DE102018104347A1

DE102018104347A1 - Reifen zum prüfen der kraftvariationsempfindlichkeit in einem fahrzeug

Info

Publication number: DE102018104347A1
Application number: DE102018104347.3A
Authority: DE
Inventors: Kenneth L. Oblizajek; John D. Sopoci
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2018-09-06
Also published as: CN108535021A; US20180252618A1

Abstract

Ein Verfahren zum Prüfen eines Fahrzeugs beinhaltet die Konstruktion eines Reifens, der in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens einen Rundlauf aufweist, der eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert, wenn der Reifen am Fahrzeug eingesetzt wird. Das Verfahren beinhaltet auch die Durchführung einer Prüfung am Fahrzeug, während das Fahrzeug mit dem Reifen betrieben wird, der so konstruiert ist, dass er eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Anmeldung bezieht sich auf das Prüfen des Einflusses von dynamischen Kraft- und Momentvariationen, die auf und in einem Fahrzeug wirken.
Das Prüfen von Fahrzeugen auf Vibrationen wird mithilfe verschiedener Verfahren durchgeführt, mit denen die Vibrationsempfindlichkeit von Fahrzeugen quantifiziert werden kann. Prüfungen von Interesse beinhalten häufig das Induzieren von fahrzeuginternen periodischen Kräften und Momenten in mehrere Richtungen und in verschiedenen Ordnungen der Drehgeschwindigkeit von verschiedenen rotierenden Komponenten. Eine Prüfart induziert bewusst Vibrationen im Fahrzeug bei mehreren Ordnungen der Reifendrehgeschwindigkeit durch Bereitstellen von vordefinierten Kräften und Momenten an der Fahrzeugaufhängung.
Typische Vibrationen der Aufhängung können zum Beispiel durch Ungleichgewichte im System, Rundlauffehler und interne Schwankungen in der strukturellen Zusammensetzung des Reifens verursacht werden. Reifen sind beispielsweise Komponenten, die dazu neigen, in Fahrzeugen unverhältnismäßig hohe interne Vibrationen induzieren. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Möglichkeit bereitzustellen, diese Vibrationsempfindlichkeiten des Fahrzeugs effizient und effektiv zu prüfen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Prüfen eines Fahrzeugs die Konstruktion eines Reifens, der in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens einen Rundlauf aufweist, der eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug hervorruft, wenn der Reifen am Fahrzeug eingesetzt wird. Das Verfahren beinhaltet auch die Durchführung einer Prüfung am Fahrzeug, während das Fahrzeug mit einem Reifen betrieben wird, der so konstruiert ist, dass er eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu beinhalten weitere Ausführungsformen die Herstellung des Reifens.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die Herstellung des Reifens, das Entfernen von Material vom Reifen beinhaltet, um einen Reifen mit einem Rundlauf als Funktion einer Winkelposition des Reifens zu erhalten, der eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert, wenn der Reifen an einem Fahrzeug eingesetzt wird.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die Herstellung des Reifens die Verwendung eines Reifenschleifsystems einschließt.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei der Auslauf einen Abstand von einem Drehpunkt des Reifens und einen Teil des Reifens, der für den Kontakt mit einer Straßenoberfläche wirksam ist, beinhaltet.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die Gestaltung des Reifens die Identifizierung von Parametern der vom Reifen gewünschten Vibrationen am Fahrzeug, die Konstruktion eines Spektrums in Abhängigkeit von den identifizierten Parametern und die Ausgabe eines Rundlaufs in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens beinhaltet.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die identifizierten Parameter Vibrationsordnungen von Interesse beinhalten.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die identifizierten Parameter Amplituden von interessierenden Vibrationsordnungen beinhalten.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die identifizierten Parameter Phasenkomponenten durch die Ordnung beinhalten und das Spektrum ein komplexes Spektrum ist.
Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Reifenschleifsystems die Eingabe eines Reifendesigns in eine Steuerung des Reifenschleifsystems, wobei das Reifendesign mindestens eine Kraft-, Momenten- und Rundlaufvariation in Abhängigkeit von einer Winkellage des Reifens aufweist, die eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert, wenn der Reifen an einem Fahrzeug eingesetzt und eine Position eines Schleifsteins in Bezug zu einer Drehachse eines Reifens gesteuert wird. Das Verfahren beinhaltet ferner das Entfernen von Teilen des Reifens mit dem Schleifstein, um die Bildung des Reifens mit dem Reifendesign zu erreichen.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die Position des Schleifsteins in Abhängigkeit von mindestens einer der erfassten Kräfte, einem erfassten Moment und einem erfassten Rundlauf gesteuert wird.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die Position des Schleifsteins auch in Abhängigkeit von mindestens einer der Positionen der Schleifplattform und der Leistung des Schleifmotors gesteuert wird.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei der Rundlauf ein Abstand zwischen einer Drehachse des Reifens und einer Oberfläche des Reifens ist, die während des Betriebs mit einer Fahrbahnoberfläche in Berührung kommt.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei der Reifen mit dem Reifendesign geeignet ist, Vibrationen höherer Ordnung in einem Testfahrzeug zu induzieren.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei das Reifendesign eine Funktion der identifizierten Parameter von Vibrationen ist, die in einem Testfahrzeug induziert werden sollen.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die identifizierten Parameter Vibrationsordnungen von Interesse beinhalten.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die identifizierten Parameter Amplituden von interessierenden Vibrationsordnungen beinhalten.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei die identifizierten Parameter Phasenkomponenten durch die Ordnung beinhalten.
Gemäß noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Reifen einen Laufflächenbereich, eine Drehachse und einen Rundlauf, der als Abstand zwischen dem Laufflächenbereich und der Drehachse definiert ist, wobei der Rundlauf in Abhängigkeit von einer Winkellage des Reifens variiert, so dass der Reifen betriebsfähig ist, um eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug während des Betriebs hervorzurufen.
Neben einer oder mehreren der hierin beschriebenen Eigenschaften oder alternativ dazu sind weitere Ausführungsformen enthalten, wobei der Reifen im Wesentlichen bewusst so verformt ist, dass der Reifen während der Prüfung des Fahrzeugs eine gewünschte Vibration induziert.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines exemplarischen Vibrationsprüfverfahrens;
2A veranschaulicht eine Seitenansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Testreifens (Reifen) vor der Modifikation;
2B veranschaulicht eine Seitenansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Reifens nach der Modifikation;
3 veranschaulicht eine Vorderansicht des Reifens nach der Modifikation;
4 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zur Konstruktion eines Reifens, der die gewünschten Vibrationen in einem Testfahrzeug induziert;
5 veranschaulicht eine Grafik, die ein Diagramm beinhaltet, welches das Design des modifizierten Reifens anzeigt, indem der gewünschte Rundlauf in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens dargestellt wird;
6 veranschaulicht ein Reifenschleifsystem;
7 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines exemplarischen Verarbeitungssystems, das zur Konstruktion des Reifens verwendet werden kann; und
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Steuern des Reifenschleifsystems.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
Die Prüfung eines Fahrzeugs auf Vibrationsempfindlichkeit kann effektiv durch Induzieren von Kräften auf das Fahrzeug an den „Aufhängungsecken“ des Fahrzeugs, z. B. mithilfe der Reifen des Fahrzeugs, durchgeführt werden. Die Vibrationsempfindlichkeit des Fahrzeugs beeinflusst die Leistung des Fahrzeugs und den Komfort von Fahrer und Insassen.
Während einer Vibrationsprüfung werden verschiedene Ordnungen (z. B. 1^te-10^te Ordnungen) von Vibrationen am Fahrzeug induziert, um die Vibrationsempfindlichkeiten in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Eckanordnung, die einen Reifen und ein Rad umfasst, zu identifizieren. Sobald die Vibrationsempfindlichkeit identifiziert wurde, kann das Fahrzeug modifiziert werden, um die unerwünschten Vibrationsempfindlichkeiten zu korrigieren.
