专利名称：用于确定车轮的轮胎胎面的状况的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于利用非接触方式采集数据和对采集的数 据进行分析来确定车轮的轮胎胎面的状况的设备和方法，更具体地， 涉及一种通过非接触式测量获得数据以确定轮胎状况的设备。
背景技术：
例如，在US7269997B2中揭示了用于通过将射线对准待检验 的轮胎并感测反射的射线来分析轮胎状况的非接触式方法和系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种在本说明书的开头部分中提出的方 法和设备，其提供了对车轮轮胎的剩余里程(使用期限)的预测。
根据本发明，关于方法方面，该目的是通过如下技术方案得到 解决 一 种用于确定包括轮圈和轮胎的车轮的轮胎胎面的状况的方 法，包括以下步骤(1 )朝向轮胎胎面发射电磁射线；(2)响应 于发射的射线接收从所述轮胎胎面反射的电磁射线；(3)处理反射 的射线，以获得包括位于轮胎胎面上的多个点的相应高度的高度数 据；(4)在连续的时间间隔中重复步骤(1 )到(3)，在所述时间 间隔内车轮已经行驶预定距离，并且分别与行驶距离相关地存储相 应的高度数据，特别是这些高度数据的平均值；和(5)从一系列存 储的高度数据中得出轮胎的剩余里程。
根据本发明，关于设备方面，该目的是通过如下技术方案得到 解决 一种用于确定车轮的轮胎胎面的状况的设备，该车轮包括轮 圏和轮胎，该设备包括发射源，其用于朝向轮胎胎面发射电磁射 线；至少一个检测器，其用于响应于发射的射线接收从所述车轮组件反射的射线；数据处理装置，该数据处理装置连接到所述发射源 和所述至少一个检测器上，以处理数据，其中所述数据处理装置被 构造为执行以下步骤基于从所述至少一个检测器接收的反射射线， 获得高度数据，所述高度数据包括位于车轮组件的表面上的多个点 的相应高度；存储在多个时间间隔中连续获得的高度数据，特别是 所述高度数据的平均值，其中在所述时间间隔内车轮已经行驶预定 距离；和从一 系列存储的高度数据中得出轮胎的剩余里程。
根据本发明，朝向轮胎胎面发射电磁射线，特别是光或者激光 射线。设置至少 一 个检测器来响应于发射的射线接收从轮胎胎面反 射的射线。表示反射的射线的电信号被馈送到数据处理装置，例如 运行预定程序的计算机，以确定轮胎的状况，特别是轮胎的剩余使 用期限(寿命、里程)。基于从至少一个检测器接收的信号，数据 处理装置获得车轮组件上的多个点的几何信息，例如相对于参考基 线的高度或者深度。多个点可以位于在轮胎两侧壁之间延伸的轮胎 胎面上。从US5054918和US7269997中已知的非接触式测量构思也 可以用于实施本发明。
更具体地，关于至少一部分轮胎胎面的表面形状或者表面轮廓 的几何信息是基于通过非接触式测量构思获得的高度或者深度信息 而产生。
在多个时间间隔中重复对轮胎胎面的扫描和对测得的数据的 处理以获得关于胎面状况的几何信息，例如，每隔正常的车辆检查 间隔或者正常的轮胎检查间隔，在每种情况下都是在轮胎已经行驶 预定距离例如15000公里之后。当然，这个距离可以更长或者更短。 每隔 一 个时间间隔的测量结果被存储在数据处理装置中，或者存储 在单独的数据库中，该数据库可以被放置在轮胎商店或者轮胎修理 店中或者在其他适当的位置。优选地，数据库位于轮胎修理店，该 轮胎修理店通常定期对汽车进行修理和维护。分别与行驶距离相关 地存储获得的高度或者深度数据。
轮胎的剩余里程(寿命或者使用期限)可以从轮胎的当前里程(行驶距离)和存储的高度数据计算得到。胎面磨损和行驶距离(里 程)之间的关系并不是线性的。大部分轮胎随着它们的使用时间越 长磨损趋于越慢。通过存储获得的结果，可以得到表明轮胎磨损的 历史数据，以确定轮胎状况。为了识别轮胎，相应的识别数据与相
关的高度数据一起被存储。特别地，射频识别(RFID)系统可以被
用来恢复轮胎的各个数据。
关于轮胎状况的确定，测量构思可以包括测量轮胎胎面的单个 圓周部分或者多个圆周部分，并且生成显示轮胎表面上的各个高度 或者深度的表面轮廓。例如，轮胎表面可以通过旋转车轮至少一周 而进行扫描。在旋转过程中，发射源连续地或者间断地将射线发射 到轮胎胎面上，并且至少一个检测器连续地或者以相应的间断方式 获得(接收)从轮胎胎面反射的射线，并且将相应的电信号传输到 数据处理装置。显示整个圆周表面的表面轮廓可以由数据处理装置 创建。此外，数据处理装置可以计算测得的高度或者深度的平均值。 沿着轮胎胎面的 一个或者多个圆周部分测得的胎面轮廓的高度或者 深度的平均值表示胎面磨损，并且可以被存储，以确定剩余里程。
