TWI565936B - The Method of Making the Load Estimation Model in Tire Uniformity Testing Machine - Google Patents

The Method of Making the Load Estimation Model in Tire Uniformity Testing Machine Download PDF

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Description

輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法
本發明有關在輪胎均勻性(uniformity)試驗機中，表示旋轉鼓對輪胎的抵壓位置與在輪胎產生的輪胎荷重之間的關係的荷重推定模型之作成方法。
過往以來，對於甫製成製品的輪胎會進行輪胎試驗，計測輪胎均勻性(輪胎的均一性)等以判定良莠。例如，當針對客車用的輪胎進行輪胎試驗的情形下，會運用專利文獻1等所示般的試驗裝置依以下般的手續進行輪胎均勻性之計測。
亦即，專利文獻1的輪胎試驗裝置，係將從檢査線的上游流動而來的輪胎藉由上下分割之輪緣(rim)予以夾住，令輪胎在短時間內膨脹而固定於上下輪緣間。其後，使輪胎的內壓成為測試壓，將旋轉鼓抵壓住被保持在測試壓之輪胎令其正轉以及反轉，以計測輪胎均勻性。
像這樣測定輪胎均勻性時，必須正確地掌握旋轉鼓的抵壓位置與在該抵壓位置產生的輪胎荷重(抵壓荷重)之間的關係，以便對輪胎正確地令其產生目標的抵 壓荷重(亦即目標的輪胎荷重)。為此，會設計成運用存在於旋轉鼓的抵壓位置與產生的輪胎荷重之間的關係來控制輪胎試驗裝置，以實施輪胎均勻性之計測。
例如，專利文獻2中，是運用假定旋轉鼓的抵壓位置與在該抵壓位置產生的輪胎荷重呈線形變化時之彈簧常數，來控制輪胎試驗裝置。也就是說，專利文獻2中記載一種方法，係事先測定抵壓位置與產生的輪胎荷重之間的關係，從測定出的值算出彈簧常數，並使得算出的彈簧常數呈一定來控制輪胎荷重(抵壓荷重)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本國特公平6-95057號公報
專利文獻2：日本國特開2013-124858號公報
不過，為了正確地測定輪胎均勻性，必須依輪胎的種類別來推壓旋轉鼓使成為規定的目標抵壓荷重。鑑此，專利文獻2揭示之推壓荷重設定方法，係構成為使得彈簧常數呈一定而從旋轉鼓對輪胎的抵壓位置來算出輪胎荷重。也就是說，專利文獻2中，作為獲得目標抵壓荷重之方法，係依據由到達目標抵壓荷重為止前測得的抵壓位置的位移與抵壓荷重的反饋值的變化量所算出之彈簧常 數來求出計測中的輪胎荷重，以控制輪胎的抵壓位置。
但，計測中的輪胎的彈簧常數(稱為真彈簧常數)容易受到外擾成分所致之影響而變動，故藉由計算獲得的彈簧常數，未必和真彈簧常數一致，對於真彈簧常數而言可能包含誤差。因此，依專利文獻2之方法，會運用這樣可能包含誤差之不正確的彈簧常數，因此難以正確地對輪胎施加計測輪胎均勻性所必須的輪胎荷重。
此外，專利文獻2，就對彈簧常數造成影響之因素而言，僅考量了旋轉鼓的抵壓位置。但實際上，就彈簧常數造成影響之因素而言，不僅有旋轉鼓的抵壓位置，還必須考量流入輪胎之空氣的壓力等。是故，假如輪胎內的空氣壓偏離規定壓力(測試壓)的情形下，也會難以正確地求出彈簧常數，難以正確地對輪胎施加計測輪胎均勻性所必須的輪胎荷重。
又，基於上述理由，當藉由計算獲得的彈簧常數和真彈簧常數不一致的情形下，為了獲得用以實現必要的輪胎荷重之抵壓位置，必須反覆做彈簧常數的再計算。此再計算的反覆，會延長輪胎均勻性的計測時間，就結果而言而令包括輪胎試驗在內之檢査線的生產力降低。
本發明係有鑑此上述問題而研發，目的在於提供一種輪胎均勻性試驗機當中的荷重模型之作成方法，能夠作成可正確且短時間內獲得計測輪胎均勻性所必須的輪胎荷重之荷重模型。
為解決上述問題，本發明之輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法係採用以下所示之技術性手段。
亦即，本發明之輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法，係在藉由計測施加至被旋轉的旋轉鼓抵壓之輪胎的荷重而測定前述輪胎的均勻性之輪胎均勻性試驗機中，作成用於前述旋轉鼓的抵壓位置之控制而表示輪胎對於前述旋轉鼓的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型，該荷重推定模型之作成方法，其特徵為，具有：保持步驟，針對已藉由前述輪胎均勻性試驗機被測定過均勻性之輪胎，將藉由該測定獲得之資訊依每一該輪胎的特性值予以保持；取得步驟，因應前述輪胎的特性值，從前述保持步驟中保持的資訊取得用以作成前述荷重推定模型之標稱模型；作成步驟，依據前述取得的標稱模型，作成表示對前述輪胎的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型。
在此，前述取得步驟，可因應和前述輪胎類似度最高之另一種輪胎的特性值，取得前述標稱模型。
