CN104936743A - 使用速度斜坡进行有效高速均匀性测量 - Google Patents

使用速度斜坡进行有效高速均匀性测量 Download PDF

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Abstract

本发明提供通过确定轮胎的一或多个高速均匀性参数来改良轮胎均匀性的方法和系统。高速均匀性参数可以通过在使轮胎缓慢变化到高速和从高速缓慢变化时连续获得均匀性数据来确定。举例来说，可以在轮胎提高到高转速和从高转速降低时连续收集轮胎的均匀性测量数据。随后可以分析均匀性测量数据以确定轮胎的一或多个高速均匀性参数。举例来说，可以将均匀性测量数据针对非高速均匀性贡献对均匀性测量结果进行校正，所述非高速均匀性贡献如由在均匀性测试期间用于负载轮胎的行走轮的非均匀性产生的贡献、由轮胎的质量不平衡产生的贡献以及来自轮胎的低速均匀性参数的贡献。

Description

使用速度斜坡进行有效高速均匀性测量
技术领域
本发明大体上涉及用于改良轮胎均匀性的系统和方法，并且更具体来说涉及用于使用速度斜坡执行有效高速均匀性测量以确定轮胎的高速均匀性参数的系统和方法。
背景技术
在轮胎的特定可计量特征中，轮胎非均匀性与相对于轮胎的旋转轴线的对称性(或缺乏对称性)有关。常规的轮胎建造方法实际上具有许多在轮胎中产生非均匀性的机会。在轮胎旋转期间，存在于轮胎结构中的非均匀性在车轮轴线处产生周期性变化的力。当这些力变化作为明显的振动传送到车辆和车辆乘员时，轮胎非均匀性是重要的。这些力通过车辆的悬架传送并且可以在车辆的座位和方向盘上感觉到，或者作为噪声在乘客室中传送。传送到车辆乘员的振动的量已经被分类为轮胎的“乘坐舒适”或“舒适”。
轮胎均匀性特征或属性一般被分类为尺寸或几何变化(径向偏心(RRO)和横向偏心(LRO))、质量变化，以及滚动力变化(径向力变化、横向力变化以及切向力变化，有时也称为纵向或前后力变化)。均匀性测量机器通常通过在轮胎关于其轴线旋转时测量在轮胎周围的多个点处的力来测量上述和其它均匀性特征。几何变化通常测量为与平均尺寸的偏差。质量变化测量通常限于质量不平衡，其为质量变化的第一谐波组分。质量不平衡可以在天平装置上或在不向轮胎施加负载下使轮胎关于穿过轮胎几何中心的轴线旋转的装置上静态地测量。
通常进行轮胎均匀性测量以在制造轮胎后进行质量控制来确定非均匀性对车辆的影响，即，由非均匀性所产生的振动。测量结果可以用于例如退回轮胎或根据将使用所述轮胎的车辆进行分拣或分级。还可以执行校正程序以通过对制造过程进行调整来解释一些非均匀性。可以执行另外的校正技术以解决固化轮胎的非均匀性，所述技术包括(但不限于)向固化轮胎添加和/或移除材料和/或使固化轮胎变形。
轮胎的高速均匀性已经在汽车工业中越来越受关注。高速均匀性测试可以包括在使轮胎在接近高速公路速度的速度下旋转时进行均匀性测量。通常在多个离散转速下执行作为高速均匀性测试的一部分的均匀性测量。可能需要在各离散速度下多次旋转轮胎来获得足以分析高速均匀性特征的数据。因此，其可能需要相当多的时间(例如多达30分钟)来覆盖较大的速度范围。因此，通常仅少数和具有极宽间隔的离散速度用于轮胎的高速均匀性测量。
因此，需要执行轮胎高速均匀性测量的改良的方法。
发明内容
本发明的方面和优点将部分在以下描述中进行阐述，或可以从所述描述中显而易见，或可以通过实践本发明来习得。
本发明的一个示例性方面涉及一种确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的方法。方法包括根据速度斜坡曲线经由多个转速使轮胎旋转。速度斜坡曲线规定将轮胎的转速在第一方向上提高到第一转速，如大于约600转/分钟，并且将轮胎的转速在第一方向上从第一转速降低。方法进一步包括在根据速度斜坡曲线使轮胎旋转时连续获得轮胎的均匀性测量数据，和分析均匀性测量数据以确定轮胎的一或多个高速均匀性参数。
在一个特定实施方案中，分析均匀性测量数据以确定轮胎的一或多个高速均匀性参数可以包括针对一或多个非高速均匀性贡献对均匀性测量数据进行校正。一或多个非高速均匀性贡献可以包括以下项中的一或多者：对均匀性测量数据的行走轮贡献、质量不平衡贡献或低速均匀性贡献。一方面，针对一或多个非高速均匀性贡献校正可以包括将均匀性测量数据建模为高速均匀性项和一或多个非高速均匀性项的总和，以及估算非高速均匀性项的系数，例如回归分析。
本发明的另一个示例性方面涉及一种用于确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的系统。系统可以包括上面牢固地安装轮胎以在多个转速下旋转的轮胎轴毂以及经配置以在轮胎由轮胎轴毂旋转时获得轮胎的均匀性数据的测量机器。系统可以进一步包括耦接到测量机器和轮胎轴毂的计算机控制系统。计算机控制系统可以经配置以控制轮胎轴毂根据速度斜坡曲线经由多个转速使轮胎旋转。计算机控制系统可以进一步经配置以控制测量机器在轮胎根据速度曲线旋转时连续获得轮胎的均匀性测量数据。计算机控制系统可以进一步经配置以分析均匀性测量数据来确定轮胎的一或多个高速均匀性参数。速度斜坡曲线可以规定将轮胎的转速在第一方向上提高到第一转速，并且将轮胎的转速在第一方向上从第一转速降低。在一个特定实施方案中，速度曲线可以进一步规定将轮胎的转速在第二方向上提高到第二转速，并且将轮胎的转速在第二方向上从第二转速降低。
