CN102844652B - 用于表征及改进车辆性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对包括悬架设备的给定车辆的直线性能进行表征的方法。对于参数（Fy）的给定值，该参数的变化量更改了悬架设备（16、18）中产生的摩擦：A）将偏压循环应用于悬架设备（16、18）从而识别出所述悬架设备（16、18）中存在的摩擦，并且B）对于每个悬架设备（16、18），确定与表征的摩擦相关的指标的值。通过改变参数（Fy）来重复步骤A和B以得到根据可变参数（Fy）的指标的变化量。对于每个悬架设备（16、18），确定可变参数（Fy）的值的范围，在该范围内，指标大于给定车辆的预定阈值。

Description

用于表征及改进车辆性能的方法

技术领域

本发明涉及对车辆道路性能进行改进的领域。

背景技术

在车辆的设计中，设计人员进行了大量的实验，旨在改进车辆的性能。这些实验包括所谓的客观实验，其可以定量地描述车辆的性能，以及所谓的主观实验，其可以用于定性地描述车辆的性能。通过驾驶车辆的测试者来进行主观实验并且在其印象的基础上对其特征进行描述。

客观实验特别地包括刹车、抓地力和安全性实验。主观实验特别地包括涉及直线性能、一般性能和主动安全性的项目。直线性能包括车辆较低的侧向加速所进行的操控，例如所谓的方向性、直线度、驱动核准、定中和其他此类操纵。

涉及直线性能的项目的目的在于其特别地将车辆的响应描述为应力的函数，通常为测试者施加在方向盘上的小角度的调整的响应，换句话说，例如响应于方向盘的角度改变，在方向盘上的扭矩或者车辆的偏转是如何定性和定量地改变的。因此，例如，显示了线性响应的车辆所显示出的性能通常由测试者判定为满意，然而小角度旋转方向盘并不存在响应的车辆所显示出的性能通常被测试者判定为是无法接受的。

当测试者判定车辆的直线性能是无法接受时，测试者将车辆更改然后重测，以便测试者检查车辆随着所做的更改是否显示出令人满意的性能。因为对于测试者来说无法接受性能的原因是未知的，所以对待进行的更改请求源自所述测试者的经验。该请求非穷尽性地涉及轮胎、车轮、转向系统、悬架设备的几何形状和元件。重复上述所列步骤直到车辆显示了令测试者满意的直线性能。

因此车辆的设计相当地漫长且昂贵。

在下文中，取决于上下文，术语“车轮”应当以具体含义进行理解，则车轮由轮盘和轮辋组成，或者理解为广泛的含义，则车轮对应于由车轮（轮盘和轮辋）和轮胎组成的已安装组件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以迅速地改进车辆直线性能的方法。

为此，本发明的主题是一种用于表征给定车辆的性能的方法，该车辆包括车身、至少一个车轮以及至少一个将所述车轮联接至的所述车身的悬架设备，其特征在于

对于参数的给定的值，该参数的变化量更改了所述悬架设备中产生的摩擦：

（A）将至少一个预定的应力循环应用到每个悬架设备从而识别出所述悬架设备中存在的摩擦，并且

（B）对于每个悬架设备，确定与所述应力循环中表征的摩擦相关的指标的值，

通过改变可变参数来重复步骤A和B，从而根据至少一个所述可变参数得到与每个悬架设备中产生的摩擦所相关的指标的变化量，并且

对于每个悬架设备，确定所述可变参数的至少一个值的至少一个区间，在所述区间内，与摩擦相关的所述指标大于所述给定车辆的预定阈值。

发明人在本发明之后已经意外地发现可以由偏转来转移侧倾的阶段：因此，对于在方向盘上给定的应力来说，侧倾移动越迟缓，车辆的偏转响应越迅速并且性能的评估越优秀。因此，在本发明背后发明人想到将车辆的侧倾进行固定，该车辆由于在车辆的悬架设备上所作出的偏转响应格外地缓慢而被判定为直线性能无法接受。实际上，悬架设备能够至少在车辆的初始偏转响应阶段期间延缓车辆的侧倾。为了避免车辆的侧倾，发明人因此想到将摩擦引入到悬架设备中，以便在车辆初始偏转响应阶段随时地阻碍悬架。

该摩擦是干式的，也就是说其是由两个彼此相互接触的固体的摩擦所产生的。

该摩擦例如通过插入到车身和车轮之间的摩擦产生装置而能够直接引入到悬架设备中。通过将大量的力的值直接应用在悬架设备上来改变摩擦值。然后该力构成了可变参数。

这种摩擦也能够间接引入到悬架设备中，例如通过车轮（在由车轮和轮胎组成的装配组件的含义下的车轮）所产生的额外的螺旋力。该应用于车轮中心的附加的螺旋在车轮上产生了附加的扭矩，其更改了悬架设备的操作点，从而更改了在其元件之间产生的摩擦。能够通过更改由车轮产生的附加的螺旋来改变摩擦值。例如，在MacPhearson悬架设备的情况下，通过由悬架设备上的轮胎的附加扭矩所施加的剪切力而导入摩擦。