此外，本發明之輪胎均勻性試驗機當中的另一種荷重推定模型之作成方法，係在藉由計測施加至被旋轉的旋轉鼓抵壓之輪胎的荷重而測定前述輪胎的均勻性之輪胎均勻性試驗機中，作成用於前述旋轉鼓的抵壓位置之控制而表示輪胎對於前述旋轉鼓的抵壓位置與施加至前述 輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型，該荷重推定模型之作成方法，其特徵為，具有：保持步驟，針對已藉由前述輪胎均勻性試驗機被測定過均勻性之輪胎，將藉由該測定獲得之資訊依每一該輪胎的特性值予以保持；取得步驟，依據前述輪胎的特性值，因應從前述保持步驟中保持的資訊而推定之特性值，取得用以作成前述荷重推定模型之標稱模型；作成步驟，依據前述取得的標稱模型，作成表示對前述輪胎的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型。
按照本發明之輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法，能夠作成可正確且短時間內獲得計測輪胎均勻性所必須的輪胎荷重之荷重推定模型。
1‧‧‧輪胎試驗裝置(輪胎均勻性試驗機)
2‧‧‧旋轉鼓
4‧‧‧鼓構件
8‧‧‧輪胎
100，200，300‧‧‧控制裝置
110‧‧‧運轉資料庫(DB)
120‧‧‧逐次推定模型部
130，230，330‧‧‧荷重推定模型(標稱模型)作成部
131‧‧‧標稱模型資料庫(DB)
132‧‧‧模型選擇部
133，335‧‧‧標稱模型部
[圖1]本發明第1實施形態之輪胎均勻性試驗機的概略構成示意平面圖。
[圖2]第1實施形態之輪胎均勻性試驗機的概略構成示意正面圖。
[圖3]連接至第1實施形態之輪胎均勻性試驗機以作成荷重模型之控制裝置的構成示意方塊圖。
[圖4]第1實施形態之荷重模型之作成方法的處理手 續示意流程圖。
[圖5]連接至第2實施形態之輪胎均勻性試驗機以作成荷重推定模型之控制裝置的構成示意方塊圖。
[圖6]針對測定對象亦即輪胎的種類，模型化地示意參數空間當中和標稱模型DB的輪胎的種類相距之距離的說明圖。
[圖7]第2實施形態之荷重推定模型之作成方法的處理手續示意流程圖。
[圖8]連接至第3實施形態之輪胎均勻性試驗機以作成荷重推定模型之控制裝置的構成示意方塊圖。
[圖9]第3實施形態當中的係數參數的推定方法示意說明圖。
[圖10]第3實施形態之荷重推定模型之作成方法的處理手續示意流程圖。
以下參照圖面，說明本發明之實施形態。另，以下說明之各實施形態中對於共通的同一構成構件，係標注同一符號及同一名稱。是故，針對標注同一符號及同一名稱之構成構件，不再反覆相同說明。
[第1實施形態]
以下參照圖面，說明本發明之第1實施形態。
本實施形態中，說明作成圖1及圖2示例之輪胎均勻 性試驗機1中所運用的「荷重推定模型」之方法。
首先，在說明荷重推定模型之作成方法之前，說明運用藉由此作成方法作成的荷重推定模型來進行旋轉鼓的抵壓位置控制之輪胎均勻性試驗機1之構成。
圖1為輪胎均勻性試驗機1的概略構成示意平面圖。圖2為輪胎均勻性試驗機的概略構成示意正面圖。參照圖1及圖2，本實施形態之輪胎均勻性試驗機1，係評估甫製成製品之輪胎8的均質性或均一性亦即輪胎均勻性(或簡稱為均勻性)，例如在輪胎8產生的半徑方向的力的變動(Radial Force Variation：RFV)等，以作為製品檢査。
具體而言，輪胎均勻性試驗機1(以下稱為輪胎試驗裝置1)，具有：旋轉鼓2，為圓筒狀的旋轉體，設置成軸心朝向上下；及輪胎軸3，為相對於該旋轉鼓2的軸心而言平行地設置之軸，以自身的軸心為中心而旋轉自如。
旋轉鼓2，具有：圓筒形狀的鼓構件4，在外周面形成有輪胎試驗用的模擬路面；及旋轉軸5，將該圓筒狀的鼓構件4在軸心位置旋轉自如地支撐；及框架構件6，支撐旋轉軸5。鼓構件4，具有上下方向(垂直於徑方向之方向)的尺寸比徑方向的長度(例如直徑)還短之形狀，若將沿著圓筒形狀的軸心方向之長度稱為尺，則可謂其形成為短尺寬徑之圓筒形狀。在鼓構件4的中央(軸心或中心)，設有將該鼓構件4旋轉自如地支撐之旋轉軸 5。框架構件6，具有設置成朝沿著鼓構件4的徑方向之水平方向伸出之上下一對的支撐框架，可將旋轉軸5在此上下一對的支撐框架間以於上下方向跨架的方式予以支撐。
在該旋轉軸5與框架構件6之間，設有荷重計測手段(圖示略)，當將旋轉鼓2抵壓至輪胎8時，可計測在旋轉軸5產生的荷重或力矩。框架構件6(支撐框架)，隔著該荷重計測手段支撐著旋轉軸5。本實施形態之荷重計測手段，是裝配於旋轉鼓2的旋轉軸5側，但亦能將此荷重計測手段裝配於後述輪胎軸3側而計測在輪胎軸3產生的荷重。
又，在框架構件6的下側，設有鼓移動手段7，相對於供輪胎試驗裝置1安置之地基而言可將旋轉鼓2於水平方向移動。旋轉鼓2，藉由運用此鼓移動手段7，可相對於輪胎軸3接近及遠離。像這樣藉由鼓移動手段7的水平移動令旋轉鼓2相對於輪胎軸3接近，藉此旋轉鼓2會抵壓被保持在測試壓的輪胎8。
此時，旋轉鼓2對輪胎8的抵壓，是藉由調整旋轉鼓2對於輪胎8之位置來進行。旋轉鼓2，愈往輪胎8接近則愈強力地抵壓輪胎8。此時藉由旋轉鼓2的抵壓而施加(產生)於輪胎8的荷重稱為抵壓荷重。
旋轉鼓2，相對於輪胎8之位置(抵壓位置)受到調整，以使對輪胎8施加目標之抵壓荷重(目標抵壓荷重)。也就是說，若種類、尺寸及空氣壓等有關輪胎8 的條件為一定，則施加於輪胎8的抵壓荷重與實現該抵壓荷重之旋轉鼓2的抵壓位置會呈一對一對應。因此，對於目標抵壓荷重而言，會決定一個作為目標之抵壓位置(目標抵壓位置)。