参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将得到更好的理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以阐释本发明的原理。
附图说明
本发明的针对所属领域的一般技术人员的完整且能够实现的揭示内容(包括其最佳模式)在说明书中得到阐述，所述揭示内容参考附图，在所述附图中：
图1描绘根据本发明的示例性实施例确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的示例性方法的流程图；
图2描绘根据本发明的示例性实施例的示例性速度斜坡曲线；
图3描绘径向力变化随示例性轮胎顺时针与逆时针旋转的速度变化的图形表示；
图4描绘切向力变化随示例性轮胎顺时针与逆时针旋转的速度变化的图形表示；
图5描绘对均匀性测量的高速均匀性和示例性非高速均匀性贡献；
图6描绘根据本发明的另一个示例性实施例的示例性速度斜坡曲线；
图7描绘根据本发明的另一个示例性实施例的示例性速度斜坡曲线；
图8描绘鉴别对根据本发明的示例性实施例的均匀性测量的非高速均匀性贡献的流程图；
图9在视觉上展现在高转速下具有质量不平衡的轮胎的示例性变形；并且
图10描绘根据本发明的示例性实施例的用于确定一或多个高速均匀性参数的示例性系统的方框图。
具体实施方式
所属领域的一般技术人员应了解，本论述仅是对示例性实施例的描述，且并不意欲限制本发明的更广泛的方面。每个实例是为了阐释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，所属领域的技术人员将显而易见，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改和改变。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一个实施例一起使用以形成再一个实施例。因此，希望本发明涵盖处于所附权利要求书以及其等效物的范围内的此类修改以及变化。
一般来说，本发明涉及用于通过确定轮胎的一或多个高速均匀性参数来改良轮胎均匀性的方法和系统。高速均匀性参数可以通过在使用速度斜坡使轮胎旋转到高速(例如约600+转/分钟)时连续获得均匀性数据确定。可以分析在速度斜坡期间获得的均匀性测量数据以确定轮胎的一或多个高速均匀性参数。
更具体地说，轮胎可以根据速度斜坡曲线旋转。速度斜坡曲线规定在将轮胎转速提高和从高转速降低时轮胎的转速随时间改变。示例性速度斜坡曲线可以规定将转速从约零转速(即在静置下)提高到高转速。随后，速度斜坡曲线可以规定将转速从高转速降低到约零转速。速度斜坡曲线可以规定对于轮胎方向两个旋转方向(例如顺时针和逆时针方向)改变转速。
均匀性测量数据可以在轮胎根据速度斜坡曲线经由改变转速旋转时连续获得。均匀性测量数据可以包括滚动力变化测量(例如RFV、LFV和TFV测量)、RRO和LRO测量或其它均匀性测量。均匀性测量数据可以根据本文所揭示的技术分析来确定一或多个高速均匀性参数。可以使用高速均匀性参数基于高速均匀性特征对轮胎分拣或分级，和/或对轮胎执行校正技术以降低高速非均匀性。
在轮胎根据速度斜坡曲线旋转时连续测量均匀性数据可以提供跨越在低转速到高转速的范围内的转速扫描范围收集均匀性测量数据的有效方式。均匀性测量数据可以为在相对短时间内收集，如在少至两分钟内。此外，与在所属领域中典型的在离散速度下收集数据相反，均匀性测量数据可以覆盖转速的全部范围。
本发明的特定方面涉及针对非高速均匀性贡献对在根据速度斜坡曲线旋转轮胎时收集的均匀性测量数据进行校正。这些非高速均匀性贡献可以包括质量不平衡贡献、行走轮贡献(例如由在高速均匀性测试期间用于负载轮胎的行走轮的非均匀性产生的贡献)和/或低速均匀性贡献。针对非高速均匀性贡献对均匀性测量数据进行校正可以得到更准确的高速均匀性数据以用于确定高速均匀性参数。
在本发明的一个实施例中，可以使用回归方法鉴别对均匀性测量数据的非高速均匀性贡献。在回归方法下，所测量的均匀性数据可以数学建模为高速均匀性项和一或多个非高速均匀性项(如行走轮项、质量不平衡项和/或低速均匀性项)的总和。
举例来说，高速均匀性数据可以根据以下数学模型建模：
mHSUi为均匀性测量数据。计数为在轮胎根据速度斜坡曲线旋转时在轮胎的一整转中进行的均匀性测量数。ap和bp为与行走轮项有关的系数。ω为轮胎的转速。c1和d1为与质量不平衡项有关的系数。eh和fh为与低速均匀性项有关的系数。εi为残余项并且可以为高速均匀性项。
