CN115140218A - 匹配车轮和轮胎的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及匹配车轮和轮胎的方法。所述方法包括以下步骤：测量步骤，其测量车轮的内侧跳动度和外侧跳动度；提取和设置步骤，其提取并设置内侧跳动度的测量波形的主分量作为内侧跳动度波形，并且提取并设置外侧跳动度的测量波形的主分量作为外侧跳动度波形；比较步骤，其将作为内侧跳动度波形的最小值的内侧最小值和作为外侧跳动度波形的最小值的外侧最小值与预定的跳动度参考值进行比较；确定步骤，其根据比较步骤的结果，基于内侧最小值或外侧最小值，或者基于内侧跳动度波形和外侧跳动度波形的所得波形，确定车轮的组装参考位置。

Description

匹配车轮和轮胎的方法
技术领域
本发明涉及一种匹配车辆的车轮和轮胎的方法。
背景技术
轮胎和车轮应当理想地制造为在周向方向上具有均匀的特性，但大部分轮胎和车轮大体上都生产的轻微不均衡。
考虑到这些不均衡，当轮胎和车轮组合时，径向力偏差(Radial ForceVariation，RFV)最大的位置和车轮跳动度最小的位置在轮胎的周向方向上匹配，从而使车轮和轮胎的整个组件的周向不平衡最小化。
作为本发明的相关技术的以上提供的说明仅用于帮助理解本发明的背景，并且不应被解释为包括在由本领域技术人员已知的相关技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供匹配车轮和轮胎的方法，以能够实现车轮和轮胎的更精确的匹配，从而在驾驶配备有匹配的车轮和轮胎的车辆时通过使振动或晃动最小化来提高车辆乘员的乘坐舒适性。
为了实现本发明的目地，一种匹配车轮和轮胎的方法包括以下步骤：测量步骤，其测量车轮的内侧跳动度和外侧跳动度；提取和设置步骤，其提取并设置内侧跳动度的测量波形的主分量作为内侧跳动度波形，以及提取并设置外侧跳动度的测量波形的主分量作为外侧跳动度波形；比较步骤，其将作为内侧跳动度波形的最小值的内侧最小值和作为外侧跳动度波形的最小值的外侧最小值与预定的跳动度参考值进行比较；确定步骤，其根据比较步骤的结果，基于内侧最小值或外侧最小值，或者基于内侧跳动度波形和外侧跳动度波形的所得波形，确定车轮的组装参考位置。
在通过组合车轮和轮胎而形成的车轮和轮胎组件中，车轮的组装参考位置与轮胎的最大RFV的位置匹配。
当内侧最小值和外侧最小值两者都大于或等于跳动度参考值时，车轮的组装参考位置可以确定为内侧跳动度波形和外侧跳动度波形的所得波形的最小值的位置。
当内侧最小值和外侧最小值两者都小于跳动度参考值时，车轮的组装参考位置可以确定为内侧最小值和外侧最小值中较大的一个的位置。
当内侧最小值和外侧最小值中仅一个大于或等于跳动度参考值时，车轮的组装参考位置确定为内侧最小值和外侧最小值中大于或等于跳动度参考值的一个的位置。
对于跳动度参考值，获得通过反映测量内侧跳动度和外侧跳动度的测量装置的误差而确定的误差函数；通过将根据误差函数的若干虚拟车轮样本与预定的轮胎模型组合来形成虚拟车轮和轮胎组件；在预定的临时跳动度参考值改变时，向所有的虚拟车轮和轮胎组件应用用于获得虚拟车轮和轮胎组件的RFV的仿真，从而将虚拟车轮和轮胎组件的RFV的平均值变为最小时的临时跳动度参考值确定为跳动度参考值。
误差函数可以通过如下步骤获得：获得若干内侧最小值及其相位角的标准差、外侧最小值及其相位角的标准差、所得波形的最小值及其相位角的标准差，所述若干内侧最小值是通过经由测量装置测量若干车轮跳动度而获得的；显示由跳动度的大小和相位角的标准差组成的坐标平面上的所有值；推导坐标平面上显示的点的回归曲线。
若干虚拟车轮样本可以创建为预定数量，使得内侧最小值和外侧最小值的每个的平均值和标准差遵循具有预定参考平均值和参考标准差的正态分布。
在若干虚拟车轮样本中，内侧最小值的相位角可以固定在0°，并且外侧最小值的相位角可以在0°～360°的范围内随机设置。
根据误差函数的若干虚拟车轮样本可以具有通过如下而校正的相位角：获得相位角的标准差，然后将标准差内随机确定的随机相位角与虚拟车轮样本的相位相加，所述相位角的标准差是通过将虚拟车轮样本的跳动度代入误差函数而获得的。
用于通过与虚拟车轮样本组合来配置虚拟车轮和轮胎组件的轮胎模型可以具有恒定的参考RFV。