根据本发明的表征的方法使其可以确定怎样更改车辆以及怎样量化摩擦，从而使直线性能令人满意。

通过根据本发明的方法，对于给定车辆，确定与摩擦相关的指标作为可变参数的函数而如何变化。因此，可以确定哪个参数值必须应用于车轮或悬架设备，以在悬架设备中充分地引起了高摩擦，从而在车辆初始偏转响应阶段中固定悬架设备。与摩擦相关的指标可以是摩擦消耗的能量、摩擦力或甚至为摩擦功。其是能够由悬架设备中所产生的摩擦来确定的量。

将会注意到，根据本发明的表征方法能够应用于设置了一个或多个悬架设备的任意的车辆，而不管所使用的悬架设备类型如何：双三角型、多臂车轴型、摇臂桥型或MacPhearson等。

此外，该表征方法特定于每个车辆。实际上，根据本发明的方法的目的在于：在间接引入摩擦的情况下，识别在车辆初始偏转响应阶段中固定悬架所需的附加车轮中心螺旋的值。在某些车辆中，该值越高，摩擦也越大，在初始偏转响应阶段中固定悬架越牢固并且车辆的直线性能越优秀。相反地，在其他车辆中，该值越低，则摩擦越大，在初始偏转响应阶段中固定悬架越牢固并且车辆的直线性能越优秀。在其他车辆中，摩擦仅在一个或多个区间上是高的并且在这个或这些区间之外是低的。

因为在扭转中车身并不是无限刚性，所以给定车辆的直线性能也根据前底盘或后底盘特征的更改而进行不同的更改。因此，对于某些车辆，在车辆初始偏转响应阶段中，固定后悬架设备对直线性能没有影响，然后对其他车辆，在车辆初始偏转响应阶段中，固定后悬架设备使其可以得到展现出令人满意的直线性能的车辆。

有利地，给定车辆包括第一和第二车轮以及将第一和第二车轮分别联接至车身的第一和第二悬架设备。

优选地，两个车轮形成同一车辆的车轴的相对的车轮。

因此，可以表征车辆的总体性能。

有利地，在应力循环期间：

-每个车轮在被称为竖直的方向上位移，该竖直的方向大体上平行于所述车轮的竖直方向，并且

-对于可变参数的每个值，作为所述竖直方向上所述车轮的位移的函数测得在所述竖直方向上施加在每个车轮上的力的变化量。

优选地，第一和第二车轮在竖直方向上沿相反的方向同时位移。因此，模拟了车辆的侧倾以便在其偏转响应中最好地表征车辆的性能。

对于每一个悬架设备，与摩擦相关的指标的值作为在所述竖直方向上施加在每个车轮上的力的函数而由每个车轮位移循环的滞后性确定。

该滞后性粗略地代表了以摩擦的形式而消耗的能量，在应力循环中该摩擦直接或间接地引入到悬架设备中。

在一个实施方式中，可变的参数包括在大体上平行于车轮横向方向的方向上应用于每个车轮的力Fy。

该力在大体上平行于车轮纵向方向的轴线周围产生附加的扭矩，其在每个悬架设备中引起了被称为剪切力的力，并且因此该力更改了悬架设备的操作点而且因此能够在每个悬架设备元件之间引起摩擦变化量。

有利地，对至少一个Fy值执行步骤A和B，然后与之前值相反的Fy值执行步骤A和B。其使得可以相当全面地探索可变参数的可行的值。

在另一个实施方式中，可变参数包括每个车轮的偏移值。

有利地，对等于给定变化量所更改的初始偏移值的至少一个偏移值执行所述步骤A和B，然后对等于与前述变化量相反的变化量所更改的初始偏移值的偏移值执行所述步骤A和B。其使得可以相当全面地探索可变参数的可行的值。

在另一个实施方式中，可变参数包括悬架设备的倾斜角度或转向误差角度。

根据可选的特征，如果所述方法在包括框架的试验台上进行，则将所述车身相对于所述框架进行固定。因此，直接或间接引入到每个悬架设备中的摩擦的值得以精确地确定。

本发明另一个主题是一种用于改进给定车辆的性能的方法，其特征在于：

-通过实施以上限定的表征方法来表征给定车辆的性能，

-更改所述给定车辆以便在所述悬架设备中产生摩擦，从而使与已更改的车辆的摩擦相关的所述指标大于或等于预定阈值。

如上详细所述，能够通过直接作用在悬架设备上来更改车辆，例如通过添加摩擦产生装置，从而在车辆初始偏转响应阶段中对侧倾进行固定。还可以通过间接作用在悬架上，例如通过更改施加在悬架设备上的扭矩而更改车辆。

在这两种情况下，对作用在悬架设备中的摩擦进行更改以便在其初始偏转响应阶段中固定车辆的侧倾。摩擦可以发生在形成导沟的悬架设备的两个元件之间，发生互相旋转接触移动的两个元件之间，或者发生在悬架设备的元件和车身元件之间，或者甚至发生在悬架设备元件和车轮元件之间。