在数学模型中，与非高速均匀性项有关的系数ap、bp、c1、d1、eh和fh可以使用回归分析(如线性回归分析)估算。回归分析可以估算系数以对于在轮胎根据速度斜坡曲线旋转期间收集的均匀性测量数据最佳拟合数学模型。
系数确定后，可以从数学模型确定各种转速下的非高速均匀性贡献(如质量不平衡贡献)。经校正的高速均匀性数据还可以例如从模型中的残余项εi提取。可以分析经校正的高速均匀性数据以确定轮胎的一或多个高速均匀性参数。
现参考图，现将详细论述本发明的例示性实施例。图1描绘根据本发明的示例性实施例的用于通过确定轮胎的一或多个高速均匀性参数改良轮胎均匀性的示例性方法(100)的流程图。尽管图1出于说明和论述的目的描绘以特定次序执行的步骤，但本文所论述的方法不限于任何特定次序或布置。所属领域的技术人员使用本文所提供的揭示内容将了解，所述方法的各种步骤可以省略、重新布置、组合和/或以各种方式调适。
在(102)中，方法包括根据速度斜坡曲线经由多个转速使轮胎旋转。举例来说，可以将轮胎安装在均匀性测量机器的轴毂上。轴毂可以经控制以使轮胎在轮胎对应于高速公路速度的高转速(如约600转/分钟或大于600转/分钟的转速)下旋转。轴毂可以经控制以根据规定随时间改变轮胎转速的速度斜坡曲线将轮胎转速提高到高转速和将轮胎转速从高转速降低。
图2描绘用于根据本发明的示例性实施例确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的示例性速度斜坡曲线200。图2沿横坐标描绘时间(秒)并且沿纵坐标描绘对应于高速公路速度的转速(千米/小时)。速度斜坡曲线200规定根据速度斜坡202将轮胎的转速在第一方向(例如顺时针方向)上从约零转速提高到第一转速204。第一转速204可以对应于轮胎的高速公路速度，如约600转/分钟或大于600转/分钟。将轮胎提高到第一转速204后，速度斜坡曲线200根据速度斜坡206将轮胎的转速在第一方向上从第一转速204降低到约零转速208。
速度斜坡曲线200还可以规定在第二方向(例如逆时针方向)上提高和降低轮胎的转速。举例来说，速度斜坡曲线200可以规定在速度斜坡206后，可以根据速度斜坡210将轮胎的转速在第二方向上提高到第二转速212。类似于第一转速204，第二转速212可以对应于高速公路速度，如约600转/分钟或大于600转/分钟。速度斜坡曲线可以随后规定根据速度斜坡214将轮胎的转速从第二转速212降低到约零转速。
在图2中，速度斜坡202、206、210和214被说明为线性速度斜坡。所属领域的一般技术人员使用本文提供的揭示内容应了解在不背离本发明的范围的情况下可以使用任何适合的速度斜坡。举例来说，速度斜坡202、206、210和214可以是指数速度斜坡、正弦速度斜坡或其它适合的速度斜坡。
返回参考图1，在(104)中，可以在根据速度斜坡曲线旋转轮胎期间连续获得轮胎的均匀性测量数据。均匀性测量数据可以通过均匀性测量机器获得，并且可以包括以下均匀性测量，如滚动力变化测量(例如RFV、LFV和TFV)、几何变化测量(RRO、LRO)以及其它均匀性测量。均匀性测量数据可以对应于在根据速度斜坡曲线使轮胎旋转时在关于轮胎的不同角位置处测量的多个数据点。在给定根据速度斜坡曲线旋转轮胎期间可以进行的轮胎转数的情况下，均匀性测量数据可以包括好几百个与轮胎的不同角位置和不同转速有关的数据点。在根据速度斜坡曲线旋转轮胎期间可以收集的其它数据为轮胎速度测量结果，和表明轮胎转数的脉冲以及用于在高速均匀性测试期间负载轮胎的行走轮。
可以分析均匀性测量数据以确定轮胎的一或多个高速均匀性参数。根据本发明的特定方面，可能需要鉴别轮胎的两个旋转方向(如轮胎顺时针与逆时针旋转)的高速均匀性参数。这是因为特定高速均匀性参数(如高速滚动力变化)视轮胎的旋转方向而定在高速下可能不同。
具体来说，图3描绘径向力变化(RFV)随示例性轮胎顺时针与逆时针旋转的转速变化的图形表示。图3沿横坐标描绘对应于道路速度的轮胎转速(千米/小时)并且沿纵坐标描绘径向力。曲线220描绘第一示例性轮胎的径向力随轮胎转速的变化。曲线225描绘第二示例性轮胎的径向力随轮胎转速的变化。如曲线220和225所展示，轮胎的径向力变化视轮胎的旋转方向而定在高转速下可能不同。
图4描绘切向力变化(TFV)随示例性轮胎顺时针与逆时针旋转的转速变化的图形表示。图4沿横坐标描绘对应于道路速度的轮胎转速(千米/小时)并且沿纵坐标描绘切向力。曲线230描绘切向力随第一示例性轮胎的轮胎转速的变化。曲线235描绘第二示例性轮胎的切向力随轮胎转速的变化。如曲线230和235所展示，轮胎的切向力变化视轮胎的方向而定在高转速下可能不同。
在轮胎根据图2的速度曲线200旋转期间连续获得均匀性测量数据可以获得轮胎两个旋转方向(例如顺时针与逆时针旋转)的均匀性测量数据。具体来说，第一组均匀性测量数据可以在根据速度斜坡202和206提高到第一转速204和从第一转速204降低时获得。第二组均匀性测量数据可以在根据速度斜坡210和214提高到第二转速206和从第二转速206降低时获得。第一组均匀性测量数据和第二组均匀性测量数据可以独立地分析以确定轮胎两个旋转方向的一或多个高速均匀性参数。
