CN105899930B

CN105899930B - 轮胎滚动阻力试验方法以及试验装置

Info

Publication number: CN105899930B
Application number: CN201480072608.3A
Authority: CN
Inventors: 宫泽贤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: EP3093642A4; JP2015138004A; EP3093642B1; JP5860485B2; WO2015111276A1; US9885637B2; CN105899930A; EP3093642A1; US20160327455A1

Abstract

本发明提高滚动阻力的测量精度及其可靠性。滚动阻力试验方法具备滚动阻力测量工序S2和判定工序S3。滚动阻力测量工序S2中，使轮胎T在负荷状态下旋转时使用分力计6测量轮胎轴3上产生的切线方向的轴向力Fx。所述判定工序S3中，在轮胎T与转鼓2分离的无负荷的停止状态下测量轴向力FxA。然后，在判定工序S3中，进一步地将所述轴向力FxA与阈值KA比较，轴向力FxA超过阈值KA时判定试验为异常。

Description

轮胎滚动阻力试验方法以及试验装置

技术领域

本发明涉及一种能提高滚动阻力的测量精度及其可靠性的轮胎滚动阻力试验方法以及试验装置。

背景技术

作为轮胎滚动阻力试验方法之一，已知JIS D 4234中记载的测力法。如图6所示，该方法是以规定的接地负荷(例如乘用车用轮胎的情况下为最大负荷能力的80％)将轮胎T按压在以规定的速度V(例如乘用车用轮胎的情况下为80km/h)旋转的转鼓a的外周面上，使轮胎T旋转。通过安装在轮胎轴b上的分力计测量此时轮胎轴b上产生的切线方向的轴向力Fx，根据该轴向力Fx算出滚动阻力Fr。

另外，所述轴向力Fx包含由轮胎轴等轴承引起的阻力以及作为轮胎T及转鼓a的空气阻力的附加损失。因此，对于轴向力Fx进行除去附加损失的校正。另外，附加损失是在所述轴向力Fx的测量之后通过规定的分离试验(参考JIS D 4234)进行测量的。

另一方面，由于使用分力计从传感器得到的信号微弱，因此通过放大器将其放大。但是此时存在放大器的工作点偏移而产生假性输出的所谓的漂移，导致显示值与实际值之间的背离。漂移是不在两个输入端子施予输入信号的状态下，放大器的输出缓慢地变动引起零点偏移的现象。作为其原因，已知有晶体管的温度特性的不稳定等。

以往存在如下技术：通过预先测量求出放大器的相对于时间的漂移量并存储该漂移量，然后基于该信息，相对于测量的轴向力Fx的数值抵去漂移量进行校正。但是，测量时的轮胎的旋转方向或者根据轮胎的漂移量不恒定。因此，难以准确地校正相对于轴向力Fx的漂移量，无法得到能充分令人满意的精度。

另外，作为与漂移量的校正相关的文献有下述专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭56-51641号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，发明的课题是提供一种轮胎滚动阻力试验方法以及试验装置，该轮胎滚动阻力试验方法是在轴向力Fx的测量结束时测量漂移量，将该漂移量与预先设定的阈值KA进行比较判定，由此作为基础，能够识别由漂移引起的滚动阻力值的测量异常并将其排除在外，能够提高滚动阻力的测量精度及其可靠性。

解决课题的手段

本申请第1发明是将轮胎按压在旋转的转鼓的外周面上使轮胎旋转，基于此时轮胎轴上产生的切线方向的轴向力Fx求出轮胎的滚动阻力的滚动阻力试验方法，其特征在于，包括：

将填充了内压的轮胎安装在轮胎轴上后，进行分力计归零的零点调节工序；

在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎旋转，使用所述分力计测量此时轮胎轴上产生的切线方向的轴向力Fx的滚动阻力测量工序；和

在所述滚动阻力测量工序后，在轮胎与转鼓分离的无负荷的停止状态下测量轴向力FxA，将该轴向力FxA与预先设定的阈值KA比较，并在超过所述阈值KA时判定试验为异常的判定工序。