輪胎軸3，為沿著上下方向設置之棒狀構件。在輪胎軸3的下端側，設有旋轉手段(圖示略)，令此輪胎軸3以朝向上下方向之輪胎軸3的軸心為中心而旋轉。此外，在輪胎軸3的上端側，設有輪緣構件(圖示略)，可固定輪胎均勻性之測定對象亦即輪胎8。輪胎8，透過此輪緣構件而可固定於輪胎軸3。
另一方面，當運用輪胎試驗裝置1測定輪胎均勻性時，從工場空氣源供給之壓縮空氣會經壓力調整後對裝配於輪胎軸3之輪胎8供給。藉由此壓縮空氣令輪胎8膨脹，藉此將輪胎8固定於上下輪緣間而將輪胎8的內部保持在測試壓。其後，將旋轉鼓2往目標抵壓位置移動，藉此將旋轉鼓2抵壓至被保持在測試壓的輪胎8，施加目標抵壓荷重。於該抵壓後或抵壓的同時，令輪胎8正轉，測定正轉方向的輪胎均勻性。正轉方向的測定結束後，令輪胎8反轉，亦測定反轉方向的輪胎均勻性。
如此一來，便能以裝配於旋轉鼓2的旋轉軸5之荷重計測手段來計測當將旋轉鼓2抵壓至輪胎8並令其旋轉時施加至輪胎8的抵壓荷重。由藉由該荷重計測手段計測出的抵壓荷重的變動，便能評估輪胎8的輪胎均勻性。
不過，上述輪胎均勻性，是以令旋轉鼓2以目標抵壓荷重正確地推壓至輪胎8為前提而測定。因此，輪胎均勻性試驗時對輪胎8正確地賦予目標抵壓荷重，對於精度良好地測定輪胎均勻性而言極為重要。
鑑此，如圖3所示，在輪胎試驗裝置1，為了正確地實現目標抵壓荷重，設有用來控制旋轉鼓2的抵壓位置之控制裝置100。
圖3為連接至本實施形態之輪胎試驗裝置1以作成荷重模型之控制裝置100的構成示意方塊圖。
控制裝置100，具有：運轉DB110，為資料庫，將藉由輪胎試驗裝置1的運轉而獲得之有關輪胎8的資訊存儲作為運轉資料；及逐次推定模型部120，運用後述荷重推定模型及存儲於運轉DB110之輪胎8的資訊雙方來推定施加於輪胎8的抵壓荷重；及荷重推定模型(標稱模型)作成部130，作成荷重推定模型，以作為逐次推定模型部120中運用之荷重模型的標稱(nominal)模型。
運轉DB110存儲的運轉資料，為有關裝配於輪胎試驗裝置1而欲被測定(或已被測定)輪胎均勻性之輪胎8的資訊，會從輪胎試驗裝置1輸出。運轉資料，包括表示輪胎8的種類(特性值)之資訊、及在輪胎均勻性的測定中獲得之資訊。例如，作為表示輪胎8的特性值亦即種類之資訊，可列舉輪胎8的商標、用途、及輪胎徑、輪胎寬等參數(以下稱為輪胎參數)等。作為在輪胎均勻 性的測定中獲得之資訊，可列舉抵壓位置、及在該抵壓位置的抵壓荷重(藉由旋轉鼓2的荷重計測手段計測出的抵壓荷重)等。
以下參照圖3，說明控制裝置100的特徵性構成亦即荷重推定模型作成部130。
荷重推定模型作成部130，具備標稱模型DB131、模型選擇部132、標稱模型部133。標稱模型DB131，為資料庫，將用來作為標稱模型亦即荷重推定模型之資訊依輪胎8的種類別存儲作為標稱模型資料。模型選擇部132，因應欲藉由輪胎試驗裝置1而被測定輪胎均勻性之輪胎8的種類，切換選擇存儲於標稱模型DB131之標稱模型資料。標稱模型部133，運用模型選擇部132選擇的標稱模型資料，作成標稱模型亦即荷重推定模型。
標稱模型DB131，為資料庫，將輪胎試驗裝置1的過去的運轉成果依輪胎8的種類別存儲及蓄積作為標稱模型資料。例如，標稱模型DB131，將在輪胎均勻性的測定中獲得之運轉DB110所存儲之運轉資料(抵壓位置、及在該抵壓位置的抵壓荷重等)，依輪胎8的種類別存儲及蓄積。
針對輪胎8的種類，例如能夠將輪胎參數(例如輪胎徑或輪胎寬)的值為同一之輪胎8，劃分種類(分類)成同一種類。亦可將輪胎參數的值與輪胎8的商標及用途之組合為同一之輪胎8，辨識成為同一種類。
具體而言，參照圖3，標稱模型DB131，作為 輪胎8的種類係存儲著有關輪胎A~輪胎X之資料庫。例如，圖3中，輪胎A~輪胎X可僅依據輪胎徑而被分類，亦可僅依據輪胎寬而被分類。此外，亦可將輪胎A~輪胎X依據輪胎徑與輪胎寬的組合來分類，又，亦可依據輪胎徑、輪胎寬及商標的組合來分類。本實施形態中，輪胎8的種類(輪胎A~輪胎X)，是以依據輪胎徑與輪胎寬的組合被分類為前提。
模型選擇部132，係從運轉DB110取得運轉DB110所存儲之資訊當中表示輪胎8的種類之資訊來辨明輪胎8的種類，且選擇和辨明出的輪胎8的種類相對應之種類的標稱模型資料。例如，模型選擇部132，從運轉DB110取得輪胎8的輪胎徑與輪胎寬，選擇和該取得的輪胎徑及輪胎寬的組合相對應之種類(輪胎A~輪胎X)的標稱模型資料，並輸出給後述標稱模型部133。
標稱模型部133，取得從模型選擇部132輸出的標稱模型資料，依據取得的標稱模型資料作成有關輪胎8的荷重推定模型作為標稱模型。本實施形態中，係示例荷重推定式來作為荷重推定模型。
如上述般，從模型選擇部132取得的標稱模型資料，包括在輪胎均勻性的測定中獲得之運轉資料(抵壓位置、及在該抵壓位置的抵壓荷重等)。標稱模型部133，例如運用此運轉資料作成抵壓荷重對於抵壓位置之分布，並在此作成的分布中，求出下式(1)所示之迴歸式的係數參數aij及aoj。
(x)：對於標稱模型的輪胎種類j之抵壓荷重推定值
a ij ,a 0j ：關於標稱模型的輪胎種類j之解釋變數i的係數參數
j：標稱模型DB當中的輪胎種類的下標
x：解釋變數向量※解釋變數係將運轉資料做預處理而生成
i I：解釋變數的下標
像這樣，依據標稱模型資料而訂定係數參數aij及aoj之式(1)即為標稱模型。藉由此標稱模型，針對在輪胎試驗裝置1進行輪胎均勻性的測定之輪胎8，能夠將因旋轉鼓2的抵壓位置(相當於式(1)的變數x)而在輪胎8產生的抵壓荷重(相當於式(1)的左邊)推定作為荷重推定值。