给定车辆的性能能够借助以下可选特征来更改：

-因为已安装的组件包括车轮和轮胎，所以更改轮胎和/或车轮。轮胎的更改特别地包括体系结构的更改，例如组合物和制成该轮胎不同层的几何形状的更改，或者或其胎面雕纹的更改。车轮的更改特别地包括对车轮硬度、轮辋直径和车轮偏移（轮辋偏移）的更改。

-因为已安装的组件包括带有轮盘和轮辋的车轮以及轮胎，所以环装配在轮辋和轮胎之间。通过对环的特征进行调整，尤其对设置环的车轮的侧面或者环的尺寸进行调整，可以调整已安装的组件施加在悬架设备上的扭矩值。

-通过至少一个参数来更改车辆的至少一个悬架设备的几何形状，所述参数选自：车辆的平行对齐度、车辆的静态车轮外倾角、每个悬架设备的转向误差角度以及每个悬架设备的倾斜角度。

-因为车辆包括轮毂，因此垫片装配在轮毂和车轮之间。

附图说明

在阅读了以下的描述时会更好的理解本发明，该以下的描述作为非限制性实例而单独给出并且参考了附图，其中：

-图1和2显示了给定车辆的偏转角度的响应作为方向盘角度的函数；

-图3和4显示了悬架设备行程的变化量作为时间的函数；

-图5是在之前限定的具体含义下的车辆的车轮的轴向横截面图；

-图6至10显示了根据应用于给定车辆的本发明实施方式的表征方法；

-图11A、11B和12显示了根据应用到给定车辆的第一实施方式的表征方法的结果；

-图13和14类似于图5，其示出了在根据应用于给定车辆的本发明第二实施方式的表征方法期间车轮的两种更改；

-图15至20显示了根据应用于与图11A、11B和12不同的其他车辆的第一实施方式的表征方法的结果；

-图21至24显示了分别根据用于改进车辆的方法的第一、第二、第三和第四实施方式对车辆所作出的更改。

具体实施方式

图1显示了对于两种类型的轮胎而言将偏转角度α_L的变化量作为给定车辆V的方向盘角度α_V的函数。所显示的曲线表示了分别设有轮胎AA（实线）和BB（虚线）的车辆V的响应。

方向盘角度αV的两个角度区间L1、L2被进行了区分。在从0°至4°范围的角度区间L1中,带有轮胎AA或BB的车辆V的响应几乎是零。在实践中，在区间L1中偏转角度α_L少于1°。在从4°至10°范围的区间L2中，带有轮胎BB的车辆V的响应延迟。在实践中，在偏转角度值α_L=4°下，轮胎AA所需的转向角度α_V比轮胎BB少大约2°。在区间L2范围内，因此轮胎AA表现出了比轮胎BB更好的响应。

图2示出了在车辆V更改之后装配有相同轮胎AA和BB的车辆V，以便在初始偏转响应阶段中通过引入其静摩擦来固定车辆的侧倾。在区间L2中，装配了轮胎BB的车辆V的响应现在等同于并未改变的装配了轮胎AA的相同的车辆V。在区间L2的范围中，轮胎AA和BB因此显示出了良好的且大体上等同的响应。

图3示出了在车辆V偏转响应期间：

-将装配了轮胎AA的车辆V的悬架的行程的变化量作为时间的函数，并且对于其直线性能已经判定为令人满意（实线），

-将装配了轮胎BB的车辆V的悬架的行程的变化量作为时间的函数，并且对于其直线性能已经判定为无法接受的（虚线）。

装配了轮胎AA的车辆V的悬架从方向盘上开始被施加应力起计算大约0.5s的持续时间大体上是不活动的，从而在该持续时间中行程大体上为零。相反地，装配了轮胎BB的车辆V的悬架在该持续时间是活动的，如此发生大约0.5mm的行程。从方向盘上开始施加应力起，该0.5mm的行程引起了车辆V的侧倾。该侧倾对应于车辆车身绕着大体上平行于车辆V纵轴线的轴线发生倾斜。

在本发明之后发明人意外地发现，当车辆开始转弯时，车辆侧倾移动越延迟，则偏转角度α_L的响应越快，并且车辆V的直线性能就越优秀。参考图1和2，这相当于尽可能减小区间L1，在该区间中响应几乎为零。

其已经通过参考图4所证实，图4显示了装配有轮胎AA（实线）的车辆V的悬架的行程变化量和在更改了车辆V之后安装轮胎BB（虚线）的车辆V的悬架的行程变化量，从而通过引入静摩擦而从对方向盘施加应力开始计算大约0.7s的持续时间内固定悬架设备。在这两种情况下，车辆V的悬架设备在对方向盘施加应力开始计算大约0.7s的持续时间中大体上是不活动的，因而在该持续时间内该行程大体上为零。在这两种情况下，车辆V显示出由测试者判定为令人满意的直线性能。

图5示出了之前所限定的具体含义的车辆车轮，其包括轮盘D和轮辋J。

图5也示出了通常在车轮上被识别的的几何元件，即车轮的中面M、车轮的轴线A、在中面M和车轮的轴线A之间的交叉点所限定的点MA以及车轮的中心CA。中心CA是由车轮的轴线A和旨在承载在轮毂（承载车轮）上的轮盘D的表面的交叉点所限定的点。