根据本发明，能够实现车轮和轮胎的更精确的匹配，从而在驾驶配备有匹配的车轮和轮胎的车辆时通过使振动或晃动最小化来提高车辆乘员的乘坐舒适性。
特别地，在匹配车轮和轮胎时根据测量车轮跳动度的测量装置的特性，考虑到误差，能够更准确地确定车轮和轮胎的匹配点。
附图说明
通过以下结合所附附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1为示出根据本发明的匹配车轮和轮胎的方法的实施方案的流程图。
图2为详细地示出通过将内侧最小值和外侧最小值与图1中的跳动度参考值进行比较来确定车轮的组装参考位置的方法的示意图；
图3为示出当内侧最小值和外侧最小值两者为跳动度参考值或以上时匹配车轮和轮胎的示意图；
图4为示出当内侧最小值为跳动度参考值或以上时匹配车轮和轮胎的示意图；
图5为示出当外侧最小值为跳动度参考值或以上时匹配车轮和轮胎的示意图；
图6为示出误差函数的示例的示意图；
图7为示出当内侧最小值遵循正态分布时5000个虚拟车轮样本的示例性直方图；
图8为示出当外侧最小值遵循正态分布时5000个虚拟车轮样本的示例性直方图；
图9为示出当内侧最小值的相位角固定在0°时5000个虚拟车轮样本的示意图；
图10为示出当外侧最小值的相位角在0°～360°的范围内随机设置时5000个虚拟车轮样本的示意图；
图11为概念性地示出根据误差函数匹配轮胎模型和虚拟车轮样本的示意图；
图12为示出当临时跳动度参考值(Rm)改变时所有的虚拟车轮和轮胎组件的RFV的平均值的曲线图。
具体实施方式
应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。
本文中所用的术语仅为了描述具体实施方案的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确的指示。还将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一种或多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确相反地描述，否则术语“包括”以及诸如“包含”和/或“含有”的变形将被理解为暗含包括陈述的元件，而不排除任何其他元件。另外，本说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”用于处理至少一个功能和操作，并且可以由硬件组件或软件组件以及它们的组合来实现。
此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式存储和执行。
在以下描述中，根据本发明构思的针对示例性实施方案的结构或功能描述旨在描述示例性实施方案，因此应该理解，可以不同地实施本发明，而不限于示例性实施方案。
本文中描述的实施方案可以以各种方式改变并且可以具有各种形状，因此特定的实施方案在附图中示出，并将在本说明书中详细描述。然而，应该理解，根据本发明构思的示例性实施方案不限于下文将参考所附附图描述的实施方案，所有的修改形式、等同形式和替换形式都包括在本发明的范围和精神中。
应当理解，尽管在本文中可以利用第一和/或第二等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的正确范围的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
应当理解，当一个元件被称为“连接至”或“接合至”另一个元件时，它可以直接连接至另一个元件或直接接合至另一个元件，或者在具有插置其间的其他元件的情况下连接至或接合至另一个元件。另一个方面，应该理解，当一个元件被称为“直接连接至”或“直接接合至”另一个元件时，它可以连接至或接合至另一个元件，而没有其他元件插置其间。此外，本文中使用的描述元件之间关系的术语，即“在……之间”、“直接在……之间”、“相邻”或“直接相邻”应该以与上述相同的方式进行解释。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并非旨在限制本发明。单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。必须理解的是，词典所定义的术语与相关技术的上下文中的含义相同，并且除非上下文另有明确地说明，否则不应该理想地或过于正式地定义术语。
