CN102951201A - 机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车（1），包括可通过方向盘（4）转向的前轮（2）以及可通过调节元件（7）自动转向的后轮（3），所述后轮（3）在所述机动车（1）倒车行驶时可通过操作所述调节元件（7）可逆地且连续地在相对于所述前轮（2）的转向姿态同向或反向的转向姿态之间来调节，其中，所述调节元件（7）的控制基于存储在控制装置（6）中的涉及所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态的姿态的特性曲线族来进行，其中，在所述控制装置（6）中存储有至少两个不同的特性曲线族，其中，所述控制装置（6）被构造用于根据至少一个涉及所述方向盘（4）的位置和/或位置变化的参数来选择特性曲线族。

Description

机动车
技术领域
本发明涉及一种机动车，包括可通过方向盘转向的前轮以及可通过调节元件自动转向的后轮，所述后轮在所述机动车倒车行驶时可通过操作所述调节元件可逆地且连续地在相对于所述前轮的转向姿态同向或反向的转向姿态之间来调节，其中，所述调节元件的控制基于存储在控制装置中的涉及所述后轮相对于所述前轮的姿态的姿态的特性曲线族来进行。
背景技术
在倒车行驶中，仅具有可转向的前桥的机动车的操纵或者说控制对于驾驶员而言通常困难，因为参考后行驶方向在一定程度上给定后轮转向。对于驾驶员而言存在不稳定的行驶特性，其中，机动车在前轮偏转也仅仅很小的情况下就立即向侧面行驶。在此，经常出现摆动运动，这通过反向转向通常难于校正。倒车行驶的困难大多由于大幅摆动的牵引车和周围环境：驾驶员通常不能预计后轮的源于前轮偏转的轨迹。
由DE 10 2007 037 765 B4公知了一种具有可通过方向盘转向的前轮以及可附加地自动转向的后轮的机动车。在倒车行驶时，可转向的后轮可根据前轮的转向角可逆地且连续地在相对于前轮的转向姿态同向与反向的转向姿态之间来调节。后轮的控制基于特性曲线族，其中，在0°与预确定的极限角之间的转向角间隔内，随着转向角的增加，可从零点姿态起首先增加地同向地直到达到最大偏转并且接着减小地直到在达到极限角时占据零点姿态来调节后轮，在所述预确定的极限角与最大转向角之间的转向角间隔内，可增加地反向地直到达到最大偏转来调节后轮。
因此，在从左到右行程限制器转向时或者反之时，在那里使用的特性曲线族中存储的描述后轮相对于前轮的姿态的比例因子设定从后轮相对于前轮的反向姿态到同向姿态再到反向姿态的过渡。在这种动作中，后轮尤其是在恒定的低的速度下开始“飘摆”。主观的驾驶印象不令人满意。
发明内容
由此，本发明的问题在于，给出一种具有在倒车行驶时改善的行驶特性的机动车。
根据本发明，所述问题通过开头所述类型的机动车来解决，所述机动车的特征在于：在控制装置中存储有至少两个不同的特性曲线族，其中，控制装置被构造用于根据至少一个涉及方向盘的位置和/或位置变化的参数来选择特性曲线族。
本发明基于这样的构思：设置有具有多个所存储的特性曲线族的控制装置，其中，基于相应的特性曲线族进行用于使可转向的后轮相对于前轮自动运动的调节元件的控制。特性曲线族在此例如包含至少一个比例因子，所述比例因子涉及后轮相对于前轮姿态的姿态，与方向盘转角和车辆速度相关，其中，比例因子的负的数值表示后轮相对于前轮的姿态反向，比例因子的正的数值表示后轮相对于前轮的姿态同向。通常，特性曲线族应理解为比例因子对方向盘转角以及车辆速度（倒车行驶）的三维数值表。因此，在特性曲线族中，对于机动车的不同的运行或行驶状态包含控制调节机构所需的全部参数，调节机构用于自动调节可转向的后轮。
控制装置被构造用于根据至少一个涉及方向盘的位置和/或位置变化的参数来选择相应的特性曲线族。相应的特性曲线族的选择据此可参照机动车的当前的行驶和/或运行状况按照状况来进行，由此，对于不同的行驶和/或运行状况选择不同的特性曲线族并且调节机构的控制基于所述不同的特性曲线族。在此得到下列可能情况：