参考图1，在(106)中，方法可以包括分析均匀性测量数据以鉴别对均匀性测量数据的一或多个非高速均匀性贡献。均匀性测量数据可以包括不可归因于轮胎的高速均匀性参数的组分。这些组分可以包括例如由行走轮非均匀性、轮胎和轴毂组合件的质量不平衡产生的对均匀性测量数据的贡献以及来自低速均匀性参数的贡献。
举例来说，图5描绘轮胎的示例性所测量的均匀性波形250的一部分的图形表示。图5沿横坐标描绘时间(秒)并且沿纵坐标描绘压均匀性参数的大小。所测量的均匀性波形250可以从在轮胎根据速度斜坡曲线旋转时获得的轮胎的一组均匀性测量数据构造。如图5中所描绘，所测量的均匀性波形250可以实际上是促成所测量的均匀性波形的多个组分的总和，所述组分包括真实高速均匀性组分260、质量不平衡组分270和行走轮组分280。其它非高速均匀性组分可以促成所测量的均匀性波形250，如低速均匀性贡献。可能需要校正均匀性测量数据以针对由非高速均匀性组分产生的贡献校正而鉴别可归因于真实高速均匀性组分260的均匀性测量数据。
轮胎的质量不平衡可能影响均匀性测量数据，尤其在高转速下。具体来说，当轮胎接近高转速时，质量不平衡可能引起轮胎径向偏心，从而可能影响高速均匀性测量。根据本发明的方面，可归因于轮胎质量不平衡的对均匀性测量数据的贡献可以在各种转速下鉴别并且从均匀性测量数据扣除以提供更准确的轮胎的高速均匀性测量结果。
针对质量不平衡校正的一种方法可以包括在轮胎在无负载条件下自由旋转期间执行测量。在自由旋转期间收集的均匀性测量数据可以用于预测各种转速下的质量不平衡。预测的质量不平衡可以从均匀性测量数据扣除以解释质量不平衡对均匀性测量数据的贡献。
图6描绘可以用于根据本发明的示例性实施例在轮胎自由旋转期间获得测量结果的示例性速度斜坡曲线300。类似于图2的速度斜坡曲线200，图6的速度斜坡曲线300规定根据速度斜坡302将轮胎的转速在第一方向(例如顺时针方向)上从约零转速提高到第一转速304。第一转速304可以对应于轮胎的高速公路速度，如约600转/分钟或大于600转/分钟。速度斜坡曲线300还规定根据速度斜坡306将轮胎的转速在第一方向上从第一转速304降低到约零转速308。为获得轮胎两个方向的均匀性测量数据，速度斜坡曲线300还可以规定根据速度斜坡310将轮胎的转速在第二方向(例如逆时针方向)上从约零转速提高到第二转速312并根据速度斜坡314将轮胎的转速在第二方向上从第二转速312降低到约零转速。
然而，不同于图2的速度斜坡曲线200，图6的速度斜坡曲线可以规定使轮胎在无负载条件(例如行走轮未负载轮胎)下在第一转速304下自由旋转。此轮胎的自由旋转可以进行一段时间以足以使轮胎在第一转速下进行多个旋转。速度曲线300还可以规定使轮胎在无负载条件下在第二转速312下自由旋转。在轮胎在第一转速304和/或第二转速312下自由旋转期间获得的均匀性测量数据可以用于确定轮胎的质量不平衡特征。
举例来说，对滚动力变化的质量不平衡贡献可以从在轮胎在无负载条件下自由旋转期间执行的滚动力变化均匀性测量(例如RFV、LFV、TFV)确定。具体来说，根据下式质量不平衡贡献可以确定为如下值，其为与自由旋转值成比例的速度的平方：
FV负载为在给定转速下质量不平衡的计算贡献。ω为给定转速。V自由为轮胎自由旋转期间的轮胎转速。FV自由为在轮胎自由旋转期间测量的滚动力变化。F负载和FV自由为大小等于滚动力变化的峰间振幅并且方位角等于峰值滚动力的角位置的向量。
针对质量不平衡校正的另一个方法可以包括在轮胎维持在零转速下时(例如在静置时)对轮胎执行力矩测量。具体来说，可以在轮胎静置时对轮胎执行力矩测量以测定由于重力作用于轮胎的力矩。此测量可以用于计算各种转速下的质量不平衡。可以校正均匀性测量数据以解释各种转速下的质量不平衡而提供轮胎的经校正高速均匀性数据。
图7描绘根据本发明的示例性实施例可以在轮胎静置时用于获得力矩测量结果以鉴别对均匀性测量数据的质量不平衡贡献的示例性速度斜坡曲线320。速度斜坡曲线320规定根据速度斜坡322将轮胎的转速在第一方向(例如顺时针方向)上从约零转速提高到第一转速324。第一转速324可以对应于轮胎的高速公路速度，如约600转/分钟或大于600转/分钟。速度斜坡曲线320还可以规定根据速度斜坡326将轮胎的转速在第一方向上从第一转速324降低到约零转速。为获得轮胎两个方向的均匀性测量数据，速度斜坡曲线320还可以规定根据速度斜坡330将轮胎的转速在第二方向(例如逆时针方向)上从约零转速提高到第二转速332并根据速度斜坡334将轮胎的转速在第二方向上从第二转速332降低到约零转速。
如图7中所示，速度斜坡曲线320进一步规定使轮胎在速度斜坡326与速度斜坡330之间的静态时段328内维持约零转速。可以在静态时段328期间执行力矩测量并使用其确定轮胎的质量不平衡特征。