在下文中将通过参考所附附图描述本发明示例性实施方案来详细地描述本发明。附图中给出的相同的附图标记表示相同的组件。
参考图1，本发明的匹配车轮和轮胎的方法包括：测量车轮的内侧跳动度和外侧跳动度(S10)；提取和设置内侧跳动度的测量波形的主分量作为内侧跳动度波形W_IN，并且提取和设置外侧跳动度的测量波形的主分量作为外侧跳动度波形W_OUT(S20)；将作为内侧跳动度波形W_IN的最小值的内侧最小值IN和作为外侧跳动度波形W_OUT的最小值的外侧最小值OUT与预定的跳动度参考值Rm进行比较(S30)；根据比较结果，基于内侧最小值IN或外侧最小值OUT或者基于内侧跳动度波形W_IN和外侧跳动度波形W_OUT的所得波形AVG来确定车轮的组装参考位置(S40)。
也就是说，根据本发明，可以分别测量车轮的内侧跳动度和外侧跳动度，利用测量的数据来获得内侧最小值IN和外侧最小值OUT，将内侧最小值和外侧最小值与预定的跳动度参考值Rm进行比较，根据比较结果来适当地确定车轮的组装参考位置。
显然，在确定车轮的组装参考位置之后，通过组合车轮和轮胎来形成车轮和轮胎组件。车轮和轮胎组件形成为使得车轮的组装参考位置与轮胎的最大径向力偏差(RFV)的位置彼此匹配。
相应地，由于在车轮的主导跳动度最小的位置与轮胎的RFV最大的位置彼此匹配，所以车轮和轮胎组件具有最大和均匀的周向物理特征。因此，当配备有车轮和轮胎组件的车辆行驶时，使不必要的振动最小化，从而可以提高车辆的乘坐舒适性。
通过向内侧跳动度测量波形应用傅里叶变换来提取并获得内侧跳动度波形W_IN的主分量，并且通过向外侧跳动度测量波形应用傅里叶变换来提取并获得外侧跳动度波形W_OUT的主分量。
相应地，内侧最小值IN确定为通过向内侧跳动度测量波形应用傅立叶变换而获得的主分量曲线的最小值，而外侧最小值OUT确定为通过向外侧跳动度测量波形应用傅里叶变换而获得的主分量曲线的最小值。
在将内侧最小值IN和外侧最小值OUT与跳动度参考值Rm进行比较(S30)并根据比较结果确定车轮的组装参考位置(S40)时，如图2至图5所示，当内侧最小值IN和外侧最小值OUT两者都为跳动度参考值Rm或以上时，将车轮的组装参考位置确定为内侧跳动度波形W_IN和外侧跳动度波形W_OUT的所得波形AVG的最小值的位置(参见图3)。
当内侧最小值IN和外侧最小值OUT两者都小于跳动度参考值Rm时，车轮的组装参考位置确定为内侧最小值IN和外侧最小值OUT中较大的一个的位置。
内侧最小值IN和外侧最小值OUT可以是相同的，并且在这种情况下，如在图中所示，车轮的组装参考位置可以确定为内侧最小值IN的位置。
当内侧最小值IN和外侧最小值OUT中仅一个为跳动度参考值Rm或以上时，车轮的组装参考位置确定为内侧最小值IN和外侧最小值OUT中为跳动度参考值Rm或以上的那一个的位置。
也就是说，内侧最小值IN和外侧最小值OUT中较大一个的位置确定为车轮的组装参考位置，但是当内侧最小值IN和外侧最小值OUT两者都为跳动度参考值Rm或以上时，所得波形AVG的最小值确定为车轮的组装参考位置。
将内侧最小值IN和外侧最小值OUT与跳动度参考值Rm进行比较，如图3至图5所示，跳动度参考值Rm显示在内侧跳动度波形W_IN或外侧跳动度波形W_OUT下方，并且被认为是负数，因此在比较大小时可能会有混淆。
相应地，如图3至图5所示，当内侧跳动度波形W_IN或外侧跳动度波形W_OUT的最小值超过跳动度参考值Rm并位于更低位置时，确定出内侧最小值IN或外侧最小值OUT大于跳动度参考值Rm。
作为参考，在每个位置处，通过将内侧跳动度波形W_IN的一个周期和外侧跳动度波形W_OUT的一个周期相加来获得所得的波形AVG(参见图3)。
对于跳动度参考值RM，获得通过反映测量内侧跳动度和外侧跳动度的测量装置的误差而确定的误差函数；通过将根据误差函数的若干虚拟车轮样本与预定的轮胎模型组合来形成虚拟车轮和轮胎组件；在预定的临时跳动度参考值Rm改变时，向所有的虚拟车轮和轮胎组件应用用于获得虚拟车轮和轮胎组件的RFV的仿真，从而将虚拟车轮和轮胎组件的RFV的平均值变为最小时的临时跳动度参考值Rm确定为跳动度参考值Rm。
