于直行的位置向外樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。具有樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)車輪的車輛由雙樞軸式轉(zhuǎn)向原理或單樞軸式轉(zhuǎn)向原理轉(zhuǎn)向。就單樞軸式轉(zhuǎn)向而言，通過在車輛的縱軸水平線上繞樞軸點(diǎn)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)輪軸來轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸的轉(zhuǎn)向車輪。此類型的轉(zhuǎn)向通常尤其出現(xiàn)在雙軸拖車上，并且由于轉(zhuǎn)向車輛輪軸的車輪輪軸的同軸構(gòu)造，此類型的轉(zhuǎn)向是用于確保達(dá)到所謂的阿克曼條件(Ackermann condition)的ー種特別簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)選擇，據(jù)此，車輛輪軸的延長車輪輪軸必須在單個(gè)點(diǎn)上交會(huì)從而避免車輪在下墊面(underlying surface)上側(cè)滑。就具有非轉(zhuǎn)向的后輪軸和由單樞軸式原理轉(zhuǎn)向的前輪軸的車輛而言，該點(diǎn)是后輪軸的延長與前輪軸的車輪輪軸的延長的交叉點(diǎn)。明顯地，這意味著所有車輪畫出繞該交叉點(diǎn)的圓。輪胎上的磨損和車輪懸架上的力相對(duì)要小。然而，單樞軸式轉(zhuǎn)向需要非常大量的安裝空間以允許整個(gè)轉(zhuǎn)向輪軸相對(duì)于車輛的縱軸樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)大的鎖止角。此外，由于鎖止角增大，車輪與下墊面的接觸點(diǎn)顯著地向車輛的縱軸漂移，并且這會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大傾向的傾斜。由于這些嚴(yán)重的缺點(diǎn)，僅在個(gè)別情況下在主動(dòng)轉(zhuǎn)向車輛上使用單樞軸式轉(zhuǎn)向。作為單個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，雙樞軸式轉(zhuǎn)向不依賴整個(gè)轉(zhuǎn)向輪軸的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此與單樞軸式轉(zhuǎn)向相比占較小的安裝空間，而且在大鎖止角的情況下以較小傾向的傾斜為特征。就雙樞軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的每ー個(gè)車輪繞各自的轉(zhuǎn)向樞軸樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且這些樞軸設(shè)置在在可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的車輪之間的車輛的橫向上延伸的輪軸的面對(duì)車輪的末端。轉(zhuǎn)向樞軸由連接車輪懸架的轉(zhuǎn)向點(diǎn)的線條構(gòu)成或者由轉(zhuǎn)向節(jié)銷(steeringknucklepins)的縱軸構(gòu)成。如果以雙樞軸式轉(zhuǎn)向構(gòu)建的車輛輪軸的兩個(gè)可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪都以相同的量轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)車輪在其自然路徑上都不會(huì)擺動(dòng)。然后每個(gè)車輪被另ー個(gè)車輪強(qiáng)迫進(jìn)入非自然路徑，結(jié)果，除了擺動(dòng)以外，兩個(gè)車輪相對(duì)于下墊面進(jìn)行或多或少明顯的滑動(dòng)，導(dǎo)致車輪上不期望的嚴(yán)重磨損。在車輛運(yùn)行過程中，尤其是在轉(zhuǎn)彎過程中，車輪因此應(yīng)當(dāng)原則上擺動(dòng)而不出現(xiàn)在單樞軸式轉(zhuǎn)向中的側(cè)滑移動(dòng)，出現(xiàn)在單樞軸式轉(zhuǎn)向中的側(cè)滑移動(dòng)對(duì)輪胎是非常有壓カ的。就雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，這可以通過提供給彎道內(nèi)側(cè)車輪的鎖止角大于提供給彎道外側(cè)的鎖止角這樣的事實(shí)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)阿克曼原理，轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)的延長中心線必須在第二、不可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的延長中心線上交會(huì)，以確保車輛的運(yùn)行處在盡可能小的磨損或沒有磨損的情況下。這樣兩條車輛輪軸的車輪經(jīng)過的圓形路徑具有共同的中心，結(jié)果，車輪的上述側(cè)滑移動(dòng)顯著減少或者甚至完全避免。