特性曲线族的选择可根据涉及方向盘的位置的参数来进行。所述参数基本上应理解为方向盘转角并且定性地或定量地描述方向盘关于参考位置的调节，所述参考位置通常但不绝对地相应于零点位置，在所述零点位置中，前轮相对于车辆轴线平行。据此，由涉及方向盘的位置的参数根据方向盘与前轮之间的对应的传动比也可推断出前轮的姿态或者说偏转。
作为替换方案，在选择适用于倒车行驶的特性曲线族时，涉及方向盘的位置变化的参数也可由控制装置考虑用于控制调节机构，所述调节机构用于自动控制可转向的后轮。对于相应的位置变化尤其是应理解为方向盘转角的时间变化，即方向盘转动角速度。即因此检测，方向盘的运动以何速度进行。方向盘的转动通常通过驾驶员的相应的方向盘操作来进行，但在此也可例如在使用用于自动倒车驻车的驾驶员辅助***的情况下检测和考虑产生的方向盘角速度。
也可考虑，不仅使用涉及方向盘的位置而且使用涉及方向盘的位置变化的参数。这样可基于一起考虑全部重要的涉及方向盘的参数来进行相应特性曲线族的选择。
对于全部参数可确定极限数值或极限数值范围，当达到、超过或低于所述极限数值或极限数值范围时进行相应特性曲线族的选择。
如已所述，优选参数是方向盘转角的时间变化的和/或方向盘转动角速度的时间变化的极限数值。因此，可连续地或间断地检测方向盘转角或者说方向盘转动角速度，由此，转向运动在时间上可被高分辨地检测并且特性曲线族的选择基于所述转向运动。
在本发明的扩展构型中可考虑，如果方向盘转角对于确定的持续时间（时间间隔）、尤其是至少1000ms处于确定的方向盘转角范围、尤其是0+/-10°的方向盘转角范围内并且方向盘转动角速度在所述确定的持续时间内不超过极限方向盘转动角速度、尤其是100°/s的极限方向盘转动角速度，则控制装置被构造用于选择和使用第一特性曲线族。据此可在方向盘转角范围或者说方向盘转角间隔之内在给定的持续时间上不变的或者说在考虑误差范围的情况下仅稍微变化的方向盘转角下以及在所述给定的持续时间内将方向盘角速度恒定地保持在给定的极限方向盘转角以下的情况下选择第一特性曲线族。
持续时间优选为1000ms，但在特殊情况下也可更小或更大。相应情况适用于仅仅示例性给出的0+/-10°的方向盘转角范围或者说100°/s的极限方向盘转动角速度。
第一特性曲线族例如可在直到极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间设定从表示后轮相对于前轮的姿态反向的负的比例因子到表示后轮相对于前轮的姿态同向的正的比例因子以及再到表示后轮相对于前轮的姿态反向的负的比例因子的过渡。第一特性曲线族由此基本上相应于由现有技术所公知的，但根据本发明不符合标准，而是仅仅在如上所述的确定状况中选择和使用。
优选在第一特性曲线中比例因子的变化曲线直到极限车辆速度在两个最大的极限方向盘转角之间具有至少两个零点穿越，在所述零点穿越中，后轮相对于前轮的姿态从同向变换到反向，或者反之，其中，两个零点穿越尤其是在90至135°范围内的方向盘转角处，优选在+/-110°处。在此，零点穿越在特殊情况下也可在其它方向盘转角处。
如果方向盘转角大于确定的方向盘转角、尤其是+/-130°的方向盘转角，则控制装置可选择和使用第二特性曲线族——在所述方向盘转角以上第一和第二特性曲线族没有区别。因此，当给定的方向盘转角或者说方向盘转角范围被超过时，使用第二特性曲线族——在所述方向盘转角或者说方向盘转角范围以上第一和第二特性曲线族即尤其是包含在所述第一和第二特性曲线族中的比例因子不再有区别。同样情况自然在两个以上的特性曲线族中适用。+/-130°的方向盘转角仅仅是示例性的，也可取更小或更大的数值。
第二特性曲线族在直到极限车辆速度、尤其是10km/h极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间仅仅设定后轮相对于前轮的反向姿态。因此，倒车行驶基于第二特性曲线族在最大的极限方向盘转角之内总是以后轮相对于前轮的反向姿态来进行，只要极限车辆速度或者说相应的极限车辆速度范围未被超过。后轮相对于前轮的在第一特性曲线族的范围内在从最大的第一极限方向盘转角到中性姿态或者说再到第二极限方向盘转角贯通转向时进行的反向、同向以及再反向的调节由此在使用第二特性曲线族时取消，这明显改善在确定行驶状况中的主观驾驶感受。