Bisherige Verfahren zum Induzieren von Vibrationen in Fahrzeugen beinhalteten die Auswahl von Reifen, die aus einer Vielzahl von hergestellten Reifen eine gewünschte Vibration an einem Fahrzeug hervorrufen. Ein derartiger Ansatz hat Nachteile, da er zeitaufwändig und kostenintensiv ist. Die bisherigen Verfahren haben eine sehr große Vielfalt an Reifen verwendet, um eine Verteilung der gewünschten Vibrationen höherer Ordnung zu erzeugen, was eine praktische und logistische Belastung darstellte.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme ermöglichen das Identifizieren der Frequenzen, Amplituden und relativen Phasen von Vibrationen, die ein Prüfer während einer Vibrationsprüfung an einem Fahrzeug induzieren möchte. Sobald die gewünschten Vibrationen ermittelt sind, wird eine Reifenlauffläche gebildet, die ein Profil aufweist, das die gewünschten Vibrationen am Fahrzeug induziert, wenn es während der Fahrzeugvibrationsprüfung am Fahrzeug montiert wird. Somit kann durch das Modifizieren eines Reifens, um die gewünschten Vibrationen an einem Testfahrzeug zu induzieren, zunächst durch höhere Vibrationsordnungen auf einfache Weise geprüft werden.
1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines exemplarischen Vibrationsprüfverfahrens 100, das hier im Einzelnen beschrieben wird. In Block 102 wird ein Testreifen entworfen, der in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens einen Rundlauf aufweist, um die gewünschten Vibrationen im Testfahrzeug zu erzeugen. In Block 104 wird ein Testreifen hergestellt, der in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens den entworfenen Rundlauf aufweist, um die gewünschten Vibrationen im Testfahrzeug zu erzeugen. Im Block 106 wird der Testreifen an einem Testfahrzeug montiert. Die Fahrzeugvibrationsprüfung wird in Block 108 durchgeführt, sodass Vibrationen einschließlich Schwingungen höherer Ordnung durch den Reifen am Testfahrzeug induziert werden. Im Anschluss an die Vibrationsprüfung können Komponenten des Fahrzeugs modifiziert oder angepasst werden, um die Vibrationen im Testfahrzeug zu reduzieren.
Zusätzliche ergänzende Labormessungen der Reifen und Räder an einer herkömmlichen Reifen- und Radkraftschwankungseinrichtung können zur Quantifizierung oder Validierung der Ergebnisse der Fahrzeugempfindlichkeit verwendet werden. Die Kraftschwankungsmessungen und die Ergebnisse der Fahrzeugvibrationsprüfung, 108, werden gemeinsam analysiert, um Sensitivitäten abzuschätzen.
Die einzelnen Verfahren und Vorgehensweisen des erfahrenen Analytikers variieren und werden im Allgemeinen nach Effektivität, Zweckmäßigkeit und verfügbaren Verarbeitungswerkzeugen ausgewählt. Die veranschaulichten exemplarischen Ausführungsformen behandeln die Vorbereitung der Testreifen durch die Herstellung (oder Modifizierung) von bereits verfügbaren Reifen mit bevorzugter Kraftschwankung über eine Bandbreite von Ordnungen. Durch die Herstellung derartiger Testreifen, welche die bevorzugte forcierte Variation über eine Bandbreite von Ordnungen induzieren, kann durch die Prüfung vermieden werden, dass große Mengen von Testreifen „von der Stange“ verwendet werden. Die Verwendung derartiger Testreifen führte zu einem umständlichen, weniger effektiven, weniger effizienten und kostspieligen Prüfprozess.
2A veranschaulicht eine Seitenansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Testreifens (Reifen) 200 vor der Modifikation, und 2B veranschaulicht eine Seitenansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Reifens 200 nach der Modifikation unter Verwendung eines Verfahrens, das hierin näher beschrieben wird.
In dieser Hinsicht beinhaltet der Reifen 200 eine Kontaktfläche 202. Die Kontaktfläche 202 (beinhaltet die Lauffläche) ist der Teil des Reifens 200, der mit der Fahrbahn oder der Betriebsfläche 201 in Kontakt kommt, während der Reifen 200 sich dreht, wenn er an einem Fahrzeug montiert wird. Der Reifen 200 beinhaltet eine Drehachse 203. Der Abstand zwischen der Kontaktfläche 202 und der Drehachse 203 wird als Rundlauf bezeichnet und ist durch die Linie 205 dargestellt.