如果車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)的中心線的射線或延長未在單個(gè)點(diǎn)交會(huì)，那么存在所謂的航跡角誤差或轉(zhuǎn)向角誤差，即，從最佳轉(zhuǎn)向角(=阿克曼角)的偏離。在此情況下，輪胎上的應(yīng)力總體上更大，當(dāng)前轉(zhuǎn)向角誤差越大。表示彎道內(nèi)側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角和彎道外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角之間的理想比率的阿克曼幾何所表示的意思是，彎道外側(cè)的車輪的最佳轉(zhuǎn)向鎖止角相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角要相對(duì)小。然而，由于實(shí)際上用于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的原理，總體上 存在或多或少的與車輪的該最佳轉(zhuǎn)向鎖止角的偏離。這些與最佳轉(zhuǎn)向角的偏離導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎過程中不期望地大的輪胎磨損。此外，應(yīng)カ出現(xiàn)在傳動(dòng)系中，需要較大尺寸標(biāo)注的傳動(dòng)系組件，由此不利地增加了車輛的運(yùn)行成本和生產(chǎn)成本。 按照該情況的本質(zhì),可轉(zhuǎn)向輪軸的車輪的最大轉(zhuǎn)向鎖止角確定車輛的最小可能的最佳回轉(zhuǎn)圓(turning circle)。盡可能小的回轉(zhuǎn)圓給予車輛良好的操控性，出于此原因，盡可能小的回轉(zhuǎn)圓通常是期望的。然而，如以下借助圖I所述的那樣，車輛的最佳回轉(zhuǎn)圓受阿克曼幾何形狀的影響很大，其中，圖I表示車輛輪軸的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角和車輛的回轉(zhuǎn)圓之間的幾何關(guān)系。因此，盡管對(duì)于輪胎的低的磨損是可能的，前提是保持阿克曼幾何形狀，即保持彎道外側(cè)的車輪相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角的最佳轉(zhuǎn)向鎖止角，但具有盡可能小的直徑的最佳回轉(zhuǎn)圓不能以這種方式實(shí)現(xiàn)，原因在于由于彎道內(nèi)側(cè)的車輪已經(jīng)抵靠轉(zhuǎn)向角終點(diǎn)擋板，因此不能使用彎道外側(cè)的車輪的最大可能轉(zhuǎn)向鎖止角。所以，盡管存在彎道外側(cè)的車輪的較大的轉(zhuǎn)向鎖止角的可能性，但當(dāng)保持阿克曼幾何形狀時(shí)車輛的操控性降低，即車輛的回轉(zhuǎn)圓尺寸増加。另ー方面，如圖I詳細(xì)說明的那樣，在每一個(gè)車輪限定不同的回轉(zhuǎn)圓的情況下，與車輪的最佳轉(zhuǎn)向鎖止角的偏離，例如實(shí)踐中因用于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的原理普遍遇到的，導(dǎo)致可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪之間的相互作用。圖I表示車輛(未具體示出)的四個(gè)車輪1、2、3和4的俯視圖，所述車輪在下墊面上保持運(yùn)行。具體地，圖I表示車輛前輪軸5的兩個(gè)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的前輪I和2的最大轉(zhuǎn)向鎖止角β。和Pi與車輛的回轉(zhuǎn)圓之間的幾何關(guān)系，其中，前輪I和2可以用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向。后輪3和4連接到非轉(zhuǎn)向車輛后輪軸6。在圖I所示的車輛轉(zhuǎn)向情況下，車輪I和3是彎道外側(cè)的車輪，并且車輪2和4是彎道內(nèi)側(cè)的車輪。圖I中，車輛向前行駛的方向由箭頭7表示。圖I所示的線條8、9和10分別垂直于車輪1、2和3、4的中心，即，它們表示對(duì)應(yīng)車輪的車輪輪軸的延長。在圖示中，后輪3和4的車輪輪軸與車輛的后輪軸6重合。線條8和9分別在交點(diǎn)11和12處與線條10相交。這些交點(diǎn)11和12是車輛的回轉(zhuǎn)圓中心11和12，其與對(duì)應(yīng)的車輪I和2關(guān)聯(lián)。如圖I中還可以看出的那樣，兩個(gè)不同的交點(diǎn)11和12相對(duì)于線條10上的位置獲得。線條10上的所述交點(diǎn)11和12的位置取決于各自車輪I或2的轉(zhuǎn)向鎖止角以及車輪I和2之間的距離，即輪距13。不同的交點(diǎn)11和12給予最終產(chǎn)生的(平均的)回轉(zhuǎn)圓中心14，車輛本質(zhì)上繞該中心轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，如圖I中可以看出的，最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心14與彎道外側(cè)的前輪I的回轉(zhuǎn)圓中心11相比更加遠(yuǎn)離車輛。因此，車輛最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓也比彎道外側(cè)的車輪I的回轉(zhuǎn)圓大。結(jié)果，運(yùn)動(dòng)學(xué)限制(轉(zhuǎn)向角誤差)和/或在車輪懸架區(qū)域可用的安裝空間的有限量(車輪的最大可能轉(zhuǎn)向鎖止角)阻止最佳車輛回轉(zhuǎn)圓，即最小可能車輛回轉(zhuǎn)圓