此外，本发明涉及一种用于控制机动车、尤其是如上所述的机动车的可转向的后轮的方法，所述机动车包括可通过方向盘转向的前轮以及可通过调节元件自动转向的后轮，所述后轮在机动车倒车行驶时可通过操作调节元件可逆地且连续地在相对于前轮的纵向姿态同向或反向的转向姿态之间来调节，其中，调节元件的控制基于存储在控制装置中的涉及后轮相对于前轮姿态的姿态的特性曲线族来进行。所述方法的特征在于：在控制装置中存储有至少两个不同的特性曲线族，其中，控制装置根据至少一个涉及方向盘的位置和/或位置变化的参数来选择特性曲线族。
关于根据本发明的机动车的全部实施形式也适用于根据本发明的方法。
原则上，特性曲线族包含至少一个比例因子，所述比例因子涉及后轮相对于前轮姿态的姿态，与方向盘转角和车辆速度相关。在此，比例因子的负的数值表示后轮相对于前轮的姿态反向，比例因子的正的数值表示后轮相对于前轮的姿态同向。
优选使用方向盘转角的时间变化的和/或方向盘转动角速度的时间变化的极限数值作为参数。
如果方向盘转角对于确定的持续时间、尤其是至少1000ms处于确定的方向盘转角范围、尤其是0+/-10°的方向盘转角范围内并且方向盘转动角速度在所述确定的持续时间内不超过极限方向盘转动角速度、尤其是100°/s的极限方向盘转动角速度，则控制装置符合目的地选择第一特性曲线族或者说使用第一特性曲线族。
第一特性曲线族例如在直到极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间设定从表示后轮相对于前轮的姿态反向的负的比例因子到表示后轮相对于前轮的姿态同向的正的比例因子以及再到表示后轮相对于前轮的姿态反向的负的比例因子的过渡。在此，比例因子的变化曲线直到极限车辆速度在两个最大的极限方向盘转角之间尤其是具有至少两个零点穿越，在所述零点穿越中，后轮相对于前轮的姿态从同向变换到反向，或者反之，其中，两个零点穿越尤其是在90至135°范围内的方向盘转角处，优选在+/-110°处。
如果方向盘转角大于确定的方向盘转角、尤其是+/-130°的方向盘转角，则控制装置符合目的地选择和使用第二特性曲线族——在所述方向盘转角以上第一和第二特性曲线族没有区别。第二特性曲线族例如在直到极限车辆速度、尤其是10km/h极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间仅仅设定后轮相对于前轮的反向姿态。
附图说明
从下面描述的实施例中以及借助于附图得到本发明的其它优点、特征和细节。附图表示：
图1前轮和后轮同向偏转了的根据本发明的机动车的原理草图；
图2前轮和后轮反向偏转了的图1中的机动车；
图3根据示例性实施形式的第一特性曲线族；以及
图4根据示例性实施形式的第二特性曲线族。
具体实施方式
图1示出了配置给前桥的前轮2和配置给后桥的后轮3同向偏转了的根据本发明的机动车1的原理草图。可以以公知的方式通过方向盘4相对于车辆纵向轴线5调节前轮2。附加地，在根据本发明的机动车1中，后轮3也可通过由控制装置6控制的调节元件7自动地转向，这就是说，可相对于车辆纵向轴线5调节。这就是说，后轮3在机动车1倒车行驶时可通过操作调节元件7可逆地且连续地在相对于前轮2的转向姿态同向或反向的转向姿态之间来调节。
图1示出了前轮2和后轮3的同向偏转。这就是说，以与前轮2相同的方向调节了后轮3。关于车辆纵向轴线5，前轮2和后轮3被同向调节相同的调节角允许机动车1沿着基本上与前轮或者说后轮2、3的取向相应的倾斜延伸的线运动。
与此相应，图2示出了前轮和后轮2、3反向偏转了的图1中的机动车1。因此，在此，后轮3通过调节元件7相对于前轮2反向偏转；前轮2向左回转，而后轮3向右回转。相应地，机动车1在行驶的情况下会沿着圆形轨道运动。