2B veranschaulicht eine exemplarische Ausführungsform des Reifens 200, nachdem der Reifen so modifiziert wurde, dass er einen Rundlauf (z₁, z₂, z₃) aufweist, der sich radial entlang der Kontaktfläche 202 des Reifens 200 verändert. Der Reifen 200 beinhaltet Bereiche 206 mit längeren Rundläufen, die als Erhöhungen bezeichnet werden, und Bereiche 204 mit relativ kürzeren Rundläufen, die als Vertiefungen bezeichnet werden. Im Betrieb führt der variierende Rundlauf entlang der Kontaktfläche 202 bei der Montage an einem Fahrzeug während der Prüfung zu den gewünschten Vibrationen am Fahrzeug. Der Reifen 200 ist im Wesentlichen „bewusst rundlaufverformt“, was in einigen Ausführungsformen zu den gewünschten Vibrationen führen kann. Das Erreichen der relativen Erhöhungen 206 und der Vertiefungen 204 durch das Entfernen von Gummi an der Reifenaufstandsfläche 202 führt im Allgemeinen zu relativen Mengen an Gummiabtrag von der ersten äußeren Kontaktzone 208 des Reifens.
3 veranschaulicht eine Vorderansicht des Reifens 200 nach der Modifikation. Der Reifen 200 rotiert auf einer Achse 302, die mit einem Testfahrzeug 307 verbunden ist. Der Reifen 200 beinhaltet die Kontaktfläche 202 mit den Bereichen 206 und 204, die jeweils längere und kürzere Rundläufe aufweisen. Die Bereiche 206 und 204 können quer (von der Seitenwand bis zur Seitenwand des Reifens 200) zur Kontaktfläche 202 angeordnet sein oder in der Mitte oder teilweise über die Kontaktfläche 202 gebildet sein. Die Regionen 206 und 204 können die Lauffläche, Schulter, Blöcke, Rippen und die Neigungen des Reifens 200 und insgesamt alle Bereiche beinhalten, die mit der Fahrbahnoberfläche in Kontakt kommen und/oder eine Vibration am Fahrzeug entlang der Achsen 301, 303 und 305 induzieren können. Drehschwingungen können auch durch Drehschwingungen induziert werden, die um die drei Achsen 301, 303 und 305 wirken.
4 veranschaulicht ein Blockdiagramm 400 eines exemplarischen Verfahrens zur Konstruktion eines Reifens, der die gewünschten Vibrationen in einem Testfahrzeug induziert. In dieser Hinsicht weist der resultierende Reifen einen unterschiedlichen Rundlauf durch die Winkellage des Reifens auf. In Block 402 identifiziert der Benutzer die für ihn interessanten Ordnungen. Die identifizierten interessierenden Ordnungen sind die harmonischen Vibrationsordnungen, die der Benutzer am Testfahrzeug induzieren möchte. In Block 404 ermittelt oder wählt der Benutzer die Vibrationsamplituden für jede der identifizierten interessierenden Ordnungen. In Block 406 identifiziert der Benutzer die ersten Phasen der Ordnung, die durch den Reifen induziert werden sollen.
Sobald die Designvorgaben identifiziert und benannt sind, wird ein Spektrum in Abhängigkeit von den benannten Amplituden in Block 408 konstruiert. Beim Einführen von Phasengrößen ungleich Null wird das Spektrum zu einem komplexen Spektrum, das eine Amplitude und Phase oder alternativ reale und imaginäre Komponenten aufweist.
In Block 410 kann das Spektrum transformiert werden, um eine Funktion im Bereich des Reifendrehwinkels zu sein, zum Beispiel unter Verwendung einer inversen Fourier-Transformation, die am häufigsten in weithin anerkannten Formulierungen implementiert und als „inverse Fast Fourier-Transformation“ (iFFT) bezeichnet wird. In Block 412 wird der Rundlauf gegenüber dem Drehwinkel des Reifens als Steuerdaten ausgegeben. Der Rundlauf stellt im Vergleich zum Drehwinkel des Reifens das Design des modifizierten Reifens dar, das die gewünschten Vibrationen am Testfahrzeug 307 induzieren soll.