举例来说，在零转速下，轮胎的质量不平衡可以自身显示为通过重力作用产生的力矩。此力矩可以通过除以由于重力产生的加速度而转化为等效不平衡。此项可以如下用于确定特定转速下的质量不平衡：
F负载为在给定转速下质量不平衡的计算贡献。T0为在静态时段期间的力矩测量结果。ω为给定转速。FV负载为大小等于滚动力变化的峰间振幅并且方位角等于峰值滚动力的角位置的向量。FV负载、T0和ω的单位相应地为牛顿、牛顿+米和赫兹。重力常数9.8的单位是米/秒2。
尽管以上技术提供对均匀性测量数据的质量不平衡贡献的良好估算，但所述技术可能具有若干缺点。举例来说，可能需要使用另外的技术来解释对均匀性测量数据的其它非高速均匀性贡献，如行走轮贡献和低速均匀性贡献。此外，不平衡的轮胎可以分成两种组件：(1)刚性组件，其包括轴毂和轮缘加上轮胎的胎圈区域；以及(2)包括轮胎的其余部分的可变形部分，其由于在高转速下离心而增大(例如半径增加)。即使随速度均匀增大，相较于在低速下，来自轮胎的可变形部分的质量不平衡贡献在高速下还是更强。
图9在视觉上展现具有由物质452产生的质量不平衡的轮胎450的示例性变形。轮胎450的轮廓454在轮胎不旋转时提供轮胎形状。轮胎450的轮廓456在轮胎在高转速下旋转时提供轮胎形状。由于轮胎在高转速下离心，物质452的可变形部分随高转速增大，如轮胎450的轮廓456所展示。此增大可能显著影响轮胎的高速均匀性。物质452的不因轮胎离心而增大的较具刚性的组件不会显著促成轮胎的高速均匀性。
由轮胎的可变形部分在高速下增大产生的质量不平衡贡献应该作为轮胎的高速均匀性数据的一部分包括，而由轮胎的较具刚性的组件产生的质量不平衡贡献不应该作为轮胎的高速均匀性数据的一部分包括。然而，用于解释质量不平衡的自由旋转和静力矩测量技术可以解释由轮胎的可变形部分与轮胎的刚性部分产生的质量不平衡。因此，使用自由旋转或静力矩测量技术获得的高速均匀性数据可能不包括对高速均匀性参数的所有贡献，如由质量不平衡系统的可变形部分在轮胎在高速下旋转期间产生的贡献。
为解决这些问题，可以使用回归分析鉴别除对均匀性测量数据的其它非高速均匀性贡献以外的质量不平衡贡献。回归分析可以针对仅由不平衡轮胎系统的较具刚性的组件(即轮胎的刚性组件，轮缘、安装轴毂和随转速的平方线性变化的其它组件)产生的质量不平衡恰当地提供校正。
图8描绘根据本发明的示例性实施例使用回归分析鉴别对均匀性测量数据的非高速均匀性贡献的示例性方法(400)的流程图。在(410)中，均匀性测量数学建模为高速均匀性项和一或多个对应于对均匀性测量的非高速均匀性贡献的项的总和。非高速均匀性项可以包括需要估算以将均匀性测量结果数学模型的系数。
在(420)中，估算与非高速均匀性项有关的系数。系数可以使用回归分析估算，如线性回归分析。回归分析可以估算系数以对于在轮胎根据速度斜坡曲线旋转期间收集的均匀性测量数据最佳拟合数学模型。
在(430)中，可以从估算的系数确定非高速均匀性组分的贡献。举例来说，系数可以用于完善数学模型以使得可以从数学模型中的非高速均匀性项确定在各种转速下非高速均匀性组分对均匀性测量数据的贡献。
图8的回归方法可以用于同时确定来自多个非高速均匀性组分的对高速均匀性测量数据的贡献。举例来说，图8的回归方法可以用于鉴别质量不平衡贡献、行走轮贡献和/或低速均匀性贡献。鉴别质量不平衡贡献、行走轮贡献和低速均匀性贡献的示例性回归方法详细阐述在以下实例部分中。
返回参考图1，在(108)中，鉴别对均匀性测量数据的一或多个非高速均匀性贡献后，方法可以包括针对一或多个非高速均匀性贡献对均匀性测量数据进行校正以获得与轮胎的高速均匀性特征更密切相关的高速均匀性数据。举例来说，鉴别的非高速均匀性贡献可以从均匀性测量数据移除(例如扣除)以获得高速均匀性数据。
作为另一个实例，均匀性测量数据可以通过鉴别与对均匀性测量数据的高速均匀性贡献有关的残余项校正。残余项可以用作均匀性测量数据的数学模型的一部分。在数学模型不包括与低速均匀性贡献有关的项的情形下，残余项可能与轮胎的高速与低速均匀性特征有关。以下实例部分中提供与高速均匀性数据有关的示例性残余项。
在(110)中，从高速均匀性数据提取高速均匀性参数。高速均匀性参数可以直接从高速均匀性数据自身获得，或可以通过使用傅立叶分析(Fourier analysis)将高速均匀性数据分解为各种谐波来获得。举例来说，在一个实施方案中，高速均匀性参数可以包括高速滚动力变化的所选谐波，如高速RFV、高速LFV或高速TFV的所选谐波。其它高速均匀性参数可以包括高速RRO和LRO的所选谐波。
在(112)中，轮胎可以基于一或多个高速均匀性参数和/或基于一或多个非高速均匀性贡献(如质量不平衡贡献)分选或分级。或者或此外，轮胎可以使用校正技术改良以针对一或多个高速均匀性参数和/或非高速均匀性贡献校正(114)。举例来说，如果轮胎的一或多个高速均匀性参数的大小或质量不平衡超出临限界限，那么轮胎可以经改良以减小高速均匀性参数的大小和/或降低质量不平衡。举例来说，可以移除材料和/或向轮胎添加材料以减小高速均匀性参数的大小和/或降低轮胎的质量不平衡。
