本發(fā)明涉及一種多部分輪式陸上車輛、尤其是鉸接式客車的后車轉(zhuǎn)向裝置，其中后車與前車以鉸接的方式連接，以及具有這種轉(zhuǎn)向裝置的多部分輪式陸上車輛，以及用于使多部分輪式陸上車輛、尤其是鉸接式客車的后車轉(zhuǎn)向的方法。

背景技術(shù)：

鉸接式客車由現(xiàn)有技術(shù)作為多部分輪式陸上車輛充分已知。在此，前車包括兩個(gè)彼此相鄰布置的車橋，其中后車在后端部上具有一個(gè)車橋，其中后車與前車以鉸接的方式連接。在前車和后車之間設(shè)置過(guò)渡部，所述過(guò)渡部能使人員從其中一個(gè)車輛部分走到另一個(gè)車輛部分中。

上述的鉸接式客車分為牽拉車輛(pullerfahrzeug)和推動(dòng)車輛(pusherfahrzeug)；在牽拉車輛中通常驅(qū)動(dòng)前車的后橋，而在推動(dòng)車輛中驅(qū)動(dòng)后車的車橋。

為了提高這種鉸接式客車的運(yùn)輸能力，不僅制造現(xiàn)有技術(shù)已知的兩部分車輛，而且還將三個(gè)或更多的車輛部分組成鉸接式通道客車。而且還設(shè)想，通過(guò)下述方式提高兩部分車輛的運(yùn)輸能力：在較長(zhǎng)構(gòu)造的通道客車中后車具有兩個(gè)或多個(gè)車橋。還可以考慮，組合這種多車橋的掛車作為后車，以用于聯(lián)成完整的鉸接式通道客車。

對(duì)于多部分輪式陸上車輛的兩車橋后車，為了使后車能夠在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)按照相應(yīng)的彎道走向跟隨前車，前橋車輪必須能轉(zhuǎn)向地構(gòu)成。后車前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角在此通常通過(guò)前車的至少一個(gè)能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角和/或在前車和后車之間的角度和/或后車后橋的轉(zhuǎn)向角規(guī)定。后車的能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角通過(guò)前車規(guī)定，該轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角理論上如此測(cè)量，使得兩個(gè)車輛部分、即前車和后車不承受橫向力。這就是說(shuō)，在理想情況下不會(huì)有如下的力作用在陸上車輛上，所述力例如導(dǎo)致底盤受應(yīng)力或者例如使后車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)在地面上橫向錯(cuò)位，上述情況可能導(dǎo)致輪胎磨損或損害車道。

然而實(shí)際上已經(jīng)證明，車輛會(huì)承受橫向力，該橫向力可能在兩個(gè)車輛部分之間、即在前車和后車之間的鉸接連接的區(qū)域中導(dǎo)致相應(yīng)的位移或力矩。這一點(diǎn)例如在下述情況下適用：后車前橋的車輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角偏離由前車規(guī)定的預(yù)期值。其結(jié)果可能是，在相應(yīng)的地面時(shí)，車輛部分在地面上側(cè)向偏移。由于輪胎和車身的高剛度，較小的角度錯(cuò)誤就會(huì)引起較大的橫向力和應(yīng)力。

后車的當(dāng)前轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角沒有與通過(guò)前車的能轉(zhuǎn)向的車橋規(guī)定的預(yù)期值協(xié)調(diào)一致，原因可能在于不同的影響因素。因此例如轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向裝置由于例如磨損而可能具有一定的公差，其完全處于正常范圍內(nèi)。而且不總是確保，車輛的車橋完全剛好布置在各個(gè)底盤的為此設(shè)置的點(diǎn)上。不精確性還由于在測(cè)量傳感裝置中、至少在檢測(cè)前車的能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角時(shí)的公差形成。這就是說(shuō)，制造公差、磨損以及測(cè)量精確性和位置精確性、以及所應(yīng)用的計(jì)算模型的不精確性共同地導(dǎo)致了后車前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角的不精確性。這一點(diǎn)此外意味著，當(dāng)例如計(jì)算而得的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角實(shí)際上匹配于后車的能轉(zhuǎn)向的車橋的車輪時(shí)，在這個(gè)值時(shí)車輛底盤在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)除了由驅(qū)動(dòng)裝置和制動(dòng)器施加的推力和拉力之外會(huì)不受力，這就是說(shuō)，后車的實(shí)際轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角則利用前車的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角精確地校正。然而前述不精確性的總和可能會(huì)導(dǎo)致在后車中實(shí)際轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角的進(jìn)一步偏離。