本发明涉及的所述轮胎滚动阻力试验方法中，所述滚动阻力测量工序能够在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎向一个方向旋转，测量轴向力Fx。

本发明涉及的所述轮胎滚动阻力试验方法中，所述滚动阻力测量工序可以包括：在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎向一个方向旋转，测量轴向力Fx1的一个方向旋转测量阶段；和在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎向另一个方向旋转，测量轴向力Fx2的另一个方向旋转测量阶段。

本发明涉及的所述轮胎滚动阻力试验方法中，所述滚动阻力测量工序在所述一个方向旋转测量阶段与另一个方向旋转测量阶段之间可以包括中间判定阶段，该中间判定阶段是在所述一个方向旋转测量阶段后，在轮胎与转鼓分离的无负荷的停止状态下测量轴向力FxB，将该轴向力FxB与预先设定的阈值KB比较，并在超过所述阈值KB时判定为异常而中止试验。

本申请第2发明是实施第1发明的轮胎滚动阻力试验方法的滚动阻力试验装置，其特征在于，具备判定装置，该判定装置是在所述滚动阻力测量工序后，将在轮胎与转鼓分离的无负荷的停止状态下测量的轴向力FxA与预先设定的阈值KA比较，在所述轴向力FxA超过阈值KA时判定试验为异常。

发明的效果

本发明包括如上所述的判定工序。该判定工序中，滚动阻力测量工序后，测量在轮胎与转鼓分离的无负荷的停止状态下的轴向力FxA，即漂移量，并将该漂移量(轴向力FxA)与预先设定的阈值KA比较，超过阈值KA时判定试验为异常。

即，可以识别由分力计的漂移引起的滚动阻力值的测量异常，将其排除在外。因此，能够抑制由滚动阻力测量异常的存在引起的精度下降以及可靠性下降，作为结果，能够提高滚动阻力的测量精度及其可靠性。

附图说明

[图1]是表示用于实施本发明的轮胎滚动阻力试验方法的试验装置的一个实施例的斜视图。

[图2]是表示滚动阻力试验方法的示意图。

[图3]是表示滚动阻力试验方法的流程图。

[图4]是表示基于流程图测量的切线方向的轴向力与试验经过时间的关系的图表。

[图5]是说明滚动阻力计算方法的一个例子的图表。

[图6]是说明通过测力法得到的以往的滚动阻力试验方法的示意图。

符号说明

1 滚动阻力试验装置

1B 判定装置

2 转鼓

2S 外周面

3 轮胎轴

6 分力计

S1 零点调节工序

S2 滚动阻力测量工序

S2a 一个方向旋转测量阶段

S2b 中间判定阶段

S2c 另一个方向旋转测量阶段

S3 判定工序

T 轮胎

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行详细说明。如图1所示，本实施方式的轮胎滚动阻力试验装置1(有时仅称为“滚动阻力试验装置1”。)具备装置主体1A和判定装置1B。

将轮胎T按压在所述装置主体1A的旋转的转鼓2的外周面2S上使轮胎T旋转，基于此时轮胎轴3上产生的切线方向的轴向力Fx求出轮胎的滚动阻力Fr。具体地，装置主体1A具备转鼓2、转鼓驱动机4、轮胎保持机5和分力计6。所述转鼓2的外周面2S形成行驶面。所述转鼓驱动机4通过其轴心转动旋转驱动转鼓2。所述轮胎保持机5通过保持轮胎T旋转自如的同时，将保持的轮胎T按压在所述转鼓2的外周面2S上，从而使轮胎T旋转。所述分力计6测量旋转的轮胎T的轮胎轴3上产生的切线方向的轴向力Fx。另外，所述装置主体1A还可以具备调节试验中轮胎T内压的气压调节结构。

所述转鼓驱动机4具备转鼓架7和马达(图略)。

所述转鼓架7保持转鼓2的中心轴2A旋转自如。马达的输出轴与所述中心轴2A连接，旋转驱动所述转鼓2。然后通过控制马达的转速，能够自如地调节转鼓2的外周面2S的速度V，即轮胎T的行驶速度。