图5还示出了以MA为起点的几何坐标系，称之为车轮坐标系。该坐标系包括互相正交的轴线X、Y和Z，分别对应于车辆车轮的通常的纵向（轴线X）、横向（轴线Y）和竖直（轴线Z）方向。

应该注意的是，按照惯例，轴线Y的正方向是从车辆的外侧导向至内侧，并且轴线Y的负方向是从车辆的内侧导向至外侧。

当例如图5中所显示的两个车轮形成为同一个车轴的相对的车轮时，其每一者形成了对方的镜像。因此同样应用于分别联接至车轮点MA的车轮的坐标。

还应该注意的是，按照惯例，当扭矩趋向于减少车轮倾角的时候，大体上纵向轴线的扭矩被认为是正的，并且当扭矩趋向于增加车轮倾角的时候，其被认为是负的。要重提的是，车轮的倾角是在在车轮中面M和车辆中面之间垂直于地面并且含有车轮的轴线A的平面中所形成的角度。当同一个车轴的车轮的中面M在地面上方相交时，使用术语反倾（或负倾）。

最后，应该注意的是车轮的偏移Dy（例如图5中所代表的）是点CA和MA之间的距离。在图5中，车轮的偏移值是Dy0。

下面描述了根据本发明第一实施方式的表征方法。其特别参考了图6至12。

通过车辆V和KNC（动力学和适应性）类型的试验台的方法来实施所述表征方法。

车辆V包括车身10、之前限定的广泛含义下的第一和第二车轮12、14以及分别将第一和第二车轮12、14联接至车身10的第一和第二悬架设备16、18。每个设备16、18以双三角型悬架设备在图6至10中示例性地表示。作为变型，每个设备16、18能够是MacPhearson或摇臂桥型或多臂等类型。

两个车轮12、14形成在同一车辆的车轴（前或后）的相对的车轮。每个车轮12、14具有车轮坐标系，该车轮坐标系与对图5所代表的车轮进行限定的车轮坐标系相关。

试验台包括第一和第二活动支撑架20、22以及固定框架（未表示），所述活动支撑架20、22分别承载着第一和第二车轮12、14。车身10相对于框架而固定。

根据表征方法，每个车轮12、14以及因此的每个悬架设备16、18是施加了应力，从而在给定车辆方向盘施加应力期间对车辆V所经历侧倾进行模拟。为此，大体上平行于车轮坐标系的轴线Z的相对于车身10的车轮12、14的竖直位移的循环是通过支撑架20、22来施加的。一个车轮的位移是在与另一个车轮位移的方向的相反方向上进行的。

在车轮12、14的位移（该位移在这些设备16、18中产生摩擦）期间，悬架设备16、18被施加应力。

该方法使用的参数是为了更改该摩擦而进行改变。

在本发明表征方法的第一实施方式中，可变参数为应用于每个车轮、大体上平行于车轮坐标系的轴线Y的力Fy。

因此，在根据在本发明的第一实施方式的方法中，随着车轮12、14位移，相同模量的第一和第二力Fy通过支撑架20、22分别同时施加于第一和第二车轮12、14。

第一和第二力Fy在大体上平行于车轮坐标系的轴线X的轴线周围产生第一和第二附加扭矩C12、C14。在该第一实施方式中，每个附加扭矩C12、C14由乘积Fy.Re所限定，其中Re是每个车轮12、14的平面半径。附加扭矩C12、C14作为可变参数Fy的函数而改变。

力Fy的变化量具有更改悬架设备16、18的操作点、并且因此更改在悬架设备16、18中所产生的摩擦的效果。

车轮12、14的应力循环以及因此的悬架设备16、18的应力循环，按照表征方法的第一实施方式将在下面更加详细地进行描述。

在第一应力循环（图6至图8）中，通过考虑每个车轮12、14在其各自车轮坐标系，施加在车轮12、14的力Fy为正的，从而将附加的扭矩C12、C14在彼此镜像的方向上施加至车轮。

并且，参考图6至8，能够看到的是，在第一应力循环中：

-在第一步骤期间，车轮12从图6所显示的静止位置竖直位移至图7所显示的最高的位置，并且车轮14从图6所显示的静止位置竖直位移至图7所显示的最低的位置，然后

-在第二步骤期间，车轮12从图7的最高位置竖直位移至图8所显示的最低位置，并且车轮14从图7的最低位置竖直位移至图8所显示的最高位置，并且

-在第三步骤期间，车轮12从图8的最低位置竖直位移至图6的静止位置，并且车轮14从图8的最高位置竖直位移至图6的静止位置。

在第二应力循环之中（图6、9和10），考虑到车轮12、14在其各自的轮胎坐标系，施加于车轮12、14的力Fy是负的，从而扭矩C12、C14在相对于第一应力循环的反方向上进行应用。

而且，在第二应力循环中，车轮12、14竖直位移的步骤的执行类似于第一循环（参见图6、9和10）。

每个循环施加应力于每个设备16、18，以便识别每个设备16、18中存在的摩擦。

在该第一和第二应力循环期间，由每个支撑架20、22施加在每个车轮12、14上的平行于车轮坐标系轴线Z的力Fz的变化量作为在该竖直方向上每个车轮12、14的位移函数而进行测量。

