[发明专利]汽车的传动装置

说明书

本发明涉及一种无轨车的传动装置，该车在其纵轴的两侧至少各有一个被驱动轮。

通常，汽车的内燃机经机械传动机构驱动传动轴上的车轮。汽车在弯曲路面上行驶时，机械或差动传动装置控制每根传动轴上的车轮的转速平衡。汽车本身的操纵性能和横向动力首先由行走装置的多少有些昂贵的结构来确定。

DE3725620公开了一种车辆传动及制动方案，该车辆带有一台作为旋转活塞式发动机的内燃机，内燃机驱动一台发电机，此发电机通过一台由电子控制单元控制的大功率电子设备向位于发电机两侧的四台电机供电，每台电机都分别与总共有四个车辆驱动轮中的一个车轮相联。为了提高车辆行驶的可靠性，在这类车辆中每个驱动轮的传动力矩和制动力都可由控制单元进行调节，并建设对抛制动进行防抱死控制及对正常牵引时传动打滑进行控制。该文献还提出汽车在弯曲路面上行驶时，在传动打滑调节不工作的情况下前后轮之间传动力矩之比由60∶40变至50∶50。但控制载荷变化过程的反应与在考虑提高行驶稳定性时对实际轮负荷的考虑所占的地位一样不重要。

此外，在文献CH345031中也披露了一种通过架空线供电的、带若干牵引电动机的多轴电车，其中每台牵引电机与一根轴上的若干驱动轮相联。在这类车辆中，考虑到实际的轮负荷，传动功率平均分配在各传动轴上。但却不重视也不能对单个驱动轮的传动力矩进行特殊分配。由于存在公知的记录迟钝效应，同样很少能对轮负荷变化的控制产生快速反应。

本发明的任务是要生产一种适于高速行驶（至少80千米/小时，尤其是为150千米/小时）的汽车的传动装置，这种传动装置可用电子技术来控制汽车本身的操纵性能的影响和/或汽车的横向稳定性。在这种情况下，应尽可能地避免驱动轮失控，而且还要确保条件不变时反应很快。

本发明涉及一种汽车传动装置，该汽车在其纵轴的两侧至少各有一个被驱动轮，它通常还包括一台内燃机、一台由内燃机驱动的发电机装置，每个被驱动轮都配有一台电机及一个控制由发电机装置供给各电机的电功率大小的电子控制器。在本发明的传动装置中，控制器配有测量每个驱动轮的瞬时轮负荷大小的部件，同时，控制器根据所测得的由电机驱动的车轮的瞬时轮负荷控制输入各电机中的电功率。

本发明的出发点是考虑到被驱动轮最大限度地作用于车行道上的、可传递的力不仅与车轮与路面之间的瞬时摩擦系数有关，而且还与载荷有关，在这种载荷作用下，汽车不仅从静力学角度而且从动力学角度使车轮横向对路面加载。轮负荷越大，轮胎接地面上的合力也就越大。此外，该合力由一个指向车轮圆周方向的传动力分量及一个垂直于传动力分量的横向力分量组成，上述传动力分量由电机的传动力矩和车轮的动力学半径确定。只要车轮作用于路面的合力小于第一次近似地按轮辋法则由摩擦系数和轮负荷之积所确定的最大值，车轮既不会在传动力分量方向滑动也不会在横向力分量方向滑动。因为本发明中可对输入各电机的、与加于车轮上的轮负荷有关的电功率进行控制，所以由发电机输出的电功率可根据瞬时车轮作用于路面的力的传输特征分配到各台电机上。用这种方法可将牵引能力调至最佳，尤其可在极限区，也就是说在靠近轮胎接地面上的力的最大值的区域调至最佳。

在一种优先的安排中，随着由电机驱动的车轮的轮负荷增加，控制器应增加输入各电机的电功率或者随负荷下降而减少电功率。此外，控制器使由发电机装置输送给所有电机的总输入功率维持在一个给定值上，例如维持在由驾驶员通过控制踏板而给定的值上，并根据被驱动轮的轮负荷只控制输入给电机的电功率的分配。采用这种方法，在接近极限状态之前，在某个被驱动轮刚要开始滑动时就已经改变了驱动轮的传动力矩的分配，因而不会产生牵引损耗。

在一种优选的安排中，将根据轮负荷给定或确定出的驱动轮所产生的轮胎接地面上的合力的最大值送入控制器中，据此，控制器控制输入各电机的电功率使得合力中沿由电机驱动的车轮的圆周方向的传动力分量和/或垂直于传动力分量的横向力分量小于最大值。对于不同的摩擦系数，合力的最大值例如可以是给定的已存储的性能曲线族，例如可根据路面状态（结冰、潮湿、干燥）来选择不同的摩擦系数。合力的最大值也可以用合适的方法，例如传统的防滑调节或防抱死调节中所采用的方法来确定。在上述安排中，通过控制输入电机的电功率来影响电机的驱动力矩从而影响合力中沿车轮圆周方向的传动力分量。通过减少传动力分量来控制合力从而也控制横向力分量，使其小于上述最大值，这样，就可确保汽车的侧导杆起作用。