所述轮胎保持机5具备底座10、移动台11和轮胎轴3。所述移动台11安装于所述底座10上，能在转鼓半径方向内外移动。所述轮胎轴3与转鼓2的中心轴2A平行，轮胎轴3的一端由所述移动台11支撑。此外，轮胎轴3的另一端上枢转地连接旋转自如的轮胎T。本例的移动台11是能上下移动的升降台。此外，移动台11按照轮胎T的轴心位于通过转鼓2的轴心的垂直基准面内的方式支撑轮胎T。因此，轮胎保持机5通过所述移动台11的下降，能够将安装在轮胎轴3上的轮胎T成直角按压在转鼓2的外周面2S上，能够通过自如的负荷接触地面。

所述分力计6安装在轮胎轴3的例如轴承部上，测量作用于轮胎轴3的切线方向的轴向力Fx。本例中，除切线方向的轴向力Fx以外，还同时测量转鼓半径方向的轴向力Fz，即接地负荷。作为这样的分力计6，可以适当地采用2分力计等周知的多分力计。

此外，所述判定装置1B例如由电脑等运算处理装置或其一部分等构成。然后，进行以下说明的滚动阻力试验方法的判定工序S3中的比较判定。

以下，滚动阻力试验方法如图2示意性所示，将轮胎T成直角按压在旋转的转鼓2的外周面2S上使轮胎T旋转，基于此时轮胎轴3上产生的切线方向的轴向力Fx求出轮胎的滚动阻力Fr。

具体地，如图3的流程图所示，滚动阻力试验方法包括零点调节工序S1、滚动阻力测量工序S2和判定工序S3。所述零点调节工序S1中，将填充了内压的轮胎T安装在轮胎轴3上后，进行分力计6的归零。

接着，滚动阻力测量工序S2中，在将轮胎T按压在转鼓2的负荷状态下使轮胎T旋转，使用分力计6测量此时轮胎轴3上产生的切线方向的轴向力Fx。本例中给出了所述滚动阻力测量工序S2包括负荷状态下向一个方向旋转测量轴向力Fx1的一个方向旋转测量阶段S2a、向另一个方向旋转测量轴向力Fx2的另一个方向旋转测量阶段S2c和其间的中间判定阶段S2b的情况。

具体地，本例的一个方向旋转测量阶段S2a中，在所述零点调节工序S1后，依次进行下述(a)～(d)的步骤。

(a)将轮胎T按压在转鼓2的外周面2S上，使轮胎T负载规定的接地负荷Fg(例如最大负荷能力的80％)的步骤a；

(b)在所述接地负荷Fg的负荷状态下使转鼓2以规定的速度V(例如80km/h)向一个方向旋转，进行规定的时间Ts(例如30分钟)的磨合行驶后，测量切线方向的轴向力Fx1的步骤b；

(c)使负荷从所述接地负荷Fg减少至分离负荷Fs(例如0.1kN)后，以保持所述速度V的状态在分离负荷Fs下进行行驶(分离行驶)，同时测量该分离行驶状态下的切线方向的轴向力Fx1s即附加损失的步骤c；

(d)停止转鼓旋转的步骤d。

另外，所述接地负荷Fg、分离负荷Fs、速度V、磨合行驶时间Ts等按照JIS规格(JISD 4234)、国际规格(ISO 28580)等中的滚动阻力试验的规格进行设定。

此外，本例的中间判定阶段S2b中，所述一个方向旋转测量阶段S2a之后，依次进行下述(e)、(f)的步骤。

(e)使轮胎T从转鼓2分离，测量轮胎T的无负荷的停止状态下的切线方向的轴向力FxB即漂移量FxB的步骤e；

(f)将所述轴向力(漂移量)FxB与预先设定的阈值KB比较，超过阈值KB时(FxB>KB)判定为异常而终止试验，没有超过时(FxB≦KB)判定为正常而继续进行试验的比较判定的步骤f。