如已所述，调节元件7的控制通过控制装置6来进行，所述控制装置在此访问存储在所述控制装置中的特性曲线族，所述特性曲线族涉及后轮3相对于前轮2姿态的姿态，这就是说，调节元件7的控制基于所述特性曲线族。图3、图4中示出了相应的特性曲线族。
原则上，一个特性曲线族包含至少一个比例因子P，所述比例因子涉及后轮3相对于前轮2姿态的姿态，与方向盘转角α和车辆速度v相关。比例因子P的负的数值表示后轮3相对于前轮2的姿态反向，比例因子P的正的数值表示后轮3相对于前轮2的姿态同向。据此，比例因子P对于车轮的在图1中所示的配位而言在对应的特性曲线族中为正，相应地对于车轮的在图2中所示的配位而言在对应的特性曲线族中为负。
特性曲线族应理解为三维曲线图或者说其所基于的三维数值表，由此，对于任意的给定的方向盘转角α和任意的车辆速度v而言确定：比例因子P是正、是负还是中性即为零。
根据本发明，在控制装置6中存储有至少两个不同的特性曲线族。控制装置6被构造用于根据至少一个涉及方向盘的位置和/或位置变化的参数来选择特性曲线族。所述参数有利地是方向盘转角α的时间变化的和/或方向盘转动角速度dα/dt的时间变化的极限数值。方向盘转角α应理解为方向盘4关于参考位置、尤其是零点姿态的定性或定量的姿态。方向盘转动角速度dα/dt代表每单位时间dt方向盘转角α的相对变化。
根据本发明提出，如果方向盘转角α对于确定的持续时间dt、尤其是至少1000ms处于确定的方向盘转角范围、尤其是α=0+/-10°的方向盘转角范围内并且方向盘转动角速度dα/dt在确定的持续时间dt内不超过极限方向盘转动角速度dα/dtG、尤其是dα/dtG=100°/s的极限方向盘转动角速度，则控制装置6选择图3中所示的第一特性曲线族并且用于控制调节元件7。
如果方向盘转角α大于确定的方向盘转角α、尤其是α=+/-130°的方向盘转角，则控制装置6选择和使用图4中所示的第二特性曲线族——在所述方向盘转角α以上第一和第二特性曲线族没有区别。
参照图3、图4详细描述第一和第二特性曲线族的示例性例子。分别涉及与方向盘转角α和车辆速度v（涉及机动车1的倒车行驶）相关的比例因子P的三维绘制。在此，关于具有三个彼此正交地取向的轴线的笛卡尔坐标系，向上指向的y轴线相应于比例因子P，向右指向的x轴线相应于方向盘转角α，向后指向的z轴线相应于车辆速度v。如已所述，比例因子P的正的数值表示后轮3相对于前轮2的姿态同向，比例因子P的负的数值表示后轮3相对于前轮2的姿态反向。可以看到关于延伸穿过方向盘转角α为0°的yz平面对称的两个特性曲线族。
如从图3中可看到的那样，第一特性曲线族在直到极限车辆速度vG的范围内在两个最大的极限方向盘转角αG1,2、尤其是αG1=300°且αG2=-300°的极限方向盘转角之间设定从表示后轮3相对于前轮2的姿态反向的负的比例因子P到表示后轮3相对于前轮2的姿态同向的正的比例因子P以及再到表示后轮3相对于前轮2的姿态反向的负的比例因子P的过渡。这尤其是应这样来判断：比例因子P在直到例如大约7km/h的极限车辆速度vG的速度范围内在+/-300°的两个最大的极限方向盘转角αG1,2之间具有两个零点穿越，这就是说，其符号变换两次。在比例因子P零点穿越时，后轮3相对于前轮2的姿态从同向变换到反向，或者反之。两个零点穿越在90至135°范围内的方向盘转角α处，尤其是在+/-110°的方向盘转角α处。
与图3中所示的第一特性曲线族不同，图4中所示的第二特性曲线族在直到例如也大约7km/h的极限车辆速度vG的范围内在两个最大的极限方向盘转角αG1,2、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间仅仅设定后轮3相对于前轮2的反向姿态。这在比例因子P的完全为负的数值上在所述范围内出现。因此，在此，在贯通转向（Durchlenken）时，即在从方向盘4的与-300°极限方向盘转角αG1相应的左侧最大偏转到所述方向盘的与+300°极限方向盘转角αG2相应的右侧最大偏转调节所述方向盘时，不设定比例因子P的两个零点穿越。后轮3相对于前轮2的姿态保持反向，只要极限车辆速度vG不被超过。