通过改变参数（此处为力Fy）来重复第一和第二循环。然后得到图11A和11B，其显示了对于所有可变参数Fy的值，力Fz的变化量作为每个车轮12、14各自的竖直行程的函数。因此，对于Fy的每个值，所述变化量采取了展现出滞后性的滞后循环的形式。对于每个Fy值，在本情形中是基于每个循环的滞后的情况，对相关在应力循环中所表征的摩擦的指标的值进行了确定。在适当的情况下，滞后性对应于在每个悬架设备16、18中消耗的能量，该消耗的能量采取了在每个设备16、18中（例如在每个设备16、18的元件之间）产生的摩擦力Fr的形式。相关摩擦的指标的变化量（在此为摩擦力Fr）作为可变参数的函数（在此为Fy）已经被确定。

然后得到图12，其显示了对于给定车辆V的相关摩擦（在此为Fr）的指标的变化量，摩擦的变化量作为可变参数的函数（在此为Fy）。每个设备16（细线）、18（粗线）的摩擦力Fr的变化量大体上是类似的并且显示出三个区间Z1、Z2和Z3。在称为低摩擦区间的区间Z1中，对应于包含在区间[-50；250]的Fy的值，每个设备16、18的摩擦力Fr的值大体上等于325N（设备16）和350N（设备18）。在称为过渡区间的区间Z2中，对应于包含在区间[-100；-50]及[250；300]的Fy的值，摩擦力Fr的值在325和380N之间（设备16）迅速变化和350N和425N之间（设备18）迅速变化。在称为高摩擦区间的区间Z3中，对应于包含在区间[-500；-100]及[300；500]的Fy的值，每个设备16、18的摩擦力Fr的值大体上等于380N（设备16）和425N（设备18）。

此处表征的车辆V所具有的相关摩擦的指标的预定阈值为375N，超过该值的直线性能是令人满意的。

借助根据本发明表征方法的优点，在区间Z1中，能够期待车辆V在初始偏转响应阶段中显示出相对早的侧倾，这是因为摩擦力Fr太小以至于不能固定每个设备16、18。能够期待测试者判定该直线性能为无法接受的。

在区间Z2中，因为摩擦力Fr迅速变化，因此能够期待车辆V在初始偏转响应阶段中显示出可变的侧倾。能够期待测试者判定该直线性能为不恒定的并且因此是无法接受的。

最后，在区间Z3中，因为摩擦力Fr高到足以固定每个设备16、18，所以能够期待车辆在初始偏转响应阶段中显示出相对延迟的侧倾。能够期待测试者判定该直线性能为令人满意的。

因此，能够通过在初始偏转响应阶段中固定车辆的侧倾而改进车辆V的直线性能。为了固定侧倾，将摩擦力Fr的值增加至超过预定阈值，在此为375N。例如，能够更改每个轮胎，以便其产生模量高于300N的正力Fy或模量高于100N的负力Fy。

下面描述根据本发明第二个实施方式的表征方法。特别参考图13和14以及之前附图中已经引入的大量的参考标号。相同的参考标号在做了必要修改之后将指代与之前附图中所描述的元件相同或类似元件，因此便不再将其示出。

通过车辆V和KNC（动力学和适应性）类型的试验台的方法，按照之前的实施方式来实施根据第二实施方式的表征方法。

在根据第二实施方式的表征方法中，可变参数是每个车轮12、14的偏移Dy，该偏移Dy例如从初始值Dy0而改变了+/-h。因此，在该实施方式中，并没有施加之前实施方式所限定的力Fy，但是车轮施加在悬架设备上的力的应用点被带到更加接近于车身或者移动至远离于车身。因此在大体上平行于车轮坐标系的轴线X周围产生了第一和第二附加扭矩C12、C14。这些附加扭矩C1、C2作为参数Dy的变化量的函数是可变的。在该实施方式中，仅通过乘积Fz.Dy来限定每个附加扭矩C12、C14，其中Dy=Dy0+/-h，h为每个车轮的偏移变化量，并且Fz是通过支撑架20、22施加在每个车轮12、14之上的平行于车轮坐标系的轴线Z上的力。

考虑到h为正，为了能够施加等于Dy0+h的偏移值（参见图13），也就是说，为了能够将应用车轮的力的点移动至更加接近于车身，可以对车轮轮盘D进行加工以更改车轮的轮辋偏移。

为了将偏移返回到其初始值，或者为了能够施加等于Dy0-h的偏移值（参见图14），也就是说为了能够将应用车轮力的点移动远离车身，可以添加适当厚度的垫片。

按照表征方法的第二实施方式，在下面将会更加详细地描述车轮12、14的应力循环。

在第一应力循环中，将等于Dy0+h的偏移值（参见图13）施加在每个车轮12、14上。通过加工轮盘D来得到该值Dy0+h。因此在大体上平行于车轮坐标系的轴线X周围产生第一和第二附加扭矩C12、C14。在彼此镜像的方向上将附加扭矩C12、C14应用至车轮。