就此而言，de102009017831a1提出了：對(duì)于多車橋轉(zhuǎn)向的陸上車輛或林業(yè)經(jīng)濟(jì)的具有掛車或半掛車的拖車——所述掛車或半掛車具有至少一個(gè)強(qiáng)制轉(zhuǎn)向的車橋，確定校正角度。在此基于下述情況：對(duì)于前橋和后橋能轉(zhuǎn)向的拖車，不僅前橋被考慮用于查明后車的能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角，而且還考慮拖車的能轉(zhuǎn)向的后橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角以及必要時(shí)考慮前車和后車之間的拐角。兩個(gè)轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角以及必要時(shí)考慮的車輛之間的拐角彼此進(jìn)行計(jì)算并且因此得出了用于后車的能轉(zhuǎn)向的前橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角。因此，為掛車的控制系統(tǒng)提供了轉(zhuǎn)向角，其能實(shí)現(xiàn)掛車、尤其是拖斗車的保護(hù)物品且保護(hù)路面的轉(zhuǎn)向。然而這種方式在下述情況下沒有考慮后車前橋的實(shí)際轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角與通過(guò)前車的能轉(zhuǎn)向的車橋規(guī)定的值的偏差：例如考慮到制造公差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的在于，提供一種轉(zhuǎn)向裝置，在使用該轉(zhuǎn)向裝置時(shí)避免在車輛部分、即前車和/或后車上的應(yīng)力和/或多部分輪式陸上車輛的軌跡偏移。

為了實(shí)現(xiàn)所述目的而使用權(quán)利要求1的特征，以及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求11所述的方法。從而本發(fā)明的主題是多部分輪式陸上車輛、尤其是鉸接式客車的后車的轉(zhuǎn)向裝置，其中后車與前車以鉸接的方式連接。在此后車具有至少兩個(gè)車橋，其中至少前橋的車輪通過(guò)尤其是轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向裝置以能轉(zhuǎn)向的方式構(gòu)成。車橋在此有利地彼此間隔開地布置，因此后車有利地不設(shè)計(jì)成串聯(lián)軸(tandemachse)。當(dāng)包括前車和至少一個(gè)后車的陸上車輛轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，在此作用到前車和/或后車上的力和/或力矩和由此引起的位移和/或轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力——下面還稱為參量——在車輛部分上出現(xiàn)，從而該力和/或力矩以及由此引起的參量可以通過(guò)改變后車前橋的能轉(zhuǎn)向的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角最小化。這就是說(shuō)，后車前橋的能轉(zhuǎn)向的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角被校正如此程度，直至由于實(shí)際上首先由轉(zhuǎn)向裝置規(guī)定的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角的錯(cuò)誤位置引起的且在車輛部分上起作用的力和/或力矩最小化。

本發(fā)明的有利的特征和設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求給出。

根據(jù)本發(fā)明的第一種設(shè)計(jì)方案，在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，利用前車的至少一個(gè)能轉(zhuǎn)向的車橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角，作為計(jì)算值向轉(zhuǎn)向裝置規(guī)定后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角，其中在后車的前橋的車輪的實(shí)際角位置偏離最優(yōu)值時(shí)，能通過(guò)由轉(zhuǎn)向裝置改變后車的前橋的車輪的角位置而使作用到前車和/或后車上的力和/或力矩和由此引起的位移、轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力最小化。能轉(zhuǎn)向的車橋被理解成車輪能偏移或者能以確定的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)的車橋。

本發(fā)明的第二設(shè)計(jì)方案的特征在于，在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，利用在前車的縱軸和后車的縱軸之間的角度、即在兩個(gè)車輛之間的拐角作為計(jì)算值為轉(zhuǎn)向裝置規(guī)定后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角，其中在后車的前橋的車輪的實(shí)際角位置偏離最優(yōu)值時(shí)，作用到前車和/或后車上的力和/或力矩和由此引起的參量能通過(guò)由轉(zhuǎn)向裝置改變后車的前橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角而最小化。后車的前橋的實(shí)際角位置在此可以相應(yīng)于計(jì)算值，然而其還可以偏離此，即由于例如偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向節(jié)。

最優(yōu)值就此而言是一種值，其中車輛或車輛部分包括鉸接連接除了通常通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置和制動(dòng)器形成的力和力矩之外沒有附加的力和/或力矩和由此引起的位移、轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置獲得，因此排除了，車輪在極端情況下——例如當(dāng)在車輛部分中的應(yīng)力變得過(guò)大——在地面上打滑。