運用有關該輪胎8之荷重推定式亦即標稱模型，算出和目標抵壓荷重相對應之旋轉鼓2的抵壓位置以作為目標抵壓位置，並將算出的目標抵壓位置輸出給後述逐次推定模型部120。
以上便是有關荷重推定模型作成部130之說明。
逐次推定模型部120，取得荷重推定模型作成部130的標稱模型部133所輸出之目標抵壓位置。然後，逐次推定模型部120指示旋轉鼓2在取得的目標抵壓位置抵壓輪胎8。其後，逐次推定模型部120，由從輪胎試驗裝置1輸出而運轉DB110存儲之運轉資料，取得抵壓位置與藉由旋轉鼓2的荷重計測手段計測出的抵壓荷重，逐次算出 旋轉鼓2的抵壓位置以使取得的抵壓荷重成為目標抵壓荷重，並輸出給輪胎試驗裝置1。
由以上說明，荷重推定模型作成部130，在逐次推定模型部120逐次算出旋轉鼓2的抵壓位置之前，運用標稱模型算出輪胎8中實現目標抵壓荷重之抵壓位置(目標抵壓位置)，並將算出的目標抵壓位置提供給逐次推定模型部120。藉此，逐次推定模型部120，能夠從有很高機率可實現目標抵壓荷重之抵壓位置，開始逐次算出抵壓位置。
是故，輪胎試驗裝置1，藉由受到具備荷重推定模型作成部130之控制裝置100所控制，能夠從輪胎8的輪胎均勻性測定開始起算在非常短時間內對輪胎8施加目標抵壓荷重。像這樣，若能在短時間內對輪胎8施加目標抵壓荷重，則能縮短輪胎均勻性的測定開始，能使輪胎試驗裝置1的作業效率及生產力提升。
在此，以下示例逐次推定模型部120所做的逐次算出抵壓位置之方法。
逐次推定模型部120，對輪胎T一面令旋轉鼓2的抵壓位置變化一面逐次計測輪胎荷重，對逐次計測出的輪胎荷重的計測值以愈接近輪胎荷重的目標值則愈增加權重的方式來做加權，並依據加權後的計測值，運用彈簧常數來推定表示抵壓位置與抵壓荷重之關係之荷重模型。作為荷重模型，係採用旋轉鼓2的抵壓位置與施加於輪胎8的抵壓荷重呈線形變化之線形式，對加權後的計測值令其擬合 (fitting)線形式，並從擬合後的線形式的斜率求出彈簧常數，藉此推定荷重模型。
也就是說，逐次推定模型部120中採用的荷重模型，並非設想線形性對於橫跨廣範圍之抵壓位置全部資料都會成立，而是重點地考量實現對輪胎8的目標抵壓荷重鄰近的值之一部分的抵壓位置當中的線形性。像這樣，逐次推定模型部120，係優先地運用會與輪胎荷重之間成立線形關係這樣的「目標抵壓荷重」鄰近的計測值，而可正確地實現施加於輪胎8的抵壓荷重。
具體而言，逐次推定模型部120，將藉由上述荷重計測手段計測出的抵壓荷重的計測值，以規定的權重特性函數予以處理而做「加權」，並優先地運用旋轉鼓2的抵壓位置與施加於輪胎8的抵壓荷重之間會成立線形關係這樣的範圍的計測資料，來求出彈簧常數(求出上述線形式)。
在此，權重特性函數，為下述這樣的函數，即，若藉由荷重計測手段計測出的輪胎荷重為「目標抵壓荷重」時可獲得最大權重Wmax，而若輪胎荷重偏離「目標抵壓荷重」則「加權」會急遽地變小成為零。因此，只要將藉由荷重計測手段計測出的抵壓荷重的計測值，以上述權重特性函數予以處理，則便可優先地運用位於「目標抵壓荷重」的鄰近之計測值來求出線形式。
接著，參照圖3及圖4，說明控制裝置100的動作、及輪胎試驗裝置1之控制方法，藉此說明本實施形 態之荷重推定模型之作成方法。
圖4為本實施形態之荷重模型之作成方法的處理手續示意流程圖。
首先，輪胎試驗裝置1中，當輪胎8的輪胎均勻性之測定開始，則將輪胎試驗裝置1及控制裝置100中過去(前次測定中)計算出的各種參數初始化(STEP1000)。
控制裝置100，從輪胎試驗裝置1取得輪胎均勻性之測定對象亦即輪胎8的種類，並存儲於運轉DB110。
模型選擇部132，從運轉DB110取得輪胎8的輪胎徑與輪胎寬以作為輪胎8的種類，搜索和該取得的輪胎徑及輪胎寬的組合相對應之種類(輪胎A~輪胎X)的標稱模型資料(STEP1100)。
在此，於STEP1000中的參數初始化之前，針對已藉由輪胎試驗裝置1被測定過輪胎均勻性之輪胎，藉由該測定獲得之資訊會依每一該輪胎的種類(特性值)被保持作為標稱模型資料(保持步驟)。
模型選擇部132，若和輪胎8的種類相對應之標稱模型資料存在，則將該標稱模型資料輸出給標稱模型部133。標稱模型部133，將此輸出的標稱模型資料，取得作為用來作成(構築)標稱模型之資料。
也就是說，模型選擇部132，因應輪胎8的種類(特性值)，從保持步驟中保持的資訊(標稱模型資 料)取得用以作成荷重推定模型(荷重推定式)之標稱模型(取得步驟，STEP1200)。
標稱模型部133，依據從模型選擇部132取得的標稱模型資料，求出上述式(1)所示迴歸式的係數參數aij及aoj，作成(構築)標稱模型(荷重推定式)。也就是說，依據取得的標稱模型資料，作成表示對輪胎8的抵壓位置與施加至輪胎8的抵壓荷重之間的關係之荷重推定式，以作為標稱模型(作成步驟，STEP1300)。
標稱模型部133，運用構築出的標稱模型，計算和輪胎8的目標抵壓荷重相對應之旋轉鼓2的抵壓位置，以作為標稱模型之目標抵壓位置(標稱目標抵壓位置)，並將藉由此計算獲得之抵壓位置輸出給逐次推定模型部120(STEP1400)。
逐次推定模型部120，取得從荷重推定模型作成部130的標稱模型部133輸出之抵壓位置，從取得的抵壓位置開始做旋轉鼓2的抵壓位置之控制(STEP1500)。
當旋轉鼓2移動至從標稱模型部133輸出的抵壓位置而計測出施加於輪胎8的抵壓荷重，則抵壓荷重或旋轉鼓2的抵壓位置的計測值(抵壓荷重及抵壓位置)之資料，會被輸出至控制裝置100的運轉DB110，被存儲於運轉DB110以作為有關輪胎8之計測值。