In einigen exemplarischen Ausführungsformen kann der Rundlauf gegenüber dem Drehwinkel des Reifens mit angewandten Leistungskriterien in Block 414 verwendet werden, um zu ermitteln, ob die Parameter optimiert wurden. Ist dies nicht der Fall, können die Parameter in Block 416 optimiert und ein aktualisiertes komplexes Spektrum in Block 408 konstruiert werden.
5 veranschaulicht eine Grafik 500, die ein Diagramm 502 beinhaltet, welches das Design des modifizierten Reifens anzeigt, indem der gewünschte Rundlauf in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens dargestellt wird. In dieser Hinsicht zeigt die horizontale Achse 501 die Winkellage des Reifens in Grad an, während der Rundlauf auf der vertikalen Achse 503 angezeigt wird. Bei der weiteren Ausarbeitung und unter Bezugnahme auf die Grafik 500 wird der Rundlauf des Reifens in Bezug auf das absolute Minimum des Rundlaufs in der Position von ca. 105 Grad dargestellt, während der Rundlauf des Reifens bei der Position von ca. 320 Grad größer ist.
Sobald das Design des modifizierten Reifens festgelegt ist, kann der Reifen beispielsweise unter Verwendung eines Reifenschleifsystems modifiziert werden.
6 veranschaulicht ein Reifenschleifsystem 600. Das System 600 ist funktionsfähig, um einen modifizierten Reifen herzustellen, der ein Design aufweist, das die gewünschten Vibrationen im Testfahrzeug induziert. Das System 600 beinhaltet einen rotierenden Teil 602 (zum Beispiel eine Nabe), der den Reifen 200 hält und mit einem Motor 604 verbunden ist, der den Reifen 200 um die Drehachse des Reifens 200 dreht. Eine Schleifplattform 608 ist mit einem Schleifstein 610 verbunden, der eine Schleiffläche 612 aufweist, welche die Kontaktfläche 202 des Reifens 200 kontaktiert. Die Schleifplattform 608 kann sich linear entlang der Linie 601 bewegen, um den Abstand zwischen dem Reifen und der Schleiffläche 612 des Schleifsteins 610 zu verändern.
Die Schleifplattform 608 trägt einen Schleifmotor 620, der den Schleifstein 610 dreht. Der Reifen wird zum Kontakt mit einer frei drehenden Ladetrommel 618 gezwungen, die zunächst so positioniert ist, dass sie eine mittlere Belastung des Reifens erzeugt, die der Nutzung eines Fahrzeugs nahekommt. Nach dem Erreichen der vorgeschriebenen mittleren Belastung wird die Drehachse der Ladetrommel 618 anschließend durch unbewegliches verriegeln der Schleifplattform 608 in ihrer Position verriegelt, wodurch Kraft- und Momentabweichungsmessungen ermöglicht werden, die von strategisch angeordneten Wandlern erfasst werden, die auf die Last der Ladetrommel 618 reagieren, während sie sich weiterhin frei um ihre Drehachse bewegt.