关于对应的特性曲线族的几何形状说明一下，第二特性曲线族在直到极限车辆速度vG的范围内不具有比例因子P的零点穿越以上的梯形平台。比例因子P与方向盘转角α无关地仅在极限车辆速度vG以上才变为正。
据此，根据本发明的原理解决了问题：当后轮3相对于前轮2的姿态从反向变化到正向以及再变化到反向时（参见图3中示出的第一特性曲线族中的比例因子P的两个零点穿越），在对应的极限车辆速度vG以下的恒定的低的车辆速度v时在两个最大的极限方向盘转角αG1,2之间零点穿越时察觉到所述后轮的“飘摆”。在此，调节元件7的控制可基于图4中所示的第二特性曲线族，所述第二特性曲线族在极限车辆速度vG以下不设定比例因子P的零点穿越。

Claims (15)

1.一种机动车（1），包括能通过方向盘（4）转向的前轮（2）以及能通过调节元件（7）自动转向的后轮（3），所述后轮（3）在所述机动车（1）倒车行驶时能通过操作所述调节元件（7）可逆地且连续地在相对于所述前轮（2）的转向姿态同向或反向的转向姿态之间来调节，其中，所述调节元件（7）的控制基于存储在控制装置（6）中的涉及所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态的姿态的特性曲线族来进行，其特征在于：在所述控制装置（6）中存储有至少两个不同的特性曲线族，其中，所述控制装置（6）被构造用于根据至少一个涉及所述方向盘（4）的位置和/或位置变化的参数来选择特性曲线族。
2.根据权利要求1的机动车，其特征在于：所述参数是方向盘转角（α）的时间变化的和/或方向盘转动角速度（dα/dt）的时间变化的极限数值。
3.根据权利要求2的机动车，其特征在于：如果所述方向盘转角（α）对于确定的持续时间（dt）、尤其是至少1000ms处于确定的方向盘转角范围、尤其是0+/-10°的方向盘转角范围内并且所述方向盘转动角速度（dα/dt）在所述确定的持续时间（dt）内不超过极限方向盘转动角速度（dα/dtG）、尤其是100°/s的极限方向盘转动角速度，则所述控制装置（6）被构造用于使用第一特性曲线族。
4.根据权利要求2或3的机动车，其特征在于：如果所述方向盘转角（α）大于一确定的方向盘转角（α）、尤其是+/-130°的方向盘转角，则所述控制装置（6）被构造用于使用第二特性曲线族——在所述方向盘转角（α）以上所述第一和第二特性曲线族没有区别。
5.根据上述权利要求之一的机动车，其特征在于：特性曲线族包含至少一个比例因子（P），所述比例因子涉及所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态的姿态，与所述方向盘转角（α）和所述车辆速度（v）相关，其中，所述比例因子（P）的负的数值表示所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态反向，所述比例因子（P）的正的数值表示所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态同向。
6.根据权利要求5的机动车，其特征在于：所述第一特性曲线族在直到极限车辆速度（vG）、尤其是10km/h极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角（αG）、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间设定从表示所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态反向的负的比例因子（P）到表示所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态同向的正的比例因子（P）以及再到表示所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态反向的负的比例因子（P）的过渡。