發(fā)明內(nèi)容

考慮到這個(gè)背景，本發(fā)明的目的是提供用于使車輛，尤其是機(jī)動(dòng)車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的裝置和方法，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，該裝置和方法一方面給予車輛高度的操控性，即，給予車輛盡可能小直徑的回轉(zhuǎn)圓，并且另一方面以轉(zhuǎn)彎過程中低的輪胎應(yīng)力，即，低的輪胎磨損，以及傳動(dòng)系中的低應(yīng)カ為特征。而且，本發(fā)明避免修改與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相比能夠使用的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的樞軸連接點(diǎn)的需要。只需要稍加考慮對(duì)下轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸點(diǎn)、拉桿的長度或轉(zhuǎn)向臂的長度的修改。該目標(biāo)由用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的裝置實(shí)現(xiàn)，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，具有與車輛輪軸的每一個(gè)車輪關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置，通過車輪載荷調(diào)整裝置，下墊面上的關(guān)聯(lián)車輪的接觸力能夠在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸的其他車輪的接觸カ調(diào)整，車輪可以如下方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角。 該目標(biāo)還由用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的方法實(shí)現(xiàn)，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，具有與車輛輪軸的每一個(gè)車輪關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置，車輪可以如下方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角，并且下墊面上關(guān)聯(lián)車輪的接觸力在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸的其他車輪的接觸力通過車輪載荷調(diào)整裝置調(diào)整。而且，本發(fā)明的具體有利的實(shí)施例由從以下技術(shù)方案公開本發(fā)明的用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的裝置能夠減小彎道內(nèi)側(cè)的車輪的接觸力和/或能夠增加彎道外側(cè)的車輪的接觸力；能夠根據(jù)車輛速度調(diào)整接觸力。本發(fā)明的車輪載荷調(diào)整裝置可以由主動(dòng)穩(wěn)定器構(gòu)成。本發(fā)明的車輪載荷調(diào)整裝置可以由關(guān)聯(lián)車輪的水平控制裝置構(gòu)成。本發(fā)明的車輪載荷調(diào)整裝置可以由用于調(diào)整關(guān)聯(lián)車輪的彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度的裝置構(gòu)成。本發(fā)明的用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的方法可以減小彎道內(nèi)側(cè)的車輪的接觸力和/或增大彎道外側(cè)的車輪的接觸力。本發(fā)明的用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的方法可以根據(jù)車速調(diào)整接觸力。應(yīng)當(dāng)注意的是，可以以任何技術(shù)上有意義的方式組合單獨(dú)地呈現(xiàn)在權(quán)利要求中的特征，并且這些特征進(jìn)ー步構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施例。


圖I表示車輛的四個(gè)車輪的俯視圖。附圖標(biāo)記說明I彎道外側(cè)的前輪2彎道內(nèi)側(cè)的前輪3彎道外側(cè)的后輪4彎道內(nèi)側(cè)的后輪 5前輪軸6后輪軸7 向前行駛的方向8垂直于I的中心的垂線或I的車輪輪軸的延長9垂直于2的中心的垂線或2的車輪輪軸的延長10垂直于3和4的中心的垂線或3和4的車輪輪軸的延長118和9的交叉點(diǎn)；1的回轉(zhuǎn)圓中心129和10的交叉點(diǎn)；2的回轉(zhuǎn)圓中心 13輪距1411和12的最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心β。I的最大轉(zhuǎn)向鎖止角2的最大轉(zhuǎn)向鎖止角
