专利名称：用于由胎冠厚度变化预测和控制轮胎均匀性参数的方法
技术领域：
本主题总体涉及用于使用胎冠厚度变化测量结果来描述轮胎均匀性性能参数(例如径向跳动、不均匀质量分布和高速径向力变化)的不同的谐波分量的特性的技术。对这种轮胎均匀性参数以及其它的特性描述和预测可以用于随后对制造的产品进行特性描述或校正并且/或者改进其制造方面。
背景技术：
轮胎非均匀性涉及相对于轮胎旋转轴线在质量、几何或刚度特性方面的对称(或不对称)。传统的轮胎成型方法遗憾地具有在轮胎中产生非均匀性的多种机会。在轮胎旋转期间，轮胎结构中存在的非均匀性在轮轴处产生周期性变化的力。当这些力变化作为显著振动被传输到车辆和车辆乘员时，轮胎非均匀性是重要的。这些力通过车辆的悬挂被传输并且可以在车辆的座椅和方向盘中感受到或者作为乘客室中的噪声被传输。被传输到车辆乘员的可感知振动的量已经被分类成轮胎的“乘坐舒适性”或“舒适性”。即使当轮胎在似乎相同的工艺条件下成型时，多种不同的因素仍然能够造成轮胎中存在不均匀性。这种因素的例子包括产品起点的位置以及/或者用于多个复杂的轮胎成型产品和/或步骤中的一个或多个的接头重叠位置。示例性产品包括浇注帘布层、带束层、钢丝圈、内衬、胎面和其它的橡胶层。涉及这些和其它产品的步骤包括将这些产品应用于模壳(form)或鼓、将所获得的生胎放置在模具或冲床中并且使生胎经受热和压力，以使橡胶产品成形和固化并将材料结合成整体单元。轮胎均匀性特性或参数大体被分类成尺寸或几何变化(径向跳动(RRO)和侧向跳动(LRO))、质量变化或不均匀质量分布、和轧制力变化(径向力变化、侧向力变化和切向力变化，有时也被称为纵向或前后力变化)。在高速下测量上述参数中的一个或多个提供轮胎的高速均匀性(HSU)特性。均匀性测量机通常通过以定位在轮胎轮毂处或负重轮等中的测力传感器测量力来计算上述和其它的均匀性特性。汽车工业中特别感兴趣的一种均匀性参数类型与大体高速(例如超过大约25mph的速度)下的径向力变化相对应。多个轮胎制造商已经开始通过解决高速径向力变化(HSRFV)来实施或者被迫实施HSU控制。然而，直接测量包括HSRFV在内的轮胎HSU参数是困难和成本相当高的，从而使得工业控制相当困难。为了避免在工厂设置中与直接高速均匀性测量相关联的费用和困难，轮胎工业中的一些已经专注于通过使更易于获得的低速均匀性(LSU)测量结果与各种HSU属性相关来预测HSU。这些相关性在本质上处于从纯现象学到纯统计学的连续范围中，但是很多相关性仅获得有限的成功。美国专利N0.5，396，438 (Oblizajek)中公开了在预测轮胎HSU方面的一种已知的努力，其基于多个低速参数(例如，如在低速均匀性机上获得的径向跳动(RRO)、瞬时滚动半径(IRR)、和径向力变化(RFV))来预测HSU。美国专利N0.6, 065, 331 (Fukasawa)中可以找到与高速均勻性的方面相关的又一个例子，其基于低速均匀性测量结果来预测高速均匀性的高阶分量。
本申请人所拥有的美国专利N0.7,082,816 (Zhu)中公开了预测和控制轮胎HSU的另一种已知的技术。在Zhu ‘816专利中，公开了用于基于通过将轮胎表示成大体圆形柔性环而推导出的函数模型来描述轮胎的不均匀质量分布和高速均匀性二者的特性的技术。尽管该方法已经被证明是有价值的，但是Zhu ‘816专利中所采用的函数模型有时可能难于在实践中实施。此外，这种模型并不考虑胎冠变形的某些方面。此外，将轮胎建模成简单环无法考虑在跨过轮胎胎冠的侧向位置的范围内的轮胎结构和性能的差异。最后，这种模型有时缺乏灵活性和易于实施性，原因是这种模型被锁定到具有与其相联系的各种参数假设的现象学模型中。尽管用于描述轮胎高速径向力变化和不均匀质量分布的特征并且影响轮胎制造的相关方面的已知技术已得到相应发展，但是尚未出现大体包括如下文根据主题技术所提出的所有的期望特性的设计。
发明内容
考虑到在现有技术中遇到并且通过本主题解决的公认的特征，已经提供了用于基于其它的测量值(例如胎冠厚度变化)来电子预测某些轮胎参数(例如高速径向力变化和不均匀质量分布)的改进的方法。本主题的一个示例性实施例涉及由测量所得的轮胎胎冠厚度变化的水平来电子确定轮胎的均匀性参数(例如不均匀质量分布或径向跳动)的方法。这种方法可以包括多个步骤，其中包括测量轮胎的胎冠厚度变化、确认与轮胎相关联的一个或多个轮胎参数、以及由测量所得的胎冠厚度变化和已确认的轮胎参数来电子计算轮胎的一个或多个均匀性参数(例如，不均匀质量分布和/或径向跳动)。在更具体的实施例中，与轮胎相关联的一个或多个轮胎参数包括轮胎密度(P )、宽度(W)、半径(Rtl)和刚度系数(K: ) 当使用测量所得的厚度变化(th)和选定的轮胎参数来测量一个或多个谐波(h)的不均匀质量分布(UMDh)时，能够使用以下的计算模型:
权利要求
1.一种基于测量所得的胎冠厚度变化来电子确定轮胎的均匀性参数的方法，所述方法包括: 在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化； 确认与所述轮胎相关联的一个或多个轮胎参数；以及 由测量所得的胎冠厚度变化和已确认的轮胎参数来电子计算所述轮胎的一个或多个均匀性参数，其中所述一个或多个均匀性参数包括所述轮胎的不均匀质量分布和所述轮胎的径向跳动中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括测量所述轮胎的胎面部分的轮廓表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括在胎冠部分被设置在中间成形鼓上之后获得所述胎冠部分的表面测量结果。