Obwohl sich der Schleifstein 610 in 6 über die gesamte Fläche des Reifens erstreckt, finden sich in alternativen exemplarischen Ausführungsformen auch andere Formen des Schleifsteins 610. Schleifsteine 610 können in der Breite kürzer sein, wenn sie bestimmte Seitenteile der Reifenaufstandsfläche 202 kontaktieren. Eine Konfiguration mit derart eingeschränktem Kontakt kann zwei Schleifsteine verwenden, einen an jedem der seitlichen Enden der Reifenaufstandsfläche 202; in einer anderen Konfiguration kann ein zentral angeordneter kurzer Schleifstein in der Mitte der Kontaktfläche 202 verwendet werden. Noch eine andere Konfiguration kann beide der vorstehend genannten Schleifsteinkonfigurationen beinhalten, wobei letztendlich drei Schleifsteine verwendet werden. Das Erzeugen von Reifenmomenten über die x- und z-Achse 622 von 6, kann auch dadurch erreicht werden, dass asymmetrische Rundlaufabweichungen an den Extremitäten der seitlichen Reifenaufstandsfläche 202 induziert werden. Eine lokale Vertiefung 204 am äußersten linken seitlichen Reifenaufstandsbereich 202 mit einer entsprechenden Erhöhung 206 am äußersten rechten seitlichen Reifenaufstandsbereich 202 erzeugt beispielsweise ein Moment. Durch das asymmetrische Schleifen der Vertiefungen 204 und der gegenüberliegenden Erhöhungen 206 können gewünschte Momentenvariationen erreicht werden. Darüber hinaus ergibt sich eine Kombination aus der gewünschten Kraftschwankung und Momentenvariation aus der Überlagerung der jeweiligen symmetrischen und asymmetrischen Laufflächenbereiche.
Das System 600 beinhaltet eine Steuerung 606, die kommunikativ mit der Schleifplattform 608, dem Motor 604 und den Sensoren verbunden ist. Die Steuerung 606 ist funktionsfähig, um das System 600 so zu steuern, dass der Schleifstein 610 das Reifenmaterial von der Kontaktfläche 202 an bestimmten Reifenwinkelstellungen entfernt oder schleift, um den gewünschten modifizierten Reifen 200 zu erhalten.
Diesbezüglich ist die Steuerung 606 kommunikativ mit den Sensoren 614 verbunden, die zum Beispiel optische Sensoren beinhalten können, die den Rundlauf des Reifens 200 in einer bestimmten Winkellage berechnen. Die Sensoren 616 beinhalten Encoder oder Tachometer zum Berechnen der Winkellage des Reifens 200. Der Motor 604 kann zum Beispiel auch einen Kraftaufnehmer beinhalten, der die auf den Reifen 200 ausgeübte Kraft durch die Drehung des Reifens 200 durch den Motor 604 und die auf den Reifen 200 durch den Schleifstein 610 induzierte Reibung ermittelt.
Das System 600 kann unter Verwendung von Rückmeldungen von den Kraftaufnehmern gesteuert werden, welche die Drehkraft des Reifens erfassen und an die Steuerung 606 ausgeben. Alternativ kann das System 600 auch über die Position des Reifens 200 und den gemessenen Rundlauf des Reifens 200 gesteuert werden. Somit kann jedes Verfahren verwendet werden, das beispielsweise die gemessene Kraft oder den gemessenen Rundlauf verwendet, um das System 600 zur Herstellung eines gewünschten Testreifens 200 zu steuern.
7 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines exemplarischen Verarbeitungssystems 700, das zur Gestaltung des Reifens 200 (aus 2B) und in einigen Ausführungsformen zum Steuern des Reifenschleifsystems 600 (aus 6) verwendet werden kann. Das System 600 beinhaltet einen Prozessor 702, der kommunikativ mit einem Speicher 704, einer Anzeige 706 und einer Eingabevorrichtung 708 verbunden ist. In weiteren alternativen Ausführungsformen kann das Verarbeitungssystem 700 zur Gestaltung des Testreifens 200 verwendet werden, während ein anderes Verarbeitungssystem ähnlich dem Verarbeitungssystem 700 auch zum Steuern des Reifenschleifsystems 600 verwendet werden kann.
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm 800 eines exemplarischen Verfahrens zum Steuern des Reifenschleifsystems 600 (von 6). In dieser Hinsicht beinhaltet ein Signal 802 als Funktion der Winkellage des Reifens mindestens einen der gewünschten Rundlauf- und/oder der gewünschten Kraftschwankungen. Das Signal 802 wird mit dem Signal 804 verglichen, das die abgetastete Rückkopplungsmenge entsprechend dem gewünschten Steuersignal des Reifens an einem Komparator 806 anzeigt, um ein Steuersignal 808 auszugeben. Das Steuersignal 808 und ein Reifen-Encodersignal 810 (d. h. ein Reifenwinkelpositionssignal) werden unter Verwendung der Logik in Block 812 synchronisiert, um ein Schleifplattform-Positionssignal 814 zu erhalten, das zum Steuern der Position der Schleifplattform 608 wirksam ist. In einigen Ausführungsformen kann auch ein Signal 803, das auf die Leistung des Schleifmotors hinweist, empfangen und im Block 812 synchronisiert werden.