具體實(shí)施例方式本發(fā)明基于這樣的構(gòu)思圖I所示的最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心14的實(shí)際位置以及因此車輛的最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓由彎道外側(cè)的車輪I和彎道內(nèi)側(cè)的車輪2之間的共同影響或相互作用得到。根據(jù)本發(fā)明，用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的裝置具有與可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的每ー個(gè)車輪有關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置，其中所述輪軸可用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向。依靠車輪載荷調(diào)整裝置，可以在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸的另ー個(gè)車輪的接觸カ調(diào)整下墊面上關(guān)聯(lián)的車輪的接觸力。根據(jù)本發(fā)明，車輪還可以以這樣的方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角。根據(jù)本發(fā)明，彎道外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角與阿克曼角(即達(dá)到阿克曼條件的最佳轉(zhuǎn)向鎖止角)的偏離稱為轉(zhuǎn)向角偏離，并且與轉(zhuǎn)向角誤差相比，表示期望的與阿克曼角的偏離。公認(rèn)地，當(dāng)前轉(zhuǎn)向角誤差或轉(zhuǎn)向角與最佳轉(zhuǎn)向鎖止角的偏離越大，則輪胎上的應(yīng)力，即磨損，通常更大。然而，根據(jù)本發(fā)明，車輪載荷調(diào)整裝置確保在轉(zhuǎn)彎過程中，與車輪載荷調(diào)整裝置有關(guān)聯(lián)的車輪的接觸力是可調(diào)整的，即可以相對(duì)于同一車輛輪軸的其他車輪的接觸カ增大和/或減小。結(jié)果，可以減小或完全抑制阿克曼幾何形狀的影響或由樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的轉(zhuǎn)向角偏離引起的在轉(zhuǎn)彎過程中的車輪的相互影響。因此，盡管存在樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的轉(zhuǎn)向角偏離，但根據(jù)本發(fā)明的裝置引起車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)低的輪胎應(yīng)力，即，低的輪胎磨損，以及傳動(dòng)系中的低的應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明，由于選擇轉(zhuǎn)向角偏離以便彎道外側(cè)的車輪采用與彎道內(nèi)側(cè)的車輪相比比所需更大的轉(zhuǎn)向鎖止角以達(dá)到阿克曼條件，彎道外側(cè)的車輪的可能的轉(zhuǎn)向鎖止角明顯地増大，原因在于其不再受彎道內(nèi)側(cè)車輪的總體上明顯更大的轉(zhuǎn)向鎖止角的限制，并且因此也不受滿足阿克曼條件時(shí)彎道內(nèi)側(cè)的車輪的過早的轉(zhuǎn)向角終點(diǎn)擋板鄰接(end stopabutment)的限制，這給予車輛總體上較好的操控性。彎道外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角現(xiàn)在僅由車輪可以在其中自由地樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)或安裝空間限制，該安裝空間例如由車輪懸架或車身預(yù)先確定。本發(fā)明的ー個(gè)有利的實(shí)施例設(shè)計(jì)成可以減小彎道內(nèi)側(cè)的車輪的接觸力和/或可以增加彎道外側(cè)的車輪的接觸力。這樣具有以下效果在轉(zhuǎn)彎過程中，大致僅在彎道外側(cè)的可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的車輪承受載荷，導(dǎo)致車輛輪軸的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的相互影響減小。