存儲於運轉DB110之計測值(抵壓荷重及抵壓位置)的資料，會輸出給逐次推定模型部120。
逐次推定模型部120，視必要適當進行「時刻計數器初始化」、「時刻計數器更新」、「保存測定資料」等(STEP1510~1530)。
接下來，逐次推定模型部120，依據從運轉DB110輸出的旋轉鼓2的抵壓位置，對抵壓荷重的計測值進行上述加權。
具體而言，將控制裝置中事先記憶好的權重函數，套用至從運轉DB110輸出之計測值亦即抵壓荷重。藉由此權重函數，以旋轉鼓2的抵壓位置是否位於「目標抵壓荷重」的鄰近為基準之權重，會被賦予至抵壓荷重。當抵壓位置為接近「目標抵壓荷重」之值的情形下會被賦予較大權重，當抵壓位置為遠離「目標抵壓荷重」之值的情形下會被賦予接近零之權重。
逐次推定模型部120，運用像這樣加權後的輪胎荷重的計測值(抵壓荷重)來推定荷重模型。逐次推定模型部120，依據此推定出的荷重模型，推定對於STEP1400中從標稱模型部133輸出的抵壓位置之修正值(目標抵壓位置修正值)(STEP1540)。
具體而言，逐次推定模型部120，設加權後的抵壓荷重的計測值與旋轉鼓2的抵壓位置之間會成立線形性，計算「彈簧常數」作為其比例常數，並推定荷重模型。像這樣計算出的「彈簧常數」，是重點地運用「目標抵壓荷重」鄰近的計測值計算而成，而可藉由此推定出的荷重模型正確地推定抵壓荷重。
逐次推定模型部120，對STEP1400中從標稱模型部133輸出的抵壓位置，加計STEP1540中推定出的修正值(目標抵壓位置修正值)，以修正(計算)旋轉鼓2的目標抵壓位置(STEP1550)。
逐次推定模型部120中被計算並修正的旋轉鼓2的目標抵壓位置，會輸出給輪胎試驗裝置1。輪胎試驗裝置1，遵照輸出的目標抵壓位置控制旋轉鼓2的抵壓位置(STEP1560)。
逐次推定模型部120，反覆上述一連串STEP1500~STEP1560之處理，直到時刻計數器成為事先訂定好的時刻為止(STEP1570)。
像這樣，將運用STEP1400計算出的目標抵壓位置(標稱目標抵壓位置)而開始之STEP1500~STEP1560為止之處理予以反覆，藉此便可正確地逐次控制旋轉鼓2的抵壓位置。
也就是說，只要配合旋轉鼓2朝向輪胎8抵壓之動作，來進行上述STEP1500~STEP1570的一連串計算，則能夠事先構築STEP1100~STEP1400中輪胎均勻性之測定對象亦即輪胎8的標稱模型，取得對於目標抵壓荷重之目標抵壓位置。只要運用此目標抵壓位置，便能從近乎實現目標抵壓荷重的抵壓位置開始做旋轉鼓2的抵壓位置之控制，故可利用複數個計測資料正確地控制旋轉鼓2的位置，且可在短時間內精度良好地測定輪胎8的輪胎均勻性。
[第2實施形態]
以下參照圖面，說明本發明之第2實施形態。
本實施形態，如同第1實施形態般，說明運用圖1及圖2示例之輪胎均勻性試驗機1來作成「荷重推定模型」之方法，惟特別說明圖5所示之控制裝置200的構成。
本實施形態之控制裝置200，即使當標稱模型DB131中並未存儲有和欲藉由輪胎試驗裝置1測定輪胎均勻性之輪胎8的種類相對應之標稱模型資料時，仍能作成第1實施形態中說明之「荷重推定模型」。
圖5為連接至本實施形態之輪胎試驗裝置1以作成荷重模型之控制裝置200的構成示意方塊圖。控制裝置200，設於輪胎試驗裝置1以便正確地實現目標抵壓荷重，係控制旋轉鼓2的抵壓位置。
控制裝置200，具備運轉DB110、逐次推定模型部120及荷重推定模型作成部230，運轉DB110及逐次推定模型部120和第1實施形態中說明之運轉DB110及逐次推定模型部120具有同樣的構成。
荷重推定模型作成部230，具備標稱模型DB131、模型選擇部132、標稱模型部133及輪胎類似度計算部231。標稱模型DB131、模型選擇部132及標稱模型部133，和第1實施形態中說明之標稱模型DB131、模型選擇部132及標稱模型部133具有同樣的構成。
也就是說，控制裝置200，其特徵在於具備輪 胎類似度計算部231。鑑此，以下說明輪胎類似度計算部231的構成。
輪胎類似度計算部231，從運轉DB110取得運轉DB110存儲之資訊當中表示輪胎8的種類之資訊，以辨明測定對象亦即輪胎8的種類。在此同時，輪胎類似度計算部231，在標稱模型DB131內搜索和辨明出的輪胎8的種類相對應之種類的標稱模型資料，當目標的標稱模型資料不存在時，則取得和輪胎8的種類類似度最高之種類。具體而言，輪胎類似度計算部231，從標稱模型DB131中存儲有標稱模型資料之輪胎的種類(特性值)當中，計算並取得和測定對象亦即輪胎8的種類(特性值)類似性最高之種類。
該類似性，例如是在決定輪胎的種類(特性值)之輪胎參數(輪胎徑及輪胎寬)的參數空間中，依據運用下式(2)獲得之參數空間中的距離來評估。
d nj ：標稱模型DB當中的輪胎種類j與測定輪胎種類n之輪胎參數空間上的距離
：測定輪胎種類n的輪胎參數變數k的標準化值
：標稱模型DB當中的輪胎種類j的輪胎參數變數k的標準化值
n：測定輪胎種類的下標
j：標稱模型DB當中的輪胎種類的下標
K輪胎參數空間的次元的集合
k：輪胎參數空間的次元的下標
輪胎類似度計算部231，依據上述式(2)計 算測定對象亦即輪胎8的種類(特性值)與存儲於標稱模型DB131之所有輪胎的種類(特性值)之間的參數空間當中的距離。
式(2)當中有關測定對象亦即輪胎8的輪胎種類n之標準化值，是藉由下式(3)而獲得，標稱模型DB131當中有關輪胎種類j之標準化值，是藉由下式(4)而獲得。