根据本发明的一个特别的方面，可以在显示装置上示出高度/ 深度信息。
本发明可以应用在车轮平衡机或者轮胎更换机中，该车轮平衡 机或轮胎更换机包括安装装置，车轮可以在轴上可旋转地安装到该
安装装置上。
本发明的其他优点将从下面的详细描述变得明显，下面的描述 仅仅是为了便于说明本发明，而不是对本发明的限制。如将被实现 的那样，在这里说明实施例。
了本发明的示例性实施方式。
图1显示了用于确定轮胎胎面状况的示例性非接触式分析系
统的整体一见图；图2描述了图l显示的系统在具有用于旋转地支撑车辆车轮的
轴的设备中的应用，并且
图3显示了胎面磨损和行驶距离(里程)之间的关系。
具体实施例方式
图1涉及本发明的一种实施方式，显示了用于通过分析包括与 轮胎34的胎面上的多个点有关的例如为高度和/深度的几何信息的 轮胎34的胎面轮廓来确定车轮14的状况的示例性设备10 (非接触 式分析系统)，该车轮主要包括轮胎34和轮圏20。
图2显示了车轮的轮胎34的胎面表面35,该轮胎34旋转地 安装在设备16的轴18上，该设备16可以是车轮平衡机或者轮胎更 换机。胎面表面35包括胎面花紋36， 38和40。
如图1和2所示，根据本发明的用于检测车轮14的状况的设 备10包括带有从动轴18的装置16、发射源22、至少一个检测器24 和数据处理装置26，车辆车轮14可被连接于从动轴18上，发射源 22可以是诸如可以发射线型激光束或者平面激光束的激光器、LED 灯或者其他适当的光源，至少一个检测器24可以是诸如照相机、电 荷耦合器件CCD或CMOS检测器等，数据处理装置26可以是例如 用于运行相应软件以执行至少一个检测器24的检测信号的数据评价 的计算机。例如为激光照明光的电磁射线28被朝向胎面表面25发 射，表示由胎面表面35反射的射线的电信号由至少一个检测器24 产生，该至少一个检测器24接收反射的射线，并且电信号被传输到 数据处理装置26，用于获得沿着轮胎圓周的胎面轮廓的高度数据和 深度数据。轮胎34的形状和/或深度或胎面花紋36、 38和40以及表 示轮廓的图像的输出信号或数据可以在显示器30上显示。
胎面轮廓的高度或深度可以沿着 一 个圆周胎面部分，特别是沿 着中央圆周胎面部分，或者沿着多个圓周胎面部分进行测量。
优选地，通过数据处理装置26计算测得的高度或者深度的平 均值。该平均值表示胎面磨损。该测量结果在给定的时间间隔内或
7者在给定的行驶距离之后重复进行，例如，在车辆修理店中进行定
期车辆检查时。每个测得的胎面磨损值被存储，并且如同图3中显 示的曲线那样的曲线可以由数据处理装置26绘出或者计算得到。数 据处理装置26可以包括数据库，该数据库中存储测得的胎面磨损数 据。根据绘制的趋势磨损值，数据处理装置26通过例如曲线拟合、 内插法-外推法来计算轮胎的剩余功能或者允许的剩余用量(里程)。 通过识别(ID)系统，例如RFID系统，测得和存储的数值可以与4仑 胎相关联。
进一步，可以使得不正常的胎面磨损花紋与车辆部件的缺陷相 关联。例如，胎面的单侧磨损或者羽毛状磨损指示转向系统或者悬 挂系统的缺陷。
基于位于十分之一毫米范围内的高的测量精度，可以为诊断提 供轮胎胎面的精确的深度图。还可以实现对轮胎的潜在磨损的早期 警告。当使用线型扫描束(激光束)时，对胎面表面的逐点(dotwise) 扫描是沿着胎面表面35的圆周部分完成。当使用平面扫描束时，可 以在车轮14的旋转过程中对胎面表面35的整个宽度进行扫描。
权利要求
1.一种用于确定包括轮圈和轮胎的车轮的轮胎胎面的状况的方法，包括以下步骤(1)朝向轮胎胎面发射电磁射线，(2)响应于发射的射线接收从所述轮胎胎面反射的电磁射线，(3)处理反射的射线，以获得包括位于轮胎胎面上的多个点的相应高度的高度数据，(4)在连续的时间间隔中重复步骤(1)到(3)，在所述时间间隔内车轮已经行驶预定距离，并且分别与行驶距离相关地存储相应的高度数据，特别是这些高度数据的平均值，和(5)从一系列存储的高度数据中得出轮胎的剩余里程。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剩余里程是 从轮胎的当前行驶距离和存储的高度数据计算得到。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述剩余里 程是通过至少一个以下步骤计算得到基于存储的数据，进行曲线 拟合，进行内插法-外推法处理。