因此在第一種設(shè)計(jì)方案和第二種設(shè)計(jì)方案之間的區(qū)別在于，在第一種設(shè)計(jì)方案中通過(guò)前車的至少一個(gè)能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角來(lái)規(guī)定后車的能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角，而在第二種設(shè)計(jì)方案中基于兩個(gè)車輛部分相對(duì)于彼此的角位置來(lái)計(jì)算要為后車的能轉(zhuǎn)向的車橋的轉(zhuǎn)向裝置規(guī)定的值。還可以設(shè)想，組合考慮前車的能轉(zhuǎn)向的車橋的至少一個(gè)轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角和車輛彼此間的角位置。

如果后車的后橋的車輪能轉(zhuǎn)向，則還可以在確定以后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向角時(shí)考慮這個(gè)轉(zhuǎn)向角。

有利地可以規(guī)定，轉(zhuǎn)向裝置包括計(jì)算單元，其中能將前車的至少一個(gè)能轉(zhuǎn)向的車橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角的計(jì)算值、在前車和后車之間的角位置的計(jì)算值和/或后車的后橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角的計(jì)算值計(jì)算出一校正值，其中為后車的前橋的轉(zhuǎn)向裝置規(guī)定所述校正值，其中在后車的前橋的車輪的、借助所述校正值調(diào)節(jié)的角位置偏離技術(shù)方面最優(yōu)的校正值時(shí)，作用到前車和/或后車上的力和/或力矩和由此引起的參量、如位移、轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力能通過(guò)由轉(zhuǎn)向裝置改變后車的前橋的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角而最小化。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征規(guī)定，在車輛部分上為了查明力和/或力矩和由此引起的位移、轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力使用傳感器。從而例如可以規(guī)定，為了查明力和力矩使用應(yīng)變傳感器。位移、轉(zhuǎn)動(dòng)或應(yīng)力例如可以通過(guò)行程傳感器或角度傳感器來(lái)查明。由此可以明確，其中一個(gè)方面力和力矩或另一個(gè)方面位移、轉(zhuǎn)動(dòng)或應(yīng)力可以分別單獨(dú)地查明，根據(jù)上述情況可以更簡(jiǎn)單地進(jìn)行確定。

此外根據(jù)有利的特征規(guī)定，多部分輪式陸上車輛的兩個(gè)車輛部分通過(guò)車輛鉸接機(jī)構(gòu)彼此連接。這種車輛鉸接機(jī)構(gòu)——其尤其是具有兩個(gè)能樞轉(zhuǎn)地彼此連接的鉸接區(qū)段，所述鉸接區(qū)段分別利用其端部布置在前車或后車的底盤上——包括至少一個(gè)金屬橡膠支承裝置作為耦聯(lián)元件，用于與至少一個(gè)車輛部分進(jìn)行連接。這就是說(shuō)，前車和后車可以通過(guò)金屬橡膠支承裝置與鉸接機(jī)構(gòu)的每一個(gè)鉸接區(qū)段連接。這種用于使鉸接區(qū)段與前車或后車的底盤進(jìn)行連接的金屬橡膠支承裝置的結(jié)構(gòu)已知。有利地根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，在金屬橡膠支承裝置的區(qū)域內(nèi)布置至少一個(gè)傳感器用于查明力和/或力矩或由此引起的參量、如位移、轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力，以便然后通過(guò)改變后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角使力和/或力矩和由此引起的參量最小化，如上述情況已經(jīng)在其它地方進(jìn)行闡述。

如前所述，車輛鉸接機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)彼此能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接區(qū)段，其中所述車輛鉸接機(jī)構(gòu)具有測(cè)量裝置，用于確定鉸接區(qū)段彼此間的角位置。這就是說(shuō)，通過(guò)這種測(cè)量裝置、例如所謂的轉(zhuǎn)角傳感器，能彼此相對(duì)地確定車輛關(guān)于其各個(gè)作為設(shè)想的車橋的中心縱軸的位置，并且這個(gè)角度可以用于確定后車車橋的能轉(zhuǎn)向的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角。這種轉(zhuǎn)向裝置可以使用在牽拉車輛以及推動(dòng)車輛中。

本發(fā)明的主題同樣是多部分輪式陸上車輛，包括用于根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向裝置的控制系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

