用于室内轮胎测试的可扩展车辆模型的制作方法
【专利说明】用于室内轮胎测试的可扩展车辆模型
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2012年12月28日提交的美国临时专利申请N0.61/746913的优先权，该临时专利申请以全文引用方式并入本文。
【背景技术】
[0003]轮胎制造商经常对轮胎进行磨损测试。轮胎胎面磨损可能受到除轮胎构造和胎面化合物以外的多个变量的影响，诸如:环境因素(诸如温度和降雨)、驾驶员严谨度(诸如驾驶风格和路线组成)、路面特性以及轮胎和车辆动态性质(诸如重量、重心位置、操纵期间的负荷传递、转向运动学等等)。为了准确测量轮胎胎面磨损并且在各种轮胎模型之间进行比较，必须以这样的方式进行测试:使来自环境、驾驶员严谨度、路面和车辆的影响保持不变，从而使胎面磨损结果不产生偏差。车辆特性可对轮胎磨损速率具有显著影响并且导致不规则磨损倾向。只要测试中的所有轮胎均在同一车辆模型上进行评估，则由车辆引入的偏差对所有测试轮胎模型来说将是相同的。
[0004]专门针对特定车辆开发了一些轮胎，诸如原始设备制造商(“OEM”)轮胎。在这种情况下，应对具体OEM车辆进行轮胎测试，或者，如果在室内试验机上进行测试，则应对该车辆进行精确模拟。然而，许多轮胎被设计为磨损或损坏的OEM轮胎的替换物；这些轮胎称为“商业轮胎”。可不专门针对一种特定车辆，相反地，针对包括各种各样的轮胎尺寸和相应负荷能力的车辆的整个市场细分来开发商业轮胎。多种尺寸和不同的轮胎负荷要求将通常需要对不同车辆进行测试，所述不同车辆可具有不同的压载状态。在这种情况下，车辆间偏差和测试轮胎的磨损性能是不可分的。对于室内测试，期望形成如下车辆模型:该车辆模型是某一细分(例如，前轮驱动轿车或轻运货车)中车辆的“典型”，并且可连续扩展到不同的负荷。
[0005]需要轮胎测试系统和方法以准许在可扩展车辆模型(“SVM”)上对具有大范围尺寸的轮胎进行室内模拟测试，这允许在无车辆间偏差的情况下对轮胎性能进行测量。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，提供一种用于创建用于室内轮胎测试的可扩展车辆模型(SVM)的方法，该方法包括:选择表示具有各种重量的多个单个车辆的车辆细分；限定至少一个车辆模型参数，其包括下列参数中的至少一者:车辆的轴距、车辆的轮距、车辆的重心、车辆的悬架柔顺性、车辆的悬架运动学、车辆的悬架对准、车辆的转向运动学、车辆的重量分布、车辆的压舱物、车辆的前后制动比例、轮胎刚度、车辆的空气动力阻力、车辆的正面区、车辆的辅助辊刚度、车辆的纵向刚度、车辆的侧偏刚度和车辆的非簧载质量；以及使用公式Pd) = Ctl(W)+C1(W)A-C2(W)AiC3(W)A3通过回归分析表征作为SVM的总重量(“W”)的函数的至少一个车辆模型参数，其中P(W)是至少一个车辆模型参数，其中Cn(W)是作为W的多项式函数的回归系数，并且其中A是自变量，其包括下列参数中的至少一者:震动和转向角。在一个实施例中，Cn (W)等于Bnt^anWan2Wian3W3。在另一个实施例中，该方法还可包括创建作为W的函数的SVM。在另一个实施例中，该方法还可包括将作为W的函数的至少一个车辆模型参数的表征实施到车辆动力学软件，并且将SVM施加到使用该车辆动力学软件的至少一个操纵上，以确定该SVM的至少一个轮胎的轮胎负荷历史。