4. 如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所 述高度数据被存储在数据库中，其中，所述存储的高度数据与相应 的轮胎的识别数据相关联。
5. 如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，对 所述高度数据进行进一步处理，以确定任何不正常的胎面磨损花紋。
6. 如权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，所 述高度数据的获得与车轮平衡操作或者轮胎更换搡作相关。
7. 如权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，通 过发射的射线对轮胎胎面的表面的至少 一 个圓周部分进行扫描。
8. 如权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，在 车轮被旋转的同时扫描所述轮胎胎面。
9. 如权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，所述高度数据与相应的旋转角度和沿轮胎胎面的宽度的位置相关联。
10. —种用于确定车轮的轮胎胎面的状况的设备，该车轮包括轮圈(20)和轮胎(34)，该设备包括发射源(22)，其用于朝向轮胎胎面发射电磁射线； 至少一个检测器(24),其用于响应于发射的射线接收从所述车轮组件反射的射线；数据处理装置(26),该数据处理装置(26)连接到所述发射源(22)和所述至少一个检测器(24)上，以处理数据，其中所述数据处理装置被构造为执行以下步骤基于从所述至少一个检测器(24)接收的反射射线，获得高度数据，所述高度数据包括位于车轮组件的表面上的多个点的相应高度，存储在多个时间间隔中连续获得的高度数据，特别是所述高度 数据的平均值，其中在所述时间间隔内车轮已经行驶预定距离；和 从一 系列存储的高度数据中得出轮胎的剩余里程。
11. 如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述数据处理装 置(26)被构造为沿着胎面的至少一个圆周部分获得高度数据。
12. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，覆盖轮胎胎面的 整个表面的表面轮廓被扫描。
13. 如权利要求10到12中任一项所述的设备，其特征在于， 所述数据处理装置(26)适合于通过在所述车轮组件旋转至少一圏 的同时扫描胎面表面(35)而获得高度信息。
14. 如权利要求10到14中任一项所述的设备，其特征在于， 所述发射的电磁射线是激光射线。
15. 如权利要求10到15中任一项所述的设备，其特征在于， 所述发射源(22)被构造为以线型束的形式或者以平面束的形式发 射射线。
16. 如权利要求10到16中任一项所述的设备，其特征在于， 所述设备适于应用于车轮平衡机或者轮胎更换机中。
全文摘要
一种用于确定包括轮圈和轮胎的车轮的轮胎胎面的状况的方法和设备，所述方法和设备执行以下步骤(1)朝向轮胎胎面发射电磁射线，(2)响应于发射的射线接收从所述轮胎胎面反射的电磁射线，(3)处理反射的射线，以获得包括位于轮胎胎面上的多个点的相应高度的高度数据，(4)在连续的时间间隔中重复步骤(1)到(3)，在所述时间间隔内车轮已经行驶预定距离，并且分别与行驶距离相关地存储相应的高度数据，特别是这些高度数据的平均值，和(5)从一系列存储的高度数据中得出轮胎的剩余里程。
文档编号G01M17/02GK101620031SQ20091013746
公开日2010年1月6日 申请日期2009年4月29日 优先权日2008年7月3日
发明者F·布拉格赫奥利 申请人:施耐宝仪器股份有限公司