同樣本發(fā)明的主題是用于多部分輪式陸上車輛、尤其是鉸接式客車的后車轉(zhuǎn)向的方法，其中所述后車與前車連接，其中后車具有至少兩個(gè)間隔開的車橋，其中前車具有至少一個(gè)帶有能轉(zhuǎn)向的車輪的車橋，其中至少后車的前橋的車輪以能轉(zhuǎn)向的方式構(gòu)成，其中所述方法包括下述步驟：

-根據(jù)在前車和后車之間的角度和/或前車的至少一個(gè)能轉(zhuǎn)向的車橋的車輪的角位置和/或后車的后橋的車輪的角位置來(lái)計(jì)算后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角；

-根據(jù)計(jì)算的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角來(lái)調(diào)整后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角；

-檢測(cè)作用到前車和/或后車上的力和/或力矩和由此引起的位移和/或轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力；

-通過(guò)改變后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角使得力和/或力矩、和/或位移和/或轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力接近最小化。

在此規(guī)定，當(dāng)在前車上多個(gè)車橋的車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，則至少兩個(gè)車橋的車輪的轉(zhuǎn)向角可以被考慮用于確定后車的前橋的車輪的轉(zhuǎn)向角。

附圖說(shuō)明

下面借助附圖示例性地詳細(xì)闡述本發(fā)明。

圖1示意性示出了鉸接式車輛；

圖2示出了車輛鉸接機(jī)構(gòu)以及示意性的前車和后車；

圖3示出了金屬橡膠支承裝置。

具體實(shí)施方式

根據(jù)圖1用1標(biāo)注的鉸接式車輛具有前車3和后車5。前車和后車3、5通過(guò)用10標(biāo)注的車輛鉸接機(jī)構(gòu)連接。不僅前車3而且后車5都分別具有兩個(gè)車橋3a、3b或5a、5b。前車3的前橋3a的車輪在此以能轉(zhuǎn)向的方式構(gòu)成，后車5的前橋5a的車輪也是如此。后車5的前橋5a的轉(zhuǎn)向裝置包括轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向裝置(achsschenkellenkung)并且用6標(biāo)注。后車5的后橋的車輪在此同樣能以可轉(zhuǎn)向的方式構(gòu)成。

圖2示出車輛鉸接機(jī)構(gòu)10的設(shè)計(jì)方案。車輛鉸接機(jī)構(gòu)10包括兩個(gè)鉸接區(qū)段11、12，這兩個(gè)鉸接區(qū)段通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置13以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式彼此連接。在轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置13中布置所謂的轉(zhuǎn)角傳感器14，利用所述轉(zhuǎn)角傳感器能獲取兩個(gè)鉸接區(qū)段11、12彼此間的角位置、進(jìn)而獲取前車相對(duì)于后車的位置。該轉(zhuǎn)角在圖2中用α標(biāo)注。

車輛鉸接機(jī)構(gòu)10與前車3的連接通過(guò)兩個(gè)金屬橡膠支承裝置20實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)金屬橡膠支承裝置的結(jié)構(gòu)在圖3中示出。這種金屬橡膠支承裝置包括軸頸21，該軸頸通過(guò)彈性體墊22在預(yù)載下安置在形成殼體23的金屬套中。這種金屬橡膠支承裝置由現(xiàn)有技術(shù)充分已知。具有殼體23的金屬橡膠支承裝置20由在鉸接區(qū)段11中相應(yīng)的孔接納。軸頸21在其從殼體23突出的端部上分別具有孔24，該孔用于分別接納螺栓以用于與布置在前車3的底盤上的支承座4連接。在金屬橡膠支承裝置的范圍內(nèi)并且在此專門在金屬橡膠支承裝置本身中可以布置傳感器(未示出)，其用于檢測(cè)力、力矩、位移、轉(zhuǎn)動(dòng)和/或應(yīng)力。其具體地例如可以是力傳感器、應(yīng)變傳感器或行程傳感器或角度傳感器。

附圖標(biāo)記列表

1鉸接式車輛

3前車

3a前橋

3b后橋

4支承座

5后車

5a前橋

5b后橋

6轉(zhuǎn)向裝置(轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向裝置)

10車輛鉸接機(jī)構(gòu)

11鉸接區(qū)段

12鉸接區(qū)段

13轉(zhuǎn)動(dòng)支承裝置

14轉(zhuǎn)角傳感器

20金屬橡膠支承裝置

21軸頸

22彈性體墊

23殼體

24孔。