并且，在该第一应力循环中，车轮12、14以类似于根据本发明第一实施方式的表征方法所描述的方式竖直地位移。

在第二应力循环中，将等于Dy0-h的偏移值施加在每个车轮12、14上（参见图14）。通过添加适当尺寸的垫片来得到该值Dy0-h。因此产生第一和第二附加扭矩C12、C14，该第一和第二附加扭矩C12、C14作用在相对于第一应力循环的相反方向上。

在每个应力循环期间，将施加在每个车轮12、14上的力Fz的变化量作为每个车轮12、14竖直位移的函数来进行测量。

通过改变参数（此处为偏移Dy）来重复第一和第二循环。因此得到力Fz的变化量作为每个车轮12、14分别竖直行程的函数，以用于所有的数值Dy。因此，对于每个Dy的值，变化量表现为显示出滞后性的滞后循环的形式。对于每个Dy值，相关在应力循环中所表征的摩擦的指标的值（在此为基于每个循环的滞后的基础上）被进行了确定。因此已经确定相关摩擦（在此为摩擦力Fr）的指标的变化量作为可变参数（在此为Dy）的函数。

在未显示的第三实施方式中，例如通过拉紧或放松施加在摩擦产生装置上的应力（该摩擦产生装置布置在悬架设备中的装置中）而将力直接应用在悬架设备上，从而改变摩擦力Fr。

在根据本发明的表征方法的上述不同的实施方式中，该方法应用于两个形成车辆V的同一车轴的相对车轮的车轮12、14。作为变型，根据本发明的表征方法能够应用于车辆的单个车轮。通常，车辆包括至少两个前车轴和后车轴，从而根据本发明的表征方法会优选地应用于第一车轴的车轮，然后应用于第二车轴的车轮。

还是作为变型，可变参数也能够包括车轮的倾斜角度或转向误差角度。

无论何种实施方式，悬架设备的摩擦力Fr的变化量作为可变参数的函数对每个车轮都是特定的。因此，每个车辆显示出必须被研究的独特的性能。

作为实例，图15至19示出了对于六种不同类型车辆的车轮和右前设备而言，摩擦力Fr的变化量作为力Fy的函数。

参考图15和16所测试的车辆显示了摩擦力Fr的值，无论力Fy的值是多少摩擦力Fr的值都为恒定的。因此，无法通过更改车辆以在其初始偏转响应中将其侧倾固定从而对车辆的直线性能进行改进。车辆需要进行的其他更改。对于这些车辆，最好是确定摩擦力Fr的适合值，其可以在其偏转响应将车辆的侧倾充分地固定，同时不会过分的硬化每个设备16、18，这种硬化会不利于车辆的舒适性。因此根据车辆性能和舒适之间的权衡来确定摩擦力Fr的值。

参考图17进行测试的车辆所显示的摩擦力Fr的值随着力Fy的值而增大。因此，能够通过在初始偏转响应中将车辆的侧倾更加牢靠的固定而改进车辆的直线性能。在该实施方式中，有必要将摩擦力Fr的值增大至超过预定阈值（此处为325N）以固定侧倾。因此，可以更改车辆（例如通过更换轮胎），以便其产生模量为300N的并相对于轴线Y为正方向的力Fy，也就是说使得摩擦力Fr大于325N。但是，如上所述，最好确定摩擦力Fr的适合值，以便每个设备16、18不会被过分的硬化，从而找到性能和车辆舒适之间的良好的权衡。

相反地，参考图18进行测试的车辆显示出摩擦的值随着力Fy的值而降低。在该实例中，摩擦力Fr的值必须增大至超过预定阈值（此处为325N）以固定侧倾。因此，可以更改车辆（例如通过更换轮胎），以便产生模量为300N的并相对于Y轴为负方向的力Fy，也就是说使得摩擦力Fr大于325N。

参考图19进行测试的车辆的摩擦力Fr的变化量显示了低摩擦值的区间Z1（其对应于此处包含在[-500；-50]和[200；500]区间的Fy值）、过渡区间Z2（其对应于包含在[-50；0]和[50；200]区间的Fy值）以及高摩擦值的区间Z3（其对应于包含在[0；50]区间的Fy值）。在该实例中，摩擦力Fr的值必须增大到超过预定阈值（此处为325N），也就是说，在尽可能有利的Fr值的范围内以固定侧倾。因此，可以更改车辆（例如通过更换轮胎），以便产生具有在0和50N之间的低模量并相对于Y轴为正方向的力Fy，也就是说使得摩擦力Fr大于325N。

因此，如在显示了图12和19的曲线叠加的图20中所表示的那样，如果图12的车辆的表征方法的结果用于图19的车辆中，那么车辆的性能将会退化并且不会改进。这是由于在图12中，高摩擦值的区间Z3并且因此对应的直线性能是令测试者满意的，其对应于图19的车辆的低摩擦值的区间Z1并且因此对应的性能是令测试者无法接受的。因此，如果更改图12的车辆的轮胎以便其产生模量300N的并且在Y轴线的正方向上的力Fy，或者产生模量100N的并且在Y轴线的负方向上的力Fy，那么会得到显示出令测试者满意的直线性能的车辆，相反，通过对图19车辆应用相同的更改，得到的车辆中悬架设备的摩擦力Fr太低，因此在其偏转响应中存在较早的侧倾并且因此该直线性能是令测试者无法接受的。