此外，本例的另一个方向旋转测量阶段S2c中，所述中间判定阶段S2b之后，依次进行下述(g)～(j)的步骤。

(g)将轮胎T按压在转鼓外周面2S上，对轮胎T加载所述接地负荷Fg的步骤g；

(h)在所述接地负荷Fg的负荷状态下使轮胎2以所述速度V向另一个方向旋转，进行所述时间Ts的磨合行驶后，测量切线方向的轴向力Fx2的步骤h；

(i)使负荷从接地负荷Fg减少至所述分离负荷Fs后，以保持所述速度V的状态在分离负荷Fs下进行行驶(分离行驶)，同时测量该分离行驶状态下的切线方向的轴向力Fx2s即附加损失的步骤i；

(j)使轮胎停止旋转的步骤j。

此外，所述判定工序S3中，在滚动阻力测量工序S2(本例中的所述另一个方向旋转测量阶段S2c)之后，依次进行下述(k)、(l)的步骤。

(k)使轮胎T从转鼓2分离，测量轮胎T的无负荷的停止状态下的切线方向的轴向力FxA即漂移量FxA的步骤k；

(l)将所述轴向力(漂移量)FxA与预先设定的阈值KA比较，超过阈值KA时(FxA>KA)判定为异常的比较判定的步骤1。

图4表示基于所述流程图测量的切线方向的轴向力Fx与试验经过时间的关系。如图4所示，步骤a中，由于转鼓2不旋转，因此不产生切线方向的轴向力Fx。步骤b中，速度上升的同时，轴向力Fx增加，在达到规定的速度V(例如80km/h)后的磨合行驶中轴向力Fx稳定化。此外，在磨合行驶后的大约1分钟的行驶中测量轴向力Fx1。步骤c中，在负荷从接地负荷Fg减少至分离负荷Fs的同时，轴向力Fx下降。然后，在大约1分钟的分离行驶中测量轴向力(附加损失)Fx1s。

步骤d中的转鼓停止旋转后，继续进行步骤e。该步骤e中的无负荷的停止状态下，实际不产生切线方向的轴向力Fx。因此，该步骤e中测量的轴向力FxB是由于分力计6的漂移(零点漂移)产生的假性输出，是误差。因此，该轴向力(漂移量)FxB大时，即使进行校正也会导致测量值精度或可靠性下降。因此，本例中，通过步骤f进行轴向力(漂移量)FxB与阈值KB的比较，FxB>KB时判定为异常而终止试验。由此，能够迅速发现漂移引起的测量异常，能够减少测量时间的浪费。

此外，步骤g中加载接地负荷Fg后，轮胎T以及转鼓2向另一个方向旋转。步骤h中，速度上升的同时，轴向力Fx增加，达到规定的速度V(例如80km/h)后的磨合行驶中轴向力Fx稳定化。另外，轴向力Fx不恒定是由于分力计6漂移的影响。在磨合行驶后的大约1分钟的行驶中测量轴向力Fx2。步骤i中，在负荷从接地负荷Fg减少至分离负荷Fs的同时，轴向力Fx下降。此外，在大约1分钟的分离行驶中测量轴向力(附加损失)Fx2s。

步骤j中的转鼓停止旋转后，继续进行步骤k。该步骤k中测量的轴向力FxA与步骤e中测量的轴向力FxB同样是由于分力计6的漂移(零点漂移)产生的假性输出。因此，该轴向力(漂移量)FxA过大时，即使校正也会导致测量值精度或可靠性下降。因此，通过步骤l进行轴向力(漂移量)FxA与阈值KA的比较，FxA>KA时判断为试验异常。由此，能够将得到的滚动阻力Fr从评价对象中除去。

所述阈值KA、KB没有特别规定，但优选考虑通过多次事前试验实际测得的轴向力FxA、FxB进行设定。此外，所述步骤f、l中的比较判定通过所述判定装置1B来进行。

此外，FxA≦KA时，试验判断为正常，根据测量的所述轴向力Fx1、轴向力(附加损失)Fx1s、轴向力(漂移量)FxB、轴向力Fx2、轴向力(附加损失)Fx2s、轴向力(漂移量)FxA，算出滚动阻力Fr。