4.根据权利要求1中所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括获得轮胎胎体的表面测量结果并且获得胎体加胎冠的表面测量结果且通过减去已获得的测量结果来确定所述胎冠厚度变化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括从在沿周向测量所述轮胎的外部表面的表面位置时所获得的相应的波形减去在沿周向测量所述轮胎的内部表面的表面位置时所获得的波形。
6.根据权利要求1所述的方法，其中与所述轮胎相关联的所述一个或多个轮胎参数包括轮胎密度(P )、宽度(W)和半径(Rtl )。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述电子计算一个或多个均匀性参数的步骤包括使用以下模型计算一个或多个谐波(h)的不均匀质量分布(UMDh):
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个轮胎参数还包括刚度系数(K:)，并且其中所述电子计算一个或多个均匀性参数的步骤包括使用以下模型计算一个或多个谐波(h)的径向跳动(ARROh):
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于电子计算出的不均匀质量分布或径向跳动的水平来电子确认与所述轮胎相关联的质量特性的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括校正步骤，所述校正步骤包括对所述轮胎磨削或增加额外质量中的一种或多种以降低在所述轮胎中已确认的不均匀质量分布或径向跳动的水平、或者基于对电子计算出的胎冠厚度变化所致的不均匀质量分布或径向跳动的获知，成型新的轮胎，来改进不均匀质量分布或径向跳动。
11.一种基于测量所得的胎冠厚度变化来电子确定轮胎的高速径向力变化的方法，所述方法包括:在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化； 在轮胎测量装置上测量所述轮胎的低速径向力变化； 确认与所述轮胎相关联的一个或多个轮胎参数；以及 由所述测量所得的胎冠厚度变化、测量所得的低速径向力变化和已确认的轮胎参数来电子计算所述轮胎的所述高速径向力变化。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括测量所述轮胎的胎面部分的轮廓表面。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括在胎冠部分被设置在中间成形鼓上之后获得所述胎冠部分的表面测量结果。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括获得轮胎胎体的表面测量结果并且获得胎体加胎冠的表面测量结果且通过减去已获得的测量结果来确定所述胎冠厚度变化。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述在轮胎测量装置上测量所述轮胎的所述胎冠厚度变化的步骤包括从在沿周向测量所述轮胎的外部表面的表面位置时所获得的相应的波形减去在沿周向测量所述轮胎的内部表面的表面位置时所获得的波形。
16.根据权利要求11所述的方法，其中与所述轮胎相关联的所述一个或多个轮胎参数包括轮胎密度(P)、宽度(W)、半径(Rtl)、第一刚度系数(K)、第二刚度系数(Kzz)、转速(ω)、阻尼比U)、和固有频率(Ω0)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述电子计算高速径向力变化(HSRFVh)的步骤包括使用以下模型计算一个 或多个谐波(h)的这种高速径向力变化:
18.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括基于电子计算出的高速径向力变化的水平来电子确认与所述轮胎相关联的质量特性的步骤。
19.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括对所述轮胎磨削或增加额外质量的步骤，以降低在所述轮胎中已确认的高速径向力变化的水平。
20.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括基于对电子的高速径向力变化的获知，成型新的轮胎，以改进高速径向力变化的步骤。
全文摘要
本发明提供用于利用例如轮胎胎冠厚度变化的其它测量结果来预测例如不均匀质量分布、径向跳动和高速径向力变化的均匀性参数的改进的并且易于实施的方法。当计算高速径向力变化时，也对低速径向力变化进行测量。能够根据所采用的特定的轮胎制造过程来以不同的方式测量轮胎胎冠厚度变化。通过电子确定所导致的均匀性参数，能够通过校正以解决均匀性水平来改进轮胎。此外，能够通过改变相对于轮胎的其它方面和/或轮胎制造过程中所导致的轮胎胎冠厚度变化的位置来改进轮胎制造。
文档编号G01M17/02GK103238051SQ201080070452
公开日2013年8月7日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者J·M·弗拉芒, V·S·尼克尔森, A·F·托马斯, J·M·特雷勒 申请人:米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司