也就是说，由此跳动度参考值Rm用于能够在考虑测量装置的误差特性时确定车轮的组装参考位置，该组装参考位置能够使车轮和轮胎组件的RFV最小化。
误差函数可以通过如下步骤获得：获得若干内侧最小值IN及其相位角的标准差、外侧最小值OUT及其相位角的标准差、所得波形AVG的最小值及其相位角的标准差，所述若干内侧最小值IN通过经由测量装置测量若干车轮的跳动度而获得；显示由跳动度的大小和相位角的标准差组成的坐标平面上的所有值；推导坐标平面上显示的点的回归曲线。
图6示出利用上述方法获得误差函数的示例，其中为每个跳动度水平准备17英寸、18英寸和19英寸的若干车轮，对内侧最小值IN及其相位角、外侧最小值OUT及其相位角以及所得波形AVG的最小值的位置及其相位角测量至少100次并通过上述方法对其进行推导。
若干虚拟车轮样本创建为预定数量，使得内侧最小值IN和外侧最小值OUT的每个的平均值和标准差遵循具有预定参考平均值和参考标准差的正态分布。
例如，图7为示出遵循正态分布的5000个虚拟车轮样本的直方图，其中内侧最小值IN的平均值为0.15mm，标准差为0.09mm。参考图7，假设具有跳动度为0.3mm或以下情况是好的产品，大约94％的虚拟车轮样本是好的产品，这是因为具有跳动度为0.3mm或以上的虚拟车轮样本大约为6.1％。相应地，可以确定出虚拟车轮样本的总体具有反映现状的跳动度分布。
类似地，图8为示出遵循正态分布的5000个虚拟车轮样本的直方图，其中外侧最小值OUT的平均值为0.15mm，标准差为0.09mm。参考图8，假设具有跳动度为0.3mm或以下的情况是好的产品，大约94％或以上的虚拟车轮样本被确定为好的产品，这是因为具有跳动度为0.3mm或以上的虚拟车轮样本大约为5.4％。相应地，可以确定出虚拟车轮样本的总体具有反映现状的跳动度分布。
在图7和图8的示例中，参考平均值为0.15mm，参考标准差为0.09mm，并且参考平均值和参考标准差可以根据情况适当地改变。
在若干虚拟车轮样本中，内侧最小值IN的相位角固定在0°，并且外侧最小值OUT的相位角在0°～360°的范围内随机设置。
例如，如图9和图10所示，对于5000个虚拟车轮样本，内侧最小值IN的相位角固定在0°，并且外侧最小值OUT的相位角在0°～360°的范围内随机设置，从而可以在以间隔10°设置的各个相位角均匀地分布大约140个虚拟车轮样本。
这是因为当仅在内侧最小值IN的相位角固定在0°的情况下改变外侧最小值OUT的相位角时，才能够容易地使在车轮内侧和外侧测量的内侧最小值IN的相位角与外侧最小值OUT的相位角之间相位差值分布均匀。
通过向误差函数应用如上所述配置的若干虚拟车轮样本来获得根据误差函数的若干虚拟车轮样本。
也就是说，根据误差函数的若干虚拟车轮样本具有通过如下而校正的相位角：获得相位角的标准差，然后将标准差内随机确定的随机相位角与虚拟车轮样本的相位相加，所述相位角的标准差是通过将虚拟车轮样本的跳动度代入误差函数来获得的。
例如，当若干虚拟车轮样本中的任何一个具有0.1mm的跳动度(内侧最小值IN和外侧最小值中较大的一个)并且相位角为180°时，通过将跳动度代入图6中所示的误差函数来获得标准差27，从而可以在180°±27°的范围内随机确定虚拟车轮样本的相位角。相应地，例如，随机相位角确定为20°，将其与原始相位角180°相加，从而最终校正的相位角变为200°。
当向所有的虚拟车轮样本应用该过程时，获得根据误差函数的若干虚拟车轮样本。此外，通过使虚拟车轮样本与轮胎模型匹配来配置虚拟车轮和轮胎组件，并且向所有的虚拟车轮和轮胎组件应用用于获得虚拟车轮和轮胎组件的RFV的仿真。
通过与虚拟车轮样本组合来配置虚拟车轮和轮胎组件的轮胎模型具有恒定的参考RFV。
例如，轮胎模型的参考RFV可以设置为6.0kgf。
图11为概念性地示出根据误差函数匹配上述轮胎模型和虚拟车轮样本的示意图。
模拟用于在改变预定的临时跳动度参考值Rm时获得所有的虚拟车轮和轮胎组件的RFV，其中虚拟车轮和轮胎组件的RFV的平均值最小时的临时跳动度参考值Rm被确定为跳动度参考值Rm。
例如，图12为示出当临时跳动度参考值(Rm)根据上述仿真改变时所有的虚拟车轮和轮胎组件的RFV的平均值的曲线图，其中可以看出，临时跳动度参考值Rm在大约0.07处变为最小，并且在这种情况下，跳动度参考值Rm为0.07。