如圖I中可以看出的那樣，彎道內(nèi)側(cè)的車輪2上的載荷的減輕導(dǎo)致最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心14上的彎道內(nèi)側(cè)的車輪2的影響減小(車輛繞最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心14轉(zhuǎn)動(dòng))，并且因此導(dǎo)致該回轉(zhuǎn)圓中心14向彎道外側(cè)的車輪I的回轉(zhuǎn)圓中心11位移，其中，彎道內(nèi)側(cè)的車輪2上的載荷的減輕意味著彎道外側(cè)的車輪I和后輪3和4繼續(xù)承受載荷。因此，由于彎道內(nèi)側(cè)的車輪2上的載荷的減輕以及轉(zhuǎn)向角偏離，車輛的回轉(zhuǎn)圓變得較小，其中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向角偏離為彎道外側(cè)車輪I的朝向比阿克曼條件所需要的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角的轉(zhuǎn)向角偏離。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)有利的實(shí)施例，可以根據(jù)車輛速度調(diào)整接觸力。具體地，根據(jù)本發(fā)明，僅在低的駕駛速度下可有利地調(diào)整接觸力。這避免了高車速時(shí)對(duì)車輛的方向穩(wěn)定性的不利影響的可能性。相比之下，在低的駕駛速度下，尤其是當(dāng)以最大或大致最大的鎖止角轉(zhuǎn)彎時(shí)(此時(shí)車輛的操控性尤其重要并且車輛的速度通常要低)，根據(jù)本發(fā)明的裝置使車輪載荷調(diào)整裝置能夠如前所述調(diào)整轉(zhuǎn)向車輪的接觸力從而給予車輛具有最小回轉(zhuǎn)圓的最佳可能的操控性。本發(fā)明的另ー個(gè)有利的實(shí)施例設(shè)計(jì)成車輪載荷調(diào)整裝置由主動(dòng)穩(wěn)定器構(gòu)成。主動(dòng)穩(wěn)定器具有扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，例如，憑借扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，兩半穩(wěn)定器的軸端可以相對(duì)于彼此被扭轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)車輛的擺動(dòng)穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明，通過在相反方向扭轉(zhuǎn)兩半穩(wěn)定器來相對(duì)于同一車輛輪軸的另一個(gè)車輪減輕或加重車輛輪軸的車輪上的載荷是簡(jiǎn)單的事情，尤其是在如果已經(jīng)在車輛中裝有主動(dòng)穩(wěn)定器的情況下。當(dāng)然，主動(dòng)穩(wěn)定器作為車輪載荷調(diào)整裝置的功能可以由任何車輛的主動(dòng)擺動(dòng)控制裝置完成，并不限于主動(dòng)穩(wěn)定器。本發(fā)明的另ー個(gè)有利的實(shí)施例設(shè)計(jì)成車輪載荷調(diào)整裝置由關(guān)聯(lián)車輪的水平控制裝置(level control device)構(gòu)成。由于這樣的水平控制裝置，可以相對(duì)于下墊面改變對(duì)應(yīng)車輪的高度，即，相對(duì)于車輛的另一個(gè)車輪的高度改變車輪的高度是可以的，并且因此有意識(shí)地改變下墊面上的車輪的接觸力從而使車輛能夠根據(jù)本發(fā)明在很少輪胎磨損和最小可能的回轉(zhuǎn)圓的情況下轉(zhuǎn)彎。在本發(fā)明的又ー個(gè)有利的實(shí)施例中，車輪載荷調(diào)整裝置由用于調(diào)整關(guān)聯(lián)車輪的彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度的裝置構(gòu)成?？偟膩碚f，彈簧剛度或彈簧特性描述彈簧力對(duì)彈簧行程的依從性。憑借本身公知的合適的測(cè)量，彈簧カ和彈簧行程之間的這一關(guān)系可以在車輛的運(yùn)行過程中以這樣的方式改變減輕或加重樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)車輪上的載荷是可以的，因此如前所述的下墊面上的車輪的接觸力可以變化，從而使車輛能夠根據(jù)本發(fā)明在節(jié)省車輪的同時(shí)并在最小可能的回轉(zhuǎn)圓的情況下轉(zhuǎn)彎。根據(jù)本發(fā)明用于使車輛的至少一條車輛輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的方法設(shè)計(jì)成以這樣的方式使車輪轉(zhuǎn)向(其中，所述輪軸可用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，具有與車輛輪軸的每ー個(gè)車輪關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置)彎道外側(cè)的車輪相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角，并且下墊面上的關(guān)聯(lián)車輪的接觸力在轉(zhuǎn)彎過程中通過車輪載荷調(diào)整裝置相對(duì)于車輛輪軸的另ー個(gè)車輪的接觸カ調(diào)整。盡管根據(jù)本發(fā)明選擇彎道外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向角與阿克曼角偏離，但通過調(diào)整轉(zhuǎn)彎過程中與車輪載荷調(diào)整裝置有關(guān)聯(lián)的車輪的接觸力，轉(zhuǎn)彎過程中阿克曼幾何選擇的影響或彎道外側(cè)和內(nèi)側(cè)的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的相互影響明顯地減小或者甚至完全抑制。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法引起車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)低的輪胎應(yīng)力，即，低的輪胎磨損，以及傳動(dòng)系中的低應(yīng)力。