图10描绘根据本发明的示例性实施例的用于确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的示例性系统500。系统可以包括安装轮胎50的轴毂520。轮胎50可以安装到轴毂520以使得轮胎50可以随旋转的垂直轴线旋转。根据本发明的示例性实施例，轴毂520可以由计算机控制系统510控制以根据速度斜坡曲线使轮胎旋转。系统500可以进一步包括行走轮540，可以在根据速度斜坡曲线使轮胎旋转时使其与轮胎50接触以负载轮胎50。
可以提供测量机器530以连续在轮胎根据速度斜坡曲线旋转时获得各种均匀性测量数据，如在图1的(104)中获得的均匀性测量数据。可以转送由测量机器530获得的测量结果以使得其在计算机控制系统510处被接收。计算机控制系统510可以经调适以控制系统500的各种组件，包括旋转轴毂520、测量机器530和行走轮540。根据本发明的例示性实施例，计算机控制系统510还可以经调适以接收均匀性测量数据并处理均匀性测量数据以确定一或多个高速均匀性参数和/或非高速均匀性组分，如质量不平衡组分、行走轮组分等。
计算机控制系统510可以包括一或多个计算装置，其可以相应地包括一或多个处理器512和存储器514。处理器512可以为任何适合的处理装置并且可以包括例如微处理器或其它适合的处理装置。存储器514可以包括各种存储器/媒体元件，其可以提供为非暂时性计算机可读媒体的一或多个变体的单个或多个部分，所述非暂时性计算机可读媒体如(但不限于)易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)，例如，DRAM、SRAM等)以及非易失性存储器(例如，ROM、闪存、硬盘驱动器、磁带、CD-ROM、DVD-ROM等)或任何其它存储装置(包含软盘、驱动器、其它基于磁性的存储媒体、光学存储媒体等等)的任何组合。
处理器512可以经配置以从输入装置516接收输入数据和/或接收储存在存储器514中的数据。处理器512随后可以根据所揭示的方法分析此类数据并且经由输出装置518向使用者提供可使用的输出，如数据。本文所揭示的方法可以替代地由一或多个服务器515实施或在多个计算和处理装置上实施。
图9的计算机控制系统510可以经调适以充当专用机器，所述专用机器通过存取存储在存储器514中的以计算机可读形式呈现的软件指令来提供所要功能。当使用软件时，任何适合的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合可以用于实施本文中包含的教示。然而，软件无需排他性地使用或根本无需使用。举例来说，本文所阐述的方法和系统的一些实施例也可以通过硬连线逻辑电路或其它电路实施，包括(但不限于)应用程序特定的电路。当然，计算机执行的软件与硬连线逻辑电路或其它电路的组合也可能是适合的。
示例性回归分析
为了更好地了解根据本发明的例示性实施例确定高速均匀性参数的优点，现将阐述通过针对非高速均匀性贡献对均匀性测量数据进行校正进行的高速均匀性数据的示例性鉴别。具体来说，可以在轮胎根据速度斜坡曲线(如图2的速度斜坡曲线200)旋转时连续获得均匀性测量数据(如滚动力变化测量数据，例如RFV数据、LFV数据和/或TFV数据)。可以根据以下实例分析均匀性测量数据以针对一或多个非高速均匀性贡献对均匀性测量数据进行校正。实例#1针对行走轮贡献对均匀性测量数据进行鉴别和校正。实例#2针对行走轮贡献和质量不平衡贡献对均匀性测量数据进行鉴别和校正。实例#3和#4针对行走轮贡献、质量不平衡贡献和低速均匀性贡献对均匀性测量数据进行鉴别和校正。
实例#1
使用回归分析鉴别对均匀性测量数据的行走轮贡献，并且将其从均匀性测量数据移除。具体来说，可以根据以下数学模型将均匀性测量数据建模为行走轮项和高速均匀性项的总和：
mHSUi为均匀性测量数据。p为经测量以用于获得行走轮贡献的过程谐波。所述数学模型可以将过程谐波1到m建模以用于获得行走轮贡献。计数为在给定轮胎旋转中进行的均匀性测量的数目。在一个实例中，计数可以等于1024。ap和bp为与行走轮项有关的系数。εi为残余项并且可以为高速均匀性项。
比率提供轮胎直径与行走轮直径的比率。在没有确定轮胎直径的精确方式的情形下，可以从编码器脉冲确定比率所述编码器脉冲指示在轮胎旋转期间收集的轮胎/行走轮旋转情况和行走轮的已知直径RWdia。
系数ap和bp可以使用回归分析估算。可以使用行走轮项来确定各种谐波的行走轮对均匀性测量数据的贡献。残余项εi提供在无行走轮贡献的情况下经校正的均匀性数据。经校正的均匀性数据可能与轮胎的低速与高速均匀性特征有关。可以使用另外的技术来针对质量不平衡贡献和其它非高速均匀性贡献对均匀性测量数据进行校正。不同于用于补偿行走轮贡献的已知技术(例如平均化技术)，使用回归估算行走轮贡献可以解释行走轮中的大的非均匀性。
实例#2
使用回归分析鉴别对均匀性测量数据的行走轮贡献和质量不平衡贡献并且将其从均匀性测量数据移除。具体来说，可以根据以下数学模型将均匀性测量数据建模为行走轮项、质量不平衡项和高速均匀性项的总和：