从图12可以预期，跳动度参考值Rm可以确定为在非常小的值的范围内适当地确定的多个值，例如大约0.01mm，大约0.2mm，但不限于此。
尽管参考附图中示出的具体实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求所描述的本发明的范围的情况下，可以以各种方式对本发明进行改变和修改。

Claims (11)

1.一种匹配车轮和轮胎的方法，包括以下步骤：
测量步骤，其测量车轮的内侧跳动度和外侧跳动度；
提取和设置步骤，其提取并设置内侧跳动度的测量波形的主分量作为内侧跳动度波形，以及提取并设置外侧跳动度的测量波形的主分量作为外侧跳动度波形；
比较步骤，其将作为内侧跳动度波形的最小值的内侧最小值和作为外侧跳动度波形的最小值的外侧最小值与预定的跳动度参考值进行比较；
确定步骤，其根据所述比较步骤的结果，基于内侧最小值或外侧最小值，或者基于内侧跳动度波形和外侧跳动度波形的所得波形，确定车轮的组装参考位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在通过组合车轮和轮胎而形成的车轮和轮胎组件中，车轮的组装参考位置与轮胎的最大径向力偏差的位置匹配。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当内侧最小值和外侧最小值两者都大于或等于跳动度参考值时，车轮的组装参考位置确定为内侧跳动度波形和外侧跳动度波形的所得波形的最小值的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当内侧最小值和外侧最小值两者都小于跳动度参考值时，车轮的组装参考位置确定为内侧最小值和外侧最小值中较大的一个的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，当内侧最小值和外侧最小值中仅一个大于或等于跳动度参考值时，车轮的组装参考位置确定为内侧最小值和外侧最小值中大于或等于跳动度参考值的一个的位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，对于跳动度参考值，获得通过反映测量内侧跳动度和外侧跳动度的测量装置的误差而确定的误差函数；通过将根据误差函数的若干虚拟车轮样本与预定的轮胎模型组合来形成虚拟车轮和轮胎组件；在预定的临时跳动度参考值改变时，向所有的虚拟车轮和轮胎组件应用用于获得虚拟车轮和轮胎组件的径向力偏差的仿真，从而将虚拟车轮和轮胎组件的径向力偏差的平均值变为最小时的临时跳动度参考值确定为跳动度参考值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述误差函数通过如下步骤获得：获得若干内侧最小值及其相位角的标准差、外侧最小值及其相位角的标准差、所得波形的最小值及其相位角的标准差，所述若干内侧最小值是通过经由测量装置测量若干车轮的跳动度而获得的；显示由跳动度的大小和相位角的标准差组成的坐标平面上的所有值；推导坐标平面上显示的点的回归曲线。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，若干虚拟车轮样本创建为预定数量，使得内侧最小值和外侧最小值的每个的平均值和标准差遵循具有预定参考平均值和参考标准差的正态分布。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在若干虚拟车轮样本中，内侧最小值的相位角固定在0°，并且外侧最小值的相位角在0°～360°的范围内随机设置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，根据误差函数的若干虚拟车轮样本具有通过如下而校正的相位角：获得相位角的标准差，然后将标准差内随机确定的随机相位角与虚拟车轮样本的相位相加，所述相位角的标准差是通过将虚拟车轮样本的跳动度代入误差函数而获得的。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，用于通过与虚拟车轮样本组合来配置虚拟车轮和轮胎组件的轮胎模型具有恒定的参考径向力偏差。
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