根據(jù)本發(fā)明，由于選擇轉(zhuǎn)向角偏離以便彎道外側(cè)的車輪采用與彎道內(nèi)側(cè)的車輪相比所需更大的轉(zhuǎn)向鎖止角以達(dá)到阿克曼條件，彎道外側(cè)的車輪的可能的轉(zhuǎn)向鎖止角明顯地増大，原因在于其不再受彎道內(nèi)側(cè)車輪的明顯更大的轉(zhuǎn)向鎖止角的限制，并且因此也不受滿足阿克曼條件時(shí)彎道內(nèi)側(cè)的車輪的過早的轉(zhuǎn)向角終點(diǎn)擋板鄰接(end stop abutment)的限制，這給予車輛總體上較好的操控性。彎道外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)向鎖止角僅受樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)或例如由車輪懸架或車身提供的安裝空間的限制。本發(fā)明的ー個(gè)有利的實(shí)施例設(shè)計(jì)成減小彎道內(nèi)側(cè)的車輪的接觸力和/或增加彎道外側(cè)的車輪的接觸力。這樣具有以下效果在轉(zhuǎn)彎過程中，大致僅在彎道外側(cè)的可轉(zhuǎn)向車輛輪軸的車輪承受載荷，導(dǎo)致車輛輪軸的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪的相互影響減小。如圖I中可以看出的那樣，彎道內(nèi)側(cè)的車輪2上的載荷的減輕導(dǎo)致最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心14上的彎道內(nèi)側(cè)的車輪2的影響減小(車輛繞最終產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)圓中心14轉(zhuǎn)動(dòng))，并且因此導(dǎo)致該回轉(zhuǎn)圓中心14向彎道外側(cè)的車輪I的回轉(zhuǎn)圓中心11位移，其中，彎道內(nèi)側(cè)的車輪2上的載荷的減輕意味著彎道外側(cè)的車輪I和后輪3和4繼續(xù)承受載荷。因此，由于彎道內(nèi)側(cè)的車輪2上的載荷的減輕以及轉(zhuǎn)向角偏離，車輛的回轉(zhuǎn)圓變得較小，其中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向角偏離為彎道外側(cè)車輪I的朝向比阿克曼條件所需要的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角的轉(zhuǎn)向角偏離。根據(jù)本發(fā)明的方法的另ー個(gè)有利的實(shí)施例，根據(jù)車輛速度調(diào)整接觸力。具體地，僅在低的駕駛速度下可有利地調(diào)整接觸力。這避免了高車速時(shí)對(duì)車輛的方向穩(wěn)定性的不利影響的可能性。相比之下，在低的駕駛速度下，尤其是當(dāng)以最大或大致最大的鎖止角轉(zhuǎn)彎時(shí)(此時(shí)車輛的操控性尤其重要并且車輛的速度相對(duì)低)，通過已經(jīng)如前所述的車輪載荷調(diào)整裝置調(diào)整樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)車輪的接觸力從而給予車輛具有最小回轉(zhuǎn)圓的最佳可能的操控性。已經(jīng)描述的根據(jù)本發(fā)明的裝置以及根據(jù)本發(fā)明的方法不限于在這里公開的實(shí)施例，而且還包括具有相同的作用的其它實(shí)施例。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于使可轉(zhuǎn)向車輛輪軸，尤其是可轉(zhuǎn)向前輪軸的車輪轉(zhuǎn)向的根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法用在車輛，尤其是機(jī)動(dòng)車輛中，該車輛具有可以用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向的至少一條車輛輪軸，其中車輛輪軸的每一個(gè)車輪與車輪載荷調(diào)整裝置關(guān)聯(lián)，通過輪載荷調(diào)整裝置，下墊面上的關(guān)聯(lián)車輪的接觸力可以在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸的其他車輪的接觸カ調(diào)整，并且其中車輪還可以這樣的方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角。根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法提供本質(zhì)上不需要采用任何設(shè)計(jì)修改就能夠使它們用在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向 機(jī)構(gòu)中的特殊優(yōu)點(diǎn)，尤其是例如對(duì)于使用的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的樞軸連接點(diǎn)。