7.根据权利要求6的机动车，其特征在于：所述比例因子（P）的变化曲线直到极限车辆速度（vG）在所述两个最大的极限方向盘转角（αG）之间具有至少两个零点穿越，在所述零点穿越中，所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的姿态从同向变换到反向，或者反之，其中，所述两个零点穿越尤其是在90至135°范围内的方向盘转角（α）处，尤其是在+/-110°处。
8.根据权利要求5至7之一的机动车，其特征在于：所述第二特性曲线族在直到极限车辆速度（vG）、尤其是10km/h极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角（αG）、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间仅仅设定所述后轮（3）相对于所述前轮（2）的反向姿态。
9.一种用于控制机动车、尤其是根据上述权利要求之一的机动车的可转向的后轮的方法，所述机动车包括能通过方向盘转向的前轮以及能通过调节元件自动转向的后轮，所述后轮在所述机动车倒车行驶时能通过操作所述调节元件可逆地且连续地在相对于所述前轮的转向姿态同向或反向的转向姿态之间来调节，其中，所述调节元件的控制基于存储在控制装置中的涉及所述后轮相对于所述前轮的姿态的姿态的特性曲线族来进行，其特征在于：在所述控制装置中存储有至少两个不同的特性曲线族，其中，所述控制装置根据至少一个涉及所述方向盘的位置和/或位置变化的参数来选择特性曲线族。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于：所述参数是方向盘转角的时间变化的和/或方向盘转动角速度的时间变化的极限数值。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于：如果所述方向盘转角对于一确定的持续时间、尤其是至少1000ms处于确定的方向盘转角范围、尤其是0+/-10°的方向盘转角范围内并且所述方向盘转动角速度在所述确定的持续时间内不超过极限方向盘转动角速度、尤其是100°/s的极限方向盘转动角速度，则所述控制装置选择和使用第一特性曲线族。
12.根据权利要求10或11的方法，其特征在于：如果所述方向盘转角大于一确定的方向盘转角、尤其是+/-130°的方向盘转角，则所述控制装置选择和使用所述第二特性曲线族，在所述方向盘转角以上所述第一和第二特性曲线族没有区别。
13.根据权利要求9至12之一的方法，其特征在于：所使用的特性曲线族包含至少一个比例因子，所述比例因子涉及所述后轮相对于所述前轮的姿态的姿态，与方向盘转角和车辆速度相关，其中，所述比例因子的负的数值表示所述后轮相对于所述前轮的姿态反向，所述比例因子的正的数值表示所述后轮相对于所述前轮的姿态同向。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于：在所使用的第一特性曲线族中在直到极限车辆速度、尤其是10km/h极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间设有从表示所述后轮相对于所述前轮的姿态反向的负的比例因子到表示所述后轮相对于所述前轮的姿态同向的正的比例因子以及再到表示所述后轮相对于所述前轮的姿态反向的负的比例因子的过渡。
15.根据权利要求13或14的方法，其特征在于：在所使用的第二特性曲线族中在直到极限车辆速度、尤其是10km/h极限车辆速度的范围内在两个最大的极限方向盘转角、尤其是+/-300°极限方向盘转角之间仅仅设定所述后轮相对于所述前轮的反向姿态。
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