：測定輪胎種類n的輪胎參數變數k的標準化值
y nk ：測定輪胎種類n的輪胎參數變數k的值
ρ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的平均
σ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的標準差
n測定輪胎種類的下標
k：輪胎參數空間的次元的下標
：標稱模型DB當中的輪胎種類j的輪胎參數變數k的標準化值
z jk ：標稱模型DB當中的輪胎種類j的輪胎參數變數k的值
ρ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的平均
σ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的標準差
j：標稱模型DB當中的輪胎種類的下標
k：輪胎參數空間的次元的下標
式(3)及式(4)當中的平均ρ及標準差σ， 是藉由下式(5)及式(6)而獲得。
ρ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的平均
J：標稱模型DB當中的輪胎種類的集合
y nk ：測定輪胎種類n的輪胎參數變數k的值
z jk ：標稱模型DB當中的輪胎種類j的輪胎參數變數k的值
k輪胎參數空間的次元的下標
n：測定輪胎種類的下標
j：標稱模型DB當中的輪胎種類的下標
σ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的標準差
J：標稱模型DB當中的輪胎種類的集合
ρ k ：對於輪胎參數變數k之標稱模型DB、測定輪胎的資料值的平均
y nk ：測定輪胎種類n的輪胎參數變數k的值
z jk ：標稱模型DB當中的輪胎種類j的輪胎參數變數k的值
k：輪胎參數空間的次元的下標
n：測定輪胎種類的下標
j：標稱模型DB當中的輪胎種類的下標
輪胎類似度計算部231，若藉由基於這樣的式(3)~式(6)之式(2)，求出測定對象亦即輪胎8的種類(特性值)與標稱模型DB131的所有輪胎的種類(特性值)之距離，則例如會獲得圖6所示之結果。圖6為針對測定對象亦即輪胎8的種類，模型化地示意參數空 間當中和標稱模型DB的輪胎的種類相距之距離的說明圖。
圖6中，由2種輪胎參數亦即輪胎徑(外徑)與輪胎寬所成之參數空間中，揭示了測定對象亦即輪胎8(測定輪胎)的位置、與標稱模型資料的10個輪胎(輪胎A~輪胎J)的位置。此圖6中，輪胎類似度計算部231，運用上述式(2)計算從輪胎8至輪胎A~輪胎J之距離，依據下式(7)決定並取得以該計算獲得之距離當中位於和輪胎8相距最短距離之標稱模型資料的輪胎種類。
dID n ：對測定輪胎種類n選擇之標稱模型DB的輪胎種類ID
d nj ：標稱模型DB當中的輪胎種類j與測定輪胎種類n之輪胎參數空間上的距離
n：測定輪胎種類的下標
j：標稱模型DB當中的輪胎種類的下標
J：標稱模型DB當中的輪胎種類的集合
圖6中揭示，位於和輪胎8相距最短距離之標稱模型資料，為輪胎B之資料。輪胎類似度計算部231，判斷此位於最短距離之輪胎B的種類，和輪胎8的種類類似度最高，並將此判斷的結果輸出給模型選擇部132。
接著，參照圖5及圖7，說明具備上述輪胎類似度計算部231之控制裝置200的動作、及輪胎試驗裝置1之控制方法，藉此說明本實施形態之荷重推定模型之作 成方法。
圖7為本實施形態之荷重模型之作成方法的處理手續示意流程圖。圖7所示流程圖中，針對和第1實施形態中說明之圖4流程圖同樣的處理，係標注同一步驟(STEP)編號。也就是說，STEP1000、及STEP1200~STEP1600，為和第1實施形態同樣的處理，本實施形態中，其特徵在於輪胎類似度計算部231進行之STEP2000~STEP2200的處理。是故，以下說明中，僅針對STEP2000~STEP2200的處理做說明。
STEP1000中的參數初始化結束後，輪胎類似度計算部231，運用上述式(2)，計算測定對象亦即輪胎8的種類(特性值)與存儲於標稱模型DB131之所有輪胎的種類(特性值)之間的參數空間當中的距離(STEP2000)。
輪胎類似度計算部231，依據STEP2000中計算出的距離，運用式(7)，決定並取得位於和輪胎8相距最短距離之標稱模型資料的輪胎種類(STEP2100)。
輪胎類似度計算部231，判定位於最短距離之標稱模型資料的輪胎種類，是否和測定對象亦即輪胎8的種類相距規定距離以下。也就是說，輪胎類似度計算部231，判定從測定對象亦即輪胎8的種類至位於最短距離之輪胎種類之距離是否為閾值以下，若為閾值以下，則將位於最短距離之輪胎種類輸出給模型選擇部132(STEP2200)。
模型選擇部132，取得從輪胎類似度計算部231輸出之位於最短距離之輪胎種類。模型選擇部132，將此取得的輪胎種類的標稱模型資料輸出給標稱模型部133。標稱模型部133，將此輸出的標稱模型資料，取得作為用來作成(構築)標稱模型之資料。也就是說，運用保持步驟中保持的資訊，因應對於輪胎8而言類似度最高的另一種輪胎的特性值，取得用以作成荷重推定式(荷重推定模型)亦即標稱模型之標稱模型資料(取得步驟，STEP1200)。
以下，進行第1實施形態中說明之STEP1300~STEP1600。