只需要稍加考慮對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸點(diǎn)、拉桿的長度或轉(zhuǎn)向臂的長度的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于使車輛的至少一條車輛輪軸(5)的車輪(1、2)轉(zhuǎn)向的裝置，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，其特征在于，具有與車輛輪軸(5)的每ー個(gè)車輪(1、2)關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置，通過車輪載荷調(diào)整裝置，下墊面上的關(guān)聯(lián)車輪(1、2)的接觸力能夠在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸(5)的其他車輪(1、2)的接觸カ調(diào)整，車輪(1、2)可以如下方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪⑴相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪⑵采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，能夠減小彎道內(nèi)側(cè)的車輪(2)的接觸力和/或能夠增加彎道外側(cè)的車輪(I)的接觸力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在干，能夠根據(jù)車輛速度調(diào)整接觸力。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，車輪載荷調(diào)整裝置由主動(dòng)穩(wěn)定器構(gòu)成。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，車輪載荷調(diào)整裝置由關(guān)聯(lián)車輪(I、2)的水平控制裝置構(gòu)成。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，車輪載荷調(diào)整裝置由用于調(diào)整關(guān)聯(lián)車輪(1、2)的彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度的裝置構(gòu)成。
7.一種用于使車輛的至少一條車輛輪軸(5)的車輪(1、2)轉(zhuǎn)向的方法，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，具有與車輛輪軸(5)的每ー個(gè)車輪(1、2)關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置，其特征在于，車輪(1、2)可以如下方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪(I)相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪(2)采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角，并且下墊面上關(guān)聯(lián)車輪(1、2)的接觸力在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸(5)的其他車輪(1、2)的接觸カ通過車輪載荷調(diào)整裝置調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，減小彎道內(nèi)側(cè)的車輪(2)的接觸力和/或增大彎道外側(cè)的車輪(I)的接觸力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，根據(jù)車速調(diào)整接觸力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于使車輛的至少一條車輛輪軸(5)的車輪(1、2)轉(zhuǎn)向的裝置和方法，所述輪軸用雙樞軸式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，具有與車輛輪軸(5)的每一個(gè)車輪(1、2)關(guān)聯(lián)的車輪載荷調(diào)整裝置，通過車輪載荷調(diào)整裝置，下墊面上的關(guān)聯(lián)車輪(1、2)的接觸力可以在轉(zhuǎn)彎過程中相對(duì)于車輛輪軸(5)的另一個(gè)車輪(1、2)的接觸力得到調(diào)整，其中，車輪(1、2)可以如下的方式轉(zhuǎn)向彎道外側(cè)的車輪(1)相對(duì)于彎道內(nèi)側(cè)的車輪(2)采取比由阿克曼條件指定的轉(zhuǎn)向鎖止角更大的轉(zhuǎn)向鎖止角。
文檔編號(hào)B62D7/00GK102673642SQ20121006884
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者保羅·贊德伯爾根, 弗雷德里克·彼得·沃爾夫-蒙海姆, 托馬斯·格哈德斯, 拉爾夫·辛茨恩 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司