为了改进给定车辆的性能，也可以通过在至少一个悬架设备中添加摩擦产生装置来更改给定车辆。摩擦产生装置适合于在悬架设备中产生摩擦，从而使得力Fr大于或等于预定阈值，也就是说，对于给定车辆在对应于摩擦力Fr的最高值的有利范围内。因此，更改给定车辆以便随时在方向盘上沿着应力而固定其侧倾。

图21通过显示出更改后的给定车辆的悬架设备30而示出了改进方法的第一实施方式。设备30包括杆32和套管34。设备30还包括轴封，该轴封包括螺母38、附接至套管34的锁定螺母40、由可变的并且有摩擦的材料（有利地为密封材料或聚氨基甲酸脂）制成的环42、以及锥形环44。在拧紧螺母38的效果下，密封环42在锥形环44和螺母40之间变形，这增加了密封环42和杆32之间的摩擦。

图22通过显示出更改后的给定车辆的另一种类型的悬架设备50的而示出了改进方法的第二实施方式。设备50包括用于将设备50紧固至给定车辆车轮的构件52和用于将设备50紧固至车辆车身的构件54。设备50还包括铰接装置56以用于将构件52、52相对于彼此铰接。铰接装置56包括臂58，该臂58一方面通过绕着轴线A1、A2的双枢转连杆60联接至构件54，另一方面通过一对球窝接头62、64而联接至构件52。通过添加摩擦环66和分离环68来更改设备50，其中在构件54的底座70和臂58之间设置有针。在臂58的另一侧添加了预应力弹簧72来补偿环66的磨损，并添加有螺母74从而用于将弹簧72、臂58和环66、68对着底座70而拧紧。这些添加元件安装在轴线A1上。作为变型，它们安装在轴线A2上。

为了改进给定车辆的性能，也可以更改该给定车辆以在至少一个悬架设备中间接产生摩擦。所产生的摩擦力会大于或等于给定车辆的预定阈值。因此，对给定车辆进行更改以在其偏转响应中固定其侧倾。

参考图23，现在通过显示包括轮胎P的给定车辆的前左车轮14而描述了改进方法的第三和第四实施方式。施加在车轮坐标系轴线X上的扭矩对悬架设备80具有影响。为了改进给定车辆的性能，更改扭矩以便在悬架设备中扭矩所产生的摩擦力Fr大于或等于预定阈值。

为了在其偏转响应中固定给定车辆的侧倾，对车辆V进行更改以便更改由车轮14在设备80上轴线X的周围所施加的合成扭矩的值。可以对参与了该合成扭矩的两个扭矩MXy和MXz进行更改。

第一扭矩MXy由MXy=FY.Re来限定，其中FY是当侧倾平行于车轮坐标系的方向Y时地面施加在轮胎P上的力，并且Re是车轮14的平面半径。

第二扭矩MXz由MXz=FZ.Dy来限定，其中Fz是平行于车轮坐标系方向Z的由地面施加在轮胎P上的力，并且Dy是车轮的偏移。

每个扭矩MXy、MXz在悬架设备80上产生应力，其造成在该设备80中（例如在减震器82上）出现摩擦，并且因此造成在车辆初始偏转响应阶段中固定侧倾。取决于每个悬架设备16、18的类型，每个扭矩MXy、MXz产生应力，其将会在悬架设备中产生或多或少的摩擦。

在改进方法的第三实施方式中，更改了车轮14。在适当的情况下，并且如图24中所表示的那样，车轮14包括轮辋86（轮胎P装配在该轮辋86上）。通过在轮辋86和轮胎P之间添加环88而更改已安装的组件14，从而更改给定车辆。环88造成轮胎P的不对称，其主要更改FY并因此更改了MXy。作为实例，环88具有4和5mm之间的直径，使得可以将扭矩MXy增加或减少3N.m。

在改进方法的第四实施方式中，通过更改Dy而更改了扭矩MXz。在适当的情况下，给定车辆包括轮毂，垫片装配在轮毂和车轮14之间。因此，增加了Dy并且增加了MXz。作为实例，厚度为1mm的垫片可以更改直线性能以便使其成为令人满意的，即使其在没有垫片的情况下是无法令人接受的。

本发明并不限于以上所述的实施方式。

在实践中，能够通过更改至少一个悬架设备的几何形状而更改扭矩MXy和/或MXz。车轮的前束或后倾的小的变化量产生相对明显的扭矩。因此容易得到足够高的扭矩以在其偏转响应中固定车辆的侧倾同时保留与设计人员的其它需要相兼容的平行对齐。

作为变型，轮胎P或者轮胎P的属性（例如其对称性）能够被更改。

在每个参考图23所述的每个实施方式中，仅更改MXy或MXz。作为变型，通过在悬架设备中添加摩擦产生装置而会更改MXy和/或MXz并且/或者更改车辆。

而且，可以更改车辆以便更改和/或创建并非平行于每个车轮纵向方向的扭矩。

Claims (18)