Da die Position der Schleifplattform 608 in Bezug auf die Drehachse des Reifens das vom Schleifrad abgetragene Reifenmaterial ermittelt, wird die Position der Schleifplattform 608 gesteuert, um den gewünschten Testreifen 200 herzustellen. Das System 600 und die daraus resultierenden Signale im Blockdiagramm 800 können Funktionen der erfassten Reifenkraft, des Rundlaufs des Reifens und der erfassten Schleifmotorleistung 816 sein; die Schleifmotorleistung 816 kann durch die Stromaufnahme herkömmlicher Mehrphasen-Elektromotoren beurteilt werden. Da die Kraft, die durch die drehbare Ladetrommel 618, den Rundlauf des Reifens 200, die Position der Schleifplattform 608 und die Leistungsaufnahme des Schleifmotors 620 auf den Reifen 200 ausgeübt wird, vom System 600 erfasst werden kann, kann das System 600 beispielsweise über Signale gesteuert werden, die Funktionen von Kraft oder Radialabstand (Rundlauf) sind, ergänzt durch die Leistungsaufnahme, die die Leistung des Schleifmotors 816 des Schleifmotors 620 angibt, wobei die Schleifplattform 608 letztendlich und kontinuierlich entweder näher oder weiter von der Oberfläche des Reifens 202 entfernt positioniert werden kann, einschließlich der Vertiefungen in den Bereichen 204 oder der Erhöhungen in den Bereichen 206.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme sind für die Entwicklung und Herstellung eines Testreifens vorgesehen, der eine gewünschte Frequenz, Amplitude und Vibrationsphase an einem Testfahrzeug induziert, wenn der Testreifen am Testfahrzeug verwendet wird. Der Testreifen ermöglicht eine wirtschaftliche und effektive Prüfung der Vibrationsempfindlichkeit von Fahrzeugen bei hohen Ordnungsfrequenzen.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Anmeldung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Verfahren zum Prüfen eines Fahrzeugs, das Verfahren umfassend: das Entwickeln eines Reifens, der einen Rundlauf in Abhängigkeit von der Winkellage des Reifens aufweist, der eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert, wenn der Reifen auf dem Fahrzeug eingesetzt wird; und das Durchführen einer Prüfung am Fahrzeug während des Betriebs des Fahrzeugs, wobei der Reifen die Konstruktion aufweist, die eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend das Herstellen des Reifens.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Herstellen des Reifens, das Entfernen von Material vom Reifen beinhaltet, um einen Reifen mit einem Rundlauf als Funktion einer Winkelposition des Reifens zu erhalten, der eine gewünschte Vibration in einem Fahrzeug induziert, wenn der Reifen an einem Fahrzeug eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Herstellen des Reifens das Verwenden eines Reifenschleifsystems beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Rundlauf einen Abstand von einem Drehpunkt des Reifens und einen Teil des Reifens, der für den Kontakt mit einer Fahrbahnoberfläche wirksam ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Gestaltung des Reifens beinhaltet: das Identifizieren von Parametern der gewünschten Vibrationen, die durch den Reifen am Fahrzeug induziert werden sollen; das Konstruieren eines Spektrums als Funktion der identifizierten Parameter; und das Ausgeben eines Rundlaufs als Funktion der Winkellage des Reifens.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die identifizierten Parameter Vibrationsordnungen von Interesse beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die identifizierten Parameter Amplituden von interessierenden Schwingungsordnungen beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die identifizierten Parameter Phasenkomponenten in einer Reihenfolge beinhalten und das Spektrum ein komplexes Spektrum ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Reifen im Wesentlichen bewusst rundlaufverformt ist, sodass der Reifen während der Fahrzeugprüfung eine gewünschte Vibration induziert.