mHSUi为均匀性测量数据。p为经测量以用于获得行走轮贡献的过程谐波。所述数学模型可以将过程谐波1到m建模以用于获得行走轮贡献。计数为在给定轮胎旋转中进行的均匀性测量的数目。在一个实例中，计数可以等于1024。ap和bp为与行走轮项有关的系数。ω为轮胎的转速。c1和d1为与质量不平衡项轮项有关的系数。εi为残余项并且可以为高速均匀性项。
系数ap、bp、c1和d1可以使用回归分析估算。可以使用行走轮项来确定各种谐波的行走轮对均匀性测量数据的贡献。与系数c1和d1有关的项提供任何给定速度ω下第一谐波的质量不平衡对均匀性测量数据的贡献。具体来说，可以通过乘以ω2获得任何给定速度下的质量不平衡。残余项εi提供在无行走轮贡献或质量不平衡贡献情况下的经校正的均匀性数据。经校正的均匀性数据可能与轮胎的低速与高速均匀性特征有关。以此方式确定的经校正的均匀性数据可以同时针对行走轮贡献和质量不平衡校正，同时保留由轮胎的可变形方面(参见图9)产生的质量不平衡贡献作为高速均匀性数据的一部分。
实例#3
使用回归分析鉴别行走轮贡献、质量不平衡贡献和低速均匀性贡献并且将其从均匀性测量数据移除。具体来说，可以根据以下数学模型将均匀性测量数据建模为行走轮项、质量不平衡项、低速均匀性项和高速均匀性项的总和：
mHSUi为均匀性测量数据。p为经测量以用于获得行走轮贡献的过程谐波。所述数学模型可以将过程谐波1到m建模以用于获得行走轮贡献。h为经测量以用于获得低速均匀性贡献的谐波。所述数学模型可以将过程谐波1到n建模以用于获得低速均匀性贡献。计数为在给定轮胎旋转中进行的均匀性测量的数目。在一个实例中，计数可以等于1024。ap和bp为与行走轮项有关的系数。ω为轮胎的转速。c1和d1为与质量不平衡项轮项有关的系数。eh和fh为与低速均匀性项有关的系数。εi为残余项并且可以为高速均匀性项。
系数ap、bp、c1、d1、eh和fh可以使用回归分析估算。可以使用行走轮项来确定各种谐波的行走轮对均匀性测量数据的贡献。与系数c1和d1有关的项提供任何给定速度ω下第一谐波的质量不平衡对均匀性测量数据的贡献。具体来说，可以通过乘以ω2获得任何给定速度下的质量不平衡。可以使用低速均匀性项确定所选谐波的低速均匀性对均匀性测量数据的贡献。残余项εi提供在无行走轮贡献、质量不平衡贡献或低速均匀性贡献情况下的高速均匀性数据。
由残余项εi提供的高速均匀性数据可以反映从低速到高速轮胎变化多少，从而提供较好的高速均匀性数据来基于跨越大范围转速获得的均匀性测量结果确定一或多个高速均匀性参数。举例来说，因为均匀性测量数据在由包括低转速的速度斜坡曲线规定的转速范围内获得，所以可能需要从均匀性测量数据移除低速均匀性贡献并观察测量均匀性数据随速度变化的程度。均匀性测量数据随速度的变化量可以为过程变化的指示。
实例#4
使用回归分析通过估算系数鉴别对均匀性测量数据的行走轮贡献和低速均匀性贡献。使用轮胎的零速度力矩测量估算质量不平衡贡献。可以随后从均匀性测量数据移除行走轮贡献、低速均匀性贡献和质量不平衡贡献。具体来说，可以根据以下数学模型将均匀性测量数据建模为行走轮项、质量不平衡项、低速均匀性项和高速均匀性项的总和：
mHSUi为均匀性测量数据。p为经测量以用于获得行走轮贡献的过程谐波。所述数学模型可以将过程谐波1到m建模以用于获得行走轮贡献。h为经测量以用于获得低速均匀性贡献的谐波。所述数学模型可以将过程谐波1到n建模以用于获得低速均匀性贡献。计数为在给定轮胎旋转中进行的均匀性测量的数目。在一个实例中，计数可以等于1024。ap和bp为与行走轮项有关的系数。ω为轮胎的转速。T0为在零转速下静态测量的轮胎力矩。θ为相对于在零转速下静态测量的力矩的方位角的角度。eh和fh为与低速均匀性项有关的系数。εi为残余项并且可以为高速均匀性项
系数ap、bp、eh和fh可以使用回归分析估算。替代获得质量不平衡贡献的系数，可以使用从在零转速下执行轮胎的力矩测量获得的零速度估算值提供质量不平衡贡献。残余项εi提供在无行走轮贡献、质量不平衡贡献或低速均匀性贡献情况下的高速均匀性数据。
尽管已关于特定示例性实施例和其方法详细地描述本发明，但是应了解，在理解前述内容之后所属领域的技术人员可以容易地对此类实施例的变体以及等效物作出更改。因此，本发明的范围是示例性的而非限制性的，并且本发明并不排除包括所属领域的一般技术人员使用本文所揭示的教示将容易地显而易见的对本发明的标的物的此类修改、变化和/或添加。

Claims (20)

1.一种确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的方法，所述方法包含：
根据速度斜坡曲线经由多个转速使轮胎旋转，所述速度斜坡曲线规定将轮胎的转速在第一方向上提高到第一转速，并且将所述轮胎的转速在第一方向上从所述第一转速降低；
在所述轮胎根据所述速度斜坡曲线旋转时连续获得所述轮胎的均匀性测量数据；以及
