Capabilities and limitations of Torque Vectoring systems (which correct the direction of movement by wheel driving forces) in motor vehicles

• Autorzy: Dzida J.

Warianty tytułu

PL

Możliwości i ograniczenia systemów oddziaływania siłami napędowymi na kierunek ruchu samochodu (Torque Vectoring)

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The presentation covers the idea and purpose of the systems that influence vehicle’s drive direction by torque vectoring. Based on results of model simulations and experimental testing of existing systems, the effectiveness of such systems has been shown. The basic variants of Torque Vectoring systems, capable to fit in wheeled vehicle’s single drive axle, have been presented and compared with each other. Particularly much attention has been dedicated to the description and analysis of the group of designs referred to as “active differential gears”, featuring an additional inner kinematic bond. A few known designs of this kind, including those available in the market, have been described in detail. A comparison between them has highlighted significant differences in their kinematic layouts and control systems. The author has also tried to define directions of further development and standardization of the active differential gears. A particular design of such differential gears applied to electric and hybrid vehicles has been discussed and an author’s own concept has been presented. In the final part, an attempt has been made to answer a question how the Torque Vectoring systems affect the active safety of motor vehicles, with highlighting the necessity of taking into account the capabilities of such systems in respect of the handling and transverse dynamics of a vehicle at post-accident simulations and analyses.

PL

W referacie omówiono ideę i cel stosowania systemów oddziaływania siłami napędowymi na kierunek ruchu samochodu. Opierając się na wynikach modelowych badań symulacyjnych oraz doświadczalnych istniejących konstrukcji, przedstawiono efektywność takich systemów. Omówiono podstawowe warianty realizacji takich systemów możliwe do zastosowania w obrębie jednego mostu napędowego pojazdu kołowego i dokonano ich porównania. Szczególnie dużo uwagi poświęcono opisowi i analizie grupy rozwiązań z tak zwanymi aktywnymi mechanizmami różnicowymi, które cechują się dodatkową wewnętrzną więzią kinematyczną. Bliżej opisano kilka dotychczas opracowanych takich konstrukcji, w tym rozwiązania dostępne na rynku. Porównując poszczególne konstrukcje wskazano na ich znaczne zróżnicowanie w zakresie przyjętych schematów kinematycznych i sposobu sterowania. Autor próbuje również określić kierunki dalszego rozwoju i standaryzacji aktywnych mechanizmów różnicowych. Omawia ich szczególną formę w pojazdach elektrycznych i hybrydowych oraz przedstawia własną koncepcję. W końcowej części podjęta jest próba odpowiedzi na pytanie, w jakim stopniu systemy Torque Vectoring wpływają na bezpieczeństwo czynne samochodów. Wskazuje się również, że w symulacjach odtwarzających przebieg wypadków należy uwzględniać ich możliwości w zakresie kierowalności i dynamiki poprzecznej.

Słowa kluczowe

EN

power split devices; active differential gears; vehicle handling; transverse dynamics

PL

mechanizmy rozdziału mocy; aktywne mechanizmy różnicowe; kierowalność; dynamika poprzeczna

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 67, no. 1
• Strony: 23--36, 151--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il.

Twórcy

autor

Dzida J.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, Department of Combustion Engines and Vehicles, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] AVENATTI R.; CAMPO S.; IPPOLITO L.: A rear active differential: Theory and practice of a new type of controlled splitting differential and its impact on vehicle behavior. GP C’98, Detroit, 1998.
• [2] DAJNIAK H.: Ciągniki: teoria ruchu i konstruowanie. WKIŁ Warszawa, 1985.
• [3] DENZLER R.; GRANZOW C.; PETER R.; SPIESS M.: Das Hinterachsgetriebe Vector Drive. Automobiltechnische Zeitschrift, Nr. 12, 2007.
• [4] DZIDA J.: Mechanizmy rozdziału mocy w pojazdach. Monografia. Wydawnictwo Akademii Techniczno-Humanistycznej, Bielsko-Biała, 2010.
• [5] DZIDA J.: Rozwój aktywnych mechanizmów różnicowych – systemy Torque Vectoring. Zeszyty Naukowe OBRSM BOSMAL, Bielsko-Biała, Nr. 45/I, 2010, s. 43–50.
• [6] DZIDA J.: Stabilizowanie toru jazdy samochodu przy wykorzystaniu sił napędowych. Zeszyty Naukowe OBRSM BOSMAL, Bielsko-Biała, Nr. 38/IV, 2007, s. 17–29.
• [7] DZIDA J.; MESITI D.: Aktywny mechanizm różnicowy – nowa jakość w sterowaniu pojazdów. Zeszyty Naukowe OBRSM BOSMAL, Bielsko-Biała, Nr. 21/I-II, 2003, s. 37–49.
• [8] FREIMANN R.; WOLTER T-M.; SCHNEIDER E.: Driving Dynamics and hybrid combined in the torque vectoring – Concepts of axle differentials with hybrid functionality and active torque distribution. Vehicle Dynamics Expo 2009, Stuttgart, 2009.
• [9] HOECK M.: Improved Vehicle Dynamics by eLSDs on FWD Vehicles. Vehicle Dynamics Expo 2006, Stuttgart, May 2006.
• [10] SOMMER D.; SCHMIT M.; ROHRACHER J.: Eigenschaften von Allradfahrzeugen. Automobiltechnische Zeitschrift, Nr. 4, 2007, s. 280–287.
• [11] WHEALS J.; BARNBROOK R.; PARKINSON R.; DEAN M.; DONIN R.: Torque Vectoring – Konzept, Ergebnisse und Produktionslosungen. Automobiltechnische Zeitschrift, Nr. 11, 2007.
• [12] Paper published by Honda R&D and Tochigi R&D Center: Development of SH-AWD (Super Handling-All Wheel Drive) System. Vehicle Dynamics Expo 2005, Stuttgart, 2005.
• [13] SMETANA T.; BIERMANN T.; ROHE M.; HEINRICH W.: E-Drive with electrically controlled differential. ATZ Auto Technology, Nr. 5, vol. 11, 2011, s. 53–57.
• [14] www.gkndriveline.com (GKN’s website).
• [15] www.iav.com (IAV’s website).