[发明专利]通过同时夹持而确定车轮的抓地力系数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定在给定路面上运行的车辆车轮的抓地力状况数值特征的方法。

背景技术

公知的是，在给定路面上运行的轮胎的抓地力状况，特别是其抓地力系数极大地依赖于运行状况而改变。其中的主要因素是车轮运行的路面类型、天气状况和温度。

实时地知道运行中的车轮的抓地力状况特别是最大抓地力系数，以便确定其是否接近于丧失其对地面的抓持，这是特别有利的。

涉及车轮抓地力的该信息可以被传递给配备有该车轮的车辆驾驶员，从而使得驾驶员能够相应地适应其驾驶，或者该信息可以被传递到用于监测车辆的路面保持力(road holding)的电子设备。

在现有技术中，特别是在WO 03/066400中已经显示，可以通过对施加在轮胎上的力的三个分量(即，自对准扭矩(self-alignment torque)、轮胎充气压力和轮胎外倾(camber))的测量来确定车轮轮胎的最大抓地力系数。

特别而言，上述文献特别指出，可以当在运行中的轮胎和地面之间的接触区域中存在滑动区域时，确定最大抓地力系数。例如对于同样的横向力，一出现该滑动区域，自对准扭矩就是最大抓地力系数的单调函数。

确定最大抓地力系数的该方法受到限制，因为其只有在较大的加速或制动力之下或者在转弯上才能够进行实施。

文献FR 2 916 412呈现了一种借助于车轮保持器的机动车车轮组件，该车轮保持器通过至少一个枢轴而与车辆相连，从而使车轮的平面能够形成基本为零的第一前束角(toe angle)和非零的第二前束角。该组件包括具有控制设备的双致动器，该控制设备设计为在给定运行状况下使车轮平面移位。

发明内容

在下文中，术语“车轮”应理解为意指由车轮(按照具体含义，其具有轮盘和轮辋)和装配到该车轮的轮辋上的轮胎构成的组件。

通过限定，车辆车轴的每一个车轮与垂直于地面并平行于车辆的前进方向的平面形成角度，该角度称为转向角(steering angle)。当该车轴的车轮的平面在同一根车轴上会合从而向着车辆前部相交时，这被称作“前束设定(toe setting)”。当该车轴的车轮的平面在同一根车轴上会合从而向着车辆后部相交时，这被称作“开放设定(opening setting)”。车轮的外倾角(camber angle)是在垂直于地面且包含车轮轴线的平面中车轮平面与车辆的中平面形成的角度。逆外倾角(或负外倾角)指的是车轮平面在同一根车轴上相交于地面之上的情况。

本发明的主题为一种方法，用于确定表示在给定地面上运行的车辆的车轮的抓地力状况的特征量，所述方法包括如下步骤：

-在车辆的同一根车轴的两个车轮上施加给定的同时进行的转向角变化，对于所述两个车轮而言，所述转向角变化的幅度相同而方向相反；并且

-测量用于所述两个车轮中的至少一个车轮的所述特征量。

根据本发明的该主题，在同一根车轴的两个车轮上施加同时进行的转向角设定，当该车轴为后车轴时，同时进行的转向角设定优选为这两个车轮的同时进行的前束角(toe in angle)设定，当该车轴为前车轴时，所述同时进行的转向角设定优选为这两个车轮的同时进行的前张角(toe out angle)设定。该同时进行的前束角(或开放角)设定的优点在于，由这两个车轮产生的横向力基本彼此抵消且彼此抵偿。因此，车辆的动力平衡不受干扰。具体而言，当车辆直线行驶时，即在实际中的任何时刻，该同时进行的前束角(或开放角)设定都是可行的。

根据一个特别简单的实施方案，在同一根车轴的两个车轮的转向角中可以施加单一的同时进行的变化。优选地，数个同时进行的转向角变化相继施加在同一根车轴的两个车轮上，对于所述两个车轮而言，转向角中的所述变化的幅度相同，而方向相反。

这样就实现了利用可变前束角(开放角)幅度而在同一根后车轴(或前车轴)的两个车轮上施加的同时进行的前束角(或开放角)设定。

优选地，在所述两个车轮上施加了给定的同时进行的转向角变化之后，在车辆的运行距离大于车轮的滚动周长的一半之后测量所述特征量。这样能使由车轮传递的力稳定化。

所测得的特征量可以是车轮的自对准扭矩M_Z。

所测得的特征量也可以是车轮的侧向力F_Y。

对于给定的转向角，这两个测量值中的每一个都实时地给出了轮胎的抓地力状况的第一估值，这会相当有用。