1.一种用于表征给定车辆(V)的性能的方法，该车辆(V)包括车身(10)、至少一个车轮(12、14)以及至少一个将所述车轮(12、14)联接至所述车身(10)的悬架设备(16、18)，其特征在于

对于可变参数(Fy；Dy)的给定值，该参数的变化量更改了所述悬架设备(16、18)中产生的摩擦：

A)将至少一个预定的应力循环应用到每个悬架设备(16、18)从而识别出所述悬架设备(16、18)中存在的摩擦，

B)对于每个悬架设备(16、18)，确定与所述应力循环中表征的摩擦相关的指标(Fr)的值，

通过改变可变参数(Fy；Dy)来重复步骤A和B，从而根据至少一个所述可变参数(Fy；Dy)得到与每个悬架设备(16、18)中产生的摩擦所相关的指标(Fr)的变化量，并且

对于每个悬架设备(16、18)，确定所述可变参数(Fy；Dy)的至少一个值的至少一个区间(Z3)，在所述区间(Z3)内，与摩擦相关的所述指标(Fr)大于所述给定车辆(V)的预定阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述给定车辆(V)包括第一和第二车轮(12、14)以及分别将所述第一和第二车轮(12、14)联接至所述车身(10)的第一和第二悬架设备(16、18)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述两个车轮(12、14)形成所述车辆(V)同一个车轴的相对的车轮。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中在所述应力循环期间：

-每个车轮(12、14)在被称为竖直的方向上位移，该竖直的方向大体上平行于所述车轮的竖直方向(Z)，并且

-对于可变参数(Fy，Dy)的每个值，作为所述竖直方向(Z)上所述车轮(12、14)的位移的函数测得在所述竖直方向上施加在每个车轮(12、14)上的力(Fz)的变化量。

5.根据权利要求2所述的方法，其中在所述应力循环期间：

-每个车轮(12、14)在被称为竖直的方向上位移，该竖直的方向大体上平行于所述车轮的竖直方向(Z)，并且

-对于可变参数(Fy，Dy)的每个值，作为所述竖直方向(Z)上所述车轮(12、14)的位移的函数测得在所述竖直方向上施加在每个车轮(12、14)上的力(Fz)的变化量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一和第二车轮(12、14)在所述竖直方向(Z)上沿相反的方向同时位移。

7.根据权利要求4所述的方法，其中对于每个悬架设备(16、18)，与摩擦相关的指标(Fr)的值作为在所述竖直方向上施加在每个车轮(12、14)上的力(Fz)的函数而由每个车轮(12、14)位移循环的滞后性确定。

8.根据权利要求4所述的方法，其中所述可变参数包括在大体上平行于所述车轮的横向方向(Y)的方向上应用于每个车轮(12、14)的力(Fy)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

对至少一个所述平行于所述车轮的横向方向(Y)的方向上的力(Fy)的数值执行所述步骤A和B，然后

对与前述平行于所述车轮的横向方向(Y)的方向上的力(Fy)相反的力(Fy)的数值执行所述步骤A和B。

10.根据权利要求4所述的方法，其中所述可变参数(Fy；Dy)包括每个车轮(12、14)的偏移值(Dy)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

对等于给定变化量所更改的初始偏移值的至少一个偏移值(Dy)执行所述步骤A和B，然后

对等于与前述变化量相反的变化量所更改的初始偏移值的偏移值(Dy)执行所述步骤A和B。

12.根据权利要求4所述的方法，其中所述可变参数(Fy；Dy)包括所述悬架设备(16、18)的倾斜角度或转向误差角度。

13.根据权利要求4所述的方法，其中如果所述方法在包括框架的试验台上进行，那么将所述车身相对于所述框架进行固定。

14.一种用于改进给定车辆(V)的性能的方法，其特征在于：

-通过执行根据之前任意一项权利要求所述的表征方法来表征所述给定车辆(V)的性能，

-更改所述给定车辆(V)，以在所述悬架设备(16、18)中产生摩擦，从而使与已更改的车辆(V)的摩擦相关的指标(Fr)大于或等于预定阈值。

15.根据权利要求14所述的方法，其中因为所述车轮(12、14)包括轮盘和轮辋(86)以及轮胎(P)，所以对所述轮胎(P)和/或所述轮盘和/或所述轮辋(86)进行更改。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中因为所述车轮(12、14)包括轮盘、轮辋(86)和轮胎(P)，所以将环(88)装配在所述轮辋(86)和所述轮胎(P)之间。

17.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述车辆(V)的至少一个悬架设备(16、18)的几何形状通过至少一个参数来更改，所述参数选自：所述车辆(V)的平行对齐度、所述车辆(V)的静态倾角、每个悬架设备(16、18)的转向误差角度和每个悬架设备(16、18)的倾斜角度。

18.根据权利要求14或15所述的方法，其中因为所述车辆(V)包括轮毂，所以将垫片安装在所述轮毂和所述车轮(12、14)之间。