分析所述均匀性测量数据以确定所述轮胎的一或多个高速均匀性参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述速度斜坡曲线进一步规定将所述轮胎的转速在第二方向上提高到第二转速，并且将所述轮胎的转速在所述第二方向上从所述第二转速降低。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一转速和所述第二转速大于约600转/分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其中分析所述均匀性测量数据以确定所述轮胎的一或多个高速均匀性参数包含针对一或多个非高速均匀性贡献对所述均匀性测量数据进行校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一或多个非高速均匀性贡献包含以下项中的一或多者：行走轮贡献、质量不平衡贡献或低速均匀性贡献。
6.根据权利要求4所述的方法，其中针对一或多个非高速均匀性贡献校正包含：
将所述均匀性测量数据建模为高速均匀性项和一或多个非高速均匀性项的总和；以及
使用回归分析估算非高速均匀性项的系数。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述速度斜坡曲线规定使所述轮胎在无负载条件下在所述第一转速下自由旋转，随后将所述轮胎的转速在所述第一方向上从所述第一转速降低。
8.根据权利要求7所述的方法，其中针对一或多个非高速均匀性贡献校正包含从在所述轮胎在无负载条件下自由旋转期间获得的均匀性数据鉴别质量不平衡贡献。
9.根据权利要求4所述的方法，其中所述速度曲线进一步规定在将所述轮胎的转速在所述第一方向上从所述第一转速降低与将所述轮胎的转速在第二方向上提高到第二转速之间使所述轮胎维持在零转速下。
10.根据权利要求9所述的方法，其中针对一或多个非高速均匀性贡献校正包含从在使所述轮胎维持在零转速下时执行的力矩测量鉴别质量不平衡贡献。
11.根据权利要求4所述的方法，其中针对一或多个非高速均匀性贡献校正包含：
将所述均匀性测量数据建模为高速均匀性项和质量不平衡项的总和；以及
估算所述质量不平衡项的系数。
12.根据权利要求4所述的方法，其中针对一或多个非高速均匀性贡献校正包含：
将所述均匀性测量数据建模为高速均匀性项和行走轮项的总和；
估算所述行走轮项的系数。
13.根据权利要求4所述的方法，其中针对一或多个非高速均匀性贡献校正包含：
将所述均匀性测量数据建模为高速均匀性项和低速均匀性项的总和；以及
估算所述低速均匀性项的系数。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包含基于所述一或多个高速均匀性参数对所述轮胎执行校正技术。
15.一种确定轮胎的一或多个高速均匀性参数的方法，所述系统包含：
上面牢固地安装有轮胎以使其在多个转速下旋转的轮胎轴毂；
测量机器，其经配置以在所述轮胎由所述轮胎轴毂旋转时获得所述轮胎的均匀性数据；以及
耦接到所述测量机器和所述轮胎轴毂的控制系统，所述计算机控制系统经配置以控制所述轮胎轴毂根据速度斜坡曲线经由多个转速使所述轮胎旋转，所述控制系统经配置以控制所述测量机器在所述轮胎根据所述速度曲线旋转时连续获得所述轮胎的均匀性测量数据，所述控制系统进一步经配置以分析所述均匀性测量数据而确定所述轮胎的一或多个高速均匀性参数；
其中所述速度斜坡曲线规定将所述轮胎的转速在第一方向上提高到第一转速，并且将所述轮胎的转速在所述第一方向上从所述第一转速降低。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述速度斜坡曲线进一步规定将所述轮胎的转速在第二方向上提高到第二转速，并且将所述轮胎的转速在所述第二方向上从所述第二转速降低。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述系统包含行走轮，其经配置以在由所述轮胎轴毂旋转所述轮胎期间负载所述轮胎。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制系统经配置以分析所述均匀性测量数据而通过针对质量不平衡贡献和行走轮贡献对所述均匀性测量数据进行校正来确定一或多个高速均匀性参数。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制系统经配置以通过以下方法针对质量不平衡贡献和行走轮贡献对所述均匀性测量数据进行校正：
将所述均匀性测量数据建模为高速均匀性项、质量不平衡项和行走轮贡献项的总和；以及
估算所述质量不平衡项和所述行走轮项的系数。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制系统进一步经配置以针对低速均匀性贡献对所述均匀性测量数据进行校正。
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