像這樣藉由控制裝置200令輪胎試驗裝置1動作，則即使當和測定對象亦即輪胎8的種類相對應之種類的標稱模型資料不存在的情形下，仍能構築輪胎8的標稱模型，而取得對於目標抵壓荷重之目標抵壓位置。只要運用此目標抵壓位置，便如同第1實施形態般，能夠從近乎實現目標抵壓荷重之抵壓位置開始做旋轉鼓2的抵壓位置之控制。藉此，可利用複數個計測資料正確地控制旋轉鼓2的位置，且在短時間內精度良好地測定輪胎8的輪胎均勻性。
[第3實施形態]
以下參照圖面，說明本發明之第3實施形態。
本實施形態，如同第1實施形態般，說明運用圖1及 圖2示例之輪胎均勻性試驗機1來作成「荷重推定模型」之方法，惟特別說明圖8所示之控制裝置300的構成。
本實施形態之控制裝置300，即使當標稱模型DB131中並未存儲有和欲藉由輪胎試驗裝置1測定輪胎均勻性之輪胎8的種類相對應之標稱模型資料時，仍能作成第1實施形態中說明之「荷重推定模型」。
圖8為連接至本實施形態之輪胎試驗裝置1以作成荷重模型之控制裝置300的構成示意方塊圖。控制裝置300，設於輪胎試驗裝置1以便正確地實現目標抵壓荷重，係控制旋轉鼓2的抵壓位置。
控制裝置300，具備運轉DB110、逐次推定模型部120及荷重推定模型作成部330。運轉DB110及逐次推定模型部120，和第1實施形態中說明之運轉DB110及逐次推定模型部120具有同樣構成。
荷重推定模型作成部330，具備標稱模型DB131、係數參數計算部332、係數參數資料庫(DB)333、係數參數推定部334及標稱模型部335，標稱模型DB131和第1實施形態中說明之標稱模型DB131具有同樣構成。
以下，說明控制裝置300的特徵性構成亦即係數參數計算部332、係數參數資料庫(DB)333、係數參數推定部334及標稱模型部335。接下來說明的係數參數計算部332、係數參數資料庫(DB)333、係數參數推定部334及標稱模型部335，是求出後續說明之次式 (8)來作為荷重推定模型(標稱模型)亦即荷重推定式。
(x,y n )：對於測定輪胎種類n之抵壓荷重推定值
以此式(8)表示之標稱模型，最終雖是藉由標稱模型部335來求得，但標稱模型部335是運用係數參數推定部334中藉由次式(9)求得之係數參數推定值來作成此標稱模型。
(y n )：對於測定輪胎種類n之標稱模型的解釋變數i的係數參數推定值
y n ：對於測定輪胎種類n之輪胎參數向量
接著說明的係數參數計算部332，係求出複迴歸係數向量，在用來求出此係數參數推定值之式(9)中用作為係數。
係數參數計算部332，依存儲於標稱模型DB131之標稱模型資料別，運用該標稱模型資料，求出次式(10)及式(11)之複迴歸係數向量bi。本實施形態中，依每一標稱模型資料別以及輪胎參數的種別(亦即輪 胎徑或輪胎寬)，求出複迴歸係數向量bi。
[數10] A i =Z．b i 式(10) b i =(Z T Z) -1 Z T A i 式(11)
：標稱模型的解釋變數i的係數參數推定式的複迴歸係數向量(K行1列)
：有關標稱模型的輪胎種類j之解釋變數i的係數參數向量(J行1列)
：標稱模型DB當中的輪胎種類一輪胎參數變數行列(J行K列)
其後，係數參數計算部332，運用式(10)及式(11)之複迴歸係數向量bi，決定式(9)所示之係數參數推定式，計算和輪胎參數相對應之係數參數以作為輪胎8或標稱模型資料的特性值。藉此，例如當輪胎參數為輪胎徑的情形下，依每一標稱模型資料，會計算出和輪胎徑相對應之係數參數以作為標稱模型資料的特性值。當輪胎參數為輪胎寬的情形下亦同樣地，依標稱模型資料別，會計算出和輪胎寬相對應之係數參數以作為標稱模型資料的特性值。
係數參數DB333，將係數參數計算部332所求出的係數參數，依標稱模型資料別予以存儲。只要運用此係數參數DB333存儲的係數參數，針對所有存儲於標稱模型DB131之標稱模型資料，便能獲得有關輪胎徑之 係數參數的分布、或有關輪胎寬之係數參數的分布等有關某一輪胎參數之係數參數的分布。
係數參數推定部334，推定有關測定對象亦即輪胎8之係數參數，並將推定出的係數參數輸出給標稱模型部335。
具體而言，參照圖9說明之。圖9為本實施形態當中的係數參數的推定方法示意說明圖。圖9所示複數個黑圓「●」每一者，表示從係數參數DB333取得的係數參數，藉由該些複數個黑圓「●」表示出係數參數的分布。
係數參數推定部334，從運轉DB110取得表示測定對象亦即輪胎8的種類之資訊，且從係數參數DB333取得有關輪胎參數之係數參數的分布。其後，如圖9所示，係數參數推定部334，對於取得的係數參數的分布，藉由式(10)及式(11)運用最小平方法等來擬合式(9)，藉此求出係數參數推定式。又，將從運轉DB110取得的輪胎參數之值(測定輪胎的輪胎參數條件)套用至求出的係數參數推定式，藉此推定有關測定對象亦即輪胎8之係數參數值。
標稱模型部335，將從係數參數推定部334輸出的係數參數套用至上述式(8)以作成荷重推定模型(標稱模型)亦即荷重推定式。運用有關該輪胎8之荷重推定式亦即標稱模型，算出和目標抵壓荷重相對應之旋轉鼓2的抵壓位置以作為目標抵壓位置，並將算出的目標抵 壓位置輸出給後述逐次推定模型部120。
接著，參照圖8及圖10，說明上述控制裝置300的動作、及輪胎試驗裝置1之控制方法，藉此說明本實施形態之荷重推定模型之作成方法。
圖10為本實施形態之荷重模型之作成方法的處理手續示意流程圖。圖10所示流程圖中，針對和第1實施形態中說明之圖4流程圖同樣的處理，係標注同一步驟(STEP)編號。也就是說，STEP1000、及STEP1400~STEP1600，為和第1實施形態同樣的處理，本實施形態中，其特徵在於係數參數計算部332、係數參數資料庫(DB)333及係數參數推定部334進行之STEP3000~STEP3300的處理。是故，以下說明中，僅針對STEP3000~STEP3300的處理做說明。