作为该滚动阻力Fr的算出方法的一例，例如，如图4、5所示，轴向力(附加损失)Fx1s的测量时间能与轴向力(漂移量)FxB的测量时间接近，且轴向力(附加损失)Fx2s的测量时间能与轴向力(漂移量)FxA的测量时间接近时，能够使用

·轴向力Fx1测量时的经过时间t1、

·轴向力(附加损失)Fx1s测量时的经过时间t2、

·轴向力Fx2测量时的经过时间t3、

·轴向力(附加损失)Fx2s测量时的经过时间t4、

通过下式求出滚动阻力Fr。

Fr＝{(F1+F2)/2}×{(R+r)/R}

F1＝{Fx1-FxB·(t1/t2)}-{Fx1s-FxB}

F2＝{Fx2+FxA·(t3/t4)}-{Fx2s+FxA}

式中：

·F1是在一个方向旋转测量阶段S2a中通过附加损失与漂移量校正后的轴向力；

·F2是在另一个方向旋转测量阶段S2c中通过附加损失与漂移量校正后的轴向力；

·R是转鼓2的半径(如图2所示)；

·r是行驶中的轮胎轴3的轴心与转鼓2的表面2S之间的距离(如图2所示)。

作为所述滚动阻力测量工序S2的其它例子，可以除去所述中间判定阶段S2b，由一个方向旋转测量阶段S2a与另一个方向旋转测量阶段S2c构成滚动阻力测量工序S2。此时，可以通过下式求出滚动阻力Fr。

Fr＝{(F1+F2)/2}×{(R+r)/R}

F1＝{Fx1-FxA·(t1/t4)}-{Fx1s-FxA·(t2/t4)}

F2＝{Fx2+FxA·(t3/t4)}-{Fx2s+FxA}

此外，作为滚动阻力测量工序S2的其它例子，可以除去中间判定阶段S2b与另一个方向旋转测量阶段S2c，仅由一个方向旋转测量阶段S2a构成滚动阻力测量工序S2。此时，可以通过下式求出滚动阻力Fr。

Fr＝{F1×{(R+r)/R}

F1＝{Fx1-FxB·(t1/t2)}-{Fx1s-FxB}

FxB＝FxA

在所述任意一个例子中，都能够通过判定工序S3识别试验的异常，因此，异常时能够将得到的滚动阻力Fr从评价对象中除去，能够提高滚动阻力的测量精度及其可靠性。

以上对本发明特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明并不局限于图示的实施方式，可以变形为各种方式实施。

Claims

1.一种轮胎滚动阻力试验方法，是将轮胎按压在旋转的转鼓外周面上使轮胎旋转，基于此时轮胎轴上产生的切线方向的轴向力Fx求出轮胎的滚动阻力的滚动阻力试验方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的轮胎滚动阻力试验方法，其特征在于，所述滚动阻力测量工序是在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎向一个方向旋转，测量轴向力Fx。

3.如权利要求1所述的轮胎滚动阻力试验方法，其特征在于，所述滚动阻力测量工序包括：在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎向一个方向旋转，测量轴向力Fx1的一个方向旋转测量阶段；和在将轮胎按压在转鼓的负荷状态下使轮胎向另一个方向旋转，测量轴向力Fx2的另一个方向旋转测量阶段。

4.如权利要求3所述的轮胎滚动阻力试验方法，其特征在于，所述滚动阻力测量工序在所述一个方向旋转测量阶段与另一个方向旋转测量阶段之间包括中间判定阶段，该中间判定阶段是在所述一个方向旋转测量阶段后，在轮胎与转鼓分离的无负荷的停止状态下测量轴向力FxB，将该轴向力FxB与预先设定的阈值KB比较，并在超过所述阈值KB时判定为异常而中止试验。

5.一种轮胎滚动阻力试验装置，是实施权利要求1～4中所述的轮胎滚动阻力试验方法的滚动阻力试验装置，其特征在于，具备判定装置，该判定装置是在所述滚动阻力测量工序后，将在轮胎与转鼓分离的无负荷的停止状态下测量的轴向力FxA与预先设定的阈值KA比较，在所述轴向力FxA超过阈值KA时判定试验为异常。