[0007]在另一个实施例中，提供一种用于创建用于室内轮胎测试的可扩展车辆模型(SVM)的方法，该方法包括:选择表示具有各种重量的多个单个车辆的车辆细分；限定至少一个车辆模型参数，其包括下列参数中的至少一者:车辆的轴距、车辆的轮距、车辆的重心、车辆的悬架柔顺性、车辆的悬架运动学、车辆的悬架对准、车辆的转向运动学、车辆的重量分布、车辆的压舱物、车辆的前后制动比例、轮胎刚度、车辆的空气动力阻力、车辆的正面区、车辆的辅助辊刚度、车辆的纵向刚度、车辆的侧偏刚度和车辆的非簧载质量；使用公式Pd) = Ctl(W)+C1(W)A-C2(W)AiC3 (W) A3通过回归分析表征作为SVM的总重量(“W”)的函数的至少一个车辆模型参数，其中P(W)是至少一个车辆模型参数，其中Cn(W)是作为W的函数的回归系数，并且等于an(l+anlW+an2W2+an3W3，其中A是自变量，其包括下列参数中的至少一者:震动和转向角；以及使用车辆动力学软件来输入作为W的函数的至少一个车辆模型参数的表征。
[0008]在另一个实施例中，提供一种用于创建用于室内轮胎测试的可扩展车辆模型(SVM)的方法，该方法包括:选择表示具有各种重量的多个单个车辆的车辆细分；限定至少一个车辆模型参数，其包括下列参数中的至少一者:车辆的轴距、车辆的轮距、车辆的重心、车辆的悬架柔顺性、车辆的悬架运动学、车辆的悬架对准、车辆的转向运动学、车辆的重量分布、车辆的压舱物、车辆的前后制动比例、轮胎刚度、车辆的空气动力阻力、车辆的正面区、车辆的辅助辊刚度、车辆的纵向刚度、车辆的侧偏刚度和车辆的非簧载质量；使用公式Pd) = Ctl(W)+C1(W)A-C2(W)AiC3 (W) A3通过回归分析表征作为SVM的总重量(“W”)的函数的至少一个车辆模型参数，其中P(W)是至少一个车辆模型参数，其中Cn(W)是作为W的函数的回归系数，并且等于an(l+anlW+an2W2+an3W3，其中A是自变量，其包括下列参数中的至少一者:震动和转向角；使用车辆动力学软件来输入作为W的函数的至少一个车辆模型参数的表征；将SVM施加到车辆动力学软件中的至少一个操纵上，以确定下列参数中的至少一者:加速度、减速度和侧向加速度；并且针对SVM的每个车轮创建车轮负荷历史；以及创建可作为W的函数而扩展的SVM。
【附图说明】
[0009]并入说明书并构成说明书的一部分的附图示出了各种示例性方法、数据集和结果，并且仅用于示出各种示例性实施例。在附图中，类似元件具有类似的参考编号。
[0010]图1示出在数据集的P(W)回归分析之后的示例性结果。
[0011]图2示出在数据集的P(W)回归分析之后的示例性结果。
[0012]图3示出在数据集的P(W)回归分析之后的示例性结果。
[0013]图4示出用于创建用于室内轮胎测试的SVM的示例性方法400。
[0014]图5示出用于创建用于室内轮胎测试的SVM的示例性方法500。
[0015]图6示出用于创建用于室内轮胎测试的SVM的示例性方法600。
【具体实施方式】
[0016]商业轮胎可被构造成适合具有一系列重量、轮缘尺寸、悬架几何形状、转向几何形状等等的车辆细分。可优化商业轮胎以为车辆细分提供最佳的磨损特性。
[0017]在实际车辆上对商业轮胎进行测试导致影响测试结果的车辆偏差。即，如果在车辆A上测试轮胎，则车辆A的重量、轮缘尺寸、悬架几何形状、转向几何形状等等可以不同于车辆B的方式影响该轮胎的磨损性能。
[0018]可代替车辆细分中各种车辆中的任一种使用每个车辆细分中的SVM，该SVM反映车辆细分的一般特性，同时可逐渐并且连续扩展。车辆A、车辆B等等的SVM的替代物用于移除商业轮胎室内测试中的车辆偏差，并且消除对每个单个车辆A、车辆B等等上的商业轮胎进行实际测试的需要。
[0019]可以使用各种车辆细分。可能的车辆细分可包括(例如)后轮驱动(“RWD”)轻运货车、前轮驱动(“FWD”)轿车以及大型运动型多用途车辆(“SUV”)。UTQG测试要求在整个车辆细分上可不同。例如，RWD轻运货车可能需要50/50前后压舱物。又如，FWD轿车可能需要路缘加上驾驶员压舱物。在一个实施例中，可创建并且分析各种车辆细分中的任一种车辆细分。在另一个实施例中，可基于其上可施加多种商业轮胎中的任一种的预期车辆创建车辆细分。在一个实施