STEP1000的參數初始化結束後，係數參數計算部332，運用上述式(10)及式(11)之複迴歸係數向量bi，決定上述式(9)所示之係數參數推定式，針對所有的標稱模型資料，計算和輪胎參數相對應之係數參數(STEP3000)。
係數參數DB333，運用STEP1000之前的保持步驟中保持之資訊，將STEP3000中計算出的係數參數依標稱模型資料別予以存儲(STEP3100)。
係數參數推定部334，對於從係數參數DB333取得的圖9所示之係數參數的分布，予以擬合式(9)，藉此求出係數參數推定式。又，係數參數推定部334，將 測定對象亦即輪胎8的輪胎參數之值套用至求出的係數參數推定式，藉此推定有關該輪胎8之係數參數值。係數參數推定部334，將推定出的係數參數值輸出給標稱模型部335(STEP3200)。
標稱模型部335，將從係數參數推定部334輸出的係數參數套用至上述式(8)以作成(構築)荷重推定式(標稱模型)。藉此，標稱模型部335，因應依據STEP3200中推定出的輪胎(亦即標稱模型資料)的既有特性值(係數參數)而推定之輪胎8的特性值(係數參數)，取得用以作成荷重推定式之標稱模型(STEP3300)。
也就是說，STEP3200與STEP3300，若將它們結合，便成為取得步驟，其依據測定對象亦即輪胎8的特性值(輪胎參數)，因應從STEP1000的參數初始化之前的保持步驟中保持之資訊(標稱模型資料)而推定之特性值(係數參數)，取得用以作成荷重推定模型(荷重推定式)之標稱模型。
以下，進行第1實施形態中說明之STEP1400~STEP1600。
像這樣藉由控制裝置300令輪胎試驗裝置1動作，則即使當和測定對象亦即輪胎8的種類相對應之種類的標稱模型資料不存在的情形下，仍能依據輪胎徑或輪胎寬等輪胎參數來構築輪胎8的標稱模型，而取得對於目標抵壓荷重之目標抵壓位置。
例如，當只有輪胎徑為15英吋以下及17英吋以上的標稱模型資料的情形下，即使測定對象亦即輪胎8的輪胎徑為16英吋的情形下，仍能依據有關15英吋以下及17英吋以上的標稱模型資料之係數參數的分布來求出係數參數推定式，而推定和16英吋相對應之係數參數。藉由此係數參數的推定，便能構築有關16英吋的輪胎8之標稱模型。
是故，本實施形態之荷重推定模型之作成方法，如同第1實施形態般，能夠從近乎實現目標抵壓荷重之抵壓位置開始做旋轉鼓2的抵壓位置之控制。因此，可利用複數個計測資料正確地控制旋轉鼓2的位置，且在短時間內精度良好地測定輪胎8的輪胎均勻性。
本次揭示之實施形態，應認為所有要點皆為示例，而非限制性的要素。特別是，本次揭示之實施形態中，未明示性地揭示之事項，例如運轉條件或生產條件、各種參數、構成物的尺寸、重量、體積等，並不脫離所屬技術領域者通常實施之範圍，而是採用凡是所屬技術領域中具通常知識者可輕易設想之值。
本申請案以2014年10月9日申請之日本國專利申請案(特願2014-208108)為基礎，其內容被納入於此以為參照。
1‧‧‧輪胎試驗裝置(輪胎均勻性試驗機)
2‧‧‧旋轉鼓
3‧‧‧輪胎軸
4‧‧‧鼓構件
5‧‧‧旋轉軸
6‧‧‧框架構件
7‧‧‧鼓移動手段
8‧‧‧輪胎

Claims (3)

  1. 一種輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法，係在藉由計測施加至被旋轉的旋轉鼓抵壓之輪胎的荷重而測定前述輪胎的均勻性之輪胎均勻性試驗機中，作成用於前述旋轉鼓的抵壓位置之控制而表示輪胎對於前述旋轉鼓的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型，該荷重推定模型之作成方法，其特徵為，具有：保持步驟，針對已藉由前述輪胎均勻性試驗機被測定過均勻性之輪胎，將藉由該測定獲得之資訊依每一該輪胎的特性值予以保持；取得步驟，因應前述輪胎的特性值，從前述保持步驟中保持的資訊取得用以作成前述荷重推定模型之標稱模型；作成步驟，依據前述取得的標稱模型，作成表示前述輪胎的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法，其中，前述取得步驟，因應和前述輪胎類似度最高之另一種輪胎的特性值，取得前述標稱模型。
  3. 一種輪胎均勻性試驗機當中的荷重推定模型之作成方法，係在藉由計測施加至被旋轉的旋轉鼓抵壓之輪胎的荷重而測定前述輪胎的均勻性之輪胎均勻性試驗機中，作 成用於前述旋轉鼓的抵壓位置之控制而表示輪胎對於前述旋轉鼓的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型，該荷重推定模型之作成方法，其特徵為，具有：保持步驟，針對已藉由前述輪胎均勻性試驗機被測定過均勻性之輪胎，將藉由該測定獲得之資訊依每一該輪胎的特性值予以保持；取得步驟，依據前述輪胎的特性值，因應從前述保持步驟中保持的資訊而推定之特性值，取得用以作成前述荷重推定模型之標稱模型；作成步驟，依據前述取得的標稱模型，作成表示前述輪胎的抵壓位置與施加至前述輪胎的荷重之間的關係之荷重推定模型。
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