专利名称：测试车辆轮胎以确定瞬时轮胎力和力矩响应的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及车辆领域，更具体地涉及测试车辆轮胎以确定瞬时力和力矩响 应的方法和系统。
背景技术：
对于现代汽车而言，轮胎在其使用寿命内一般是和其他各种配件一起在其设计和 加工阶段被测试。例如，可以在轮胎和轮胎所属车辆的开发阶段对轮胎进行测试，例如以便 估计轮胎的承载性能和使用性能并进一步改善未来轮胎的组成成分。通常，轮胎是在准稳 态工况下被测试。然而，在某些特定情况下，希望以模拟动态条件的方式对轮胎进行测试。因此，希望提供一种改善的方法，其用于模拟车辆轮胎的动态工况来对轮胎进行 测试。还希望提供一种改善的程序产品，用于对车辆进行这种轮胎测试。进一步，还希望提 供一种改善的系统，用于对车辆进行这种轮胎测试。此外，结合附图以及前述技术领域和背 景技术，通过下面的详细描述和所附权利要求，本发明的其他期望特点和特征将变得明显。
发明内容
根据本发明的一个示例性实施例，提供一种测试车辆轮胎的方法。该方法包括如 下步骤创造包括轮胎第一偏离角的第一工况，获取轮胎在第一工况下的性能的第一组数 据，创造包括轮胎第二偏离角的第二工况，获取轮胎在第二工况下的性能的第二组数据，以 及利用第一组数据和第二组数据确定轮胎的力与力矩之间的关系。根据本发明的另一个示例性实施例，提供一种测试车辆轮胎的程序产品。该程序 产品包括程序以及计算机可读信号承载介质。该程序配置成至少有助于下列操作创造包 括轮胎第一偏离角的第一工况，获取轮胎在第一工况下的性能的第一组数据，创造包括轮 胎第二偏离角的第二工况，获取轮胎在第二工况下的性能的第二组数据，利用第一组数据 和第二组数据确定轮胎的力与力矩之间的关系。计算机可读信号承载介质承载着该程序。根据本发明的又一个示例性实施例，提供一种测试车辆轮胎的系统。该系统包括 存储器和处理器。存储器配置为存储一个程序，该程序配置成至少有助于下列操作创造包 括轮胎第一偏离角的第一工况，获取轮胎在第一工况下的性能的第一组数据，创造包括轮 胎第二偏离角的第二工况，获取轮胎在第二工况下的性能的第二组数据，利用第一组数据 和第二组数据确定轮胎的力与力矩之间的关系。处理器与存储器相联接，并配置为至少有 助于执行上述程序。方案1、一种测试车辆轮胎的方法，所述方法包括如下步骤创造包括轮胎第一偏离角的第一测试工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮胎第二偏离角和横向位移中的至少一个的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关的第二组数据；以及利用所述第一组数据和所述第二组数据确定轮胎力与轮胎力矩之间的关系。
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方案2、如方案1所述的方法，其中创造第二工况的步骤包括产生轮胎的阶跃输入的步骤；并且确定关系的步骤进一步包括使轮胎响应与所述阶跃输入特征化对应的步骤。方案3、如方案1所述的方法，其中创造第一工况的步骤包括允许轮胎向前运动的步骤；并且创造第二工况的步骤包括下列步骤停止轮胎的前向运动；使轮胎转向并且/或者横向移动轮胎；以及使轮胎继续向前运动。方案4、如方案1所述的方法，其中，创造第一工况的步骤包括如下步骤将轮胎定向为处于第一偏离角；给轮胎加载第一轮胎载荷；以及使轮胎开始向前行驶。方案5、如方案4所述的方法，其中，创造第二工况的步骤包括如下步骤减少轮胎载荷；以及将轮胎转向第二偏离角。方案6、如方案1所述的方法，其中，所述第一组数据和所述第二组数据每组都包 含横向力数据和回正力矩数据，并且所述方法进一步包括如下步骤将横向力数据和回正力矩数据分别拟合到相应的通用拟合方程；以及减小相应的通用拟合方程的拟合系数。方案7、如方案1所述的方法，进一步包括如下步骤利用轮胎力和轮胎力矩之间的关系控制轮胎的使用。方案8、一种测试车辆轮胎的程序产品，所述程序产品包括(a)配置为至少有助于执行下列操作的程序创造包括轮胎第一偏离角的第一工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮胎第二偏离角和轮胎横向位移中的至少一个的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关的第二组数据；和利用所述第一组数据和所述第二组数据，确定轮胎力和轮胎力矩之间的关系；以 及(b)承载所述程序的计算机可读信号承载介质。方案9、如方案8所述的程序产品，其中，所述程序进一步配置为至少有助于产生轮胎的阶跃输入；以及使轮胎响应与所述阶跃输入特征化对应。方案10、如方案8所述的程序产品，其中，所述程序进一步配置为至少有助于通过至少有助于允许轮胎向前运动来创造第一工况；以及通过至少有助于下列操作来创造第二工况停止轮胎的前向运动；使轮胎转向并 且/或者横向移动轮胎；以及恢复轮胎的前向运动。方案11、如方案8所述的程序产品，其中，所述程序进一步配置为至少有助于
通过至少有助于下列操作来创造第一工况将轮胎定向为处于第一偏离角；
给轮胎加载第一轮胎载荷；以及使轮胎开始向前行驶。方案12、如方案11所述的程序产品，其中，所述程序进一步配置为至少有助于通过至少有助于下列操作来创造第二工况减小轮胎载荷；以及将轮胎转向第二偏离角。方案13、如方案8所述的程序产品，其中，所述第一组数据和所述第二组数据每组 都包含横向力数据和回正力矩数据，并且所述程序进一步配置为至少有助于将力数据和力矩数据拟合到相对应的通用拟合方程；以及减小相应的通用拟合方程的拟合系数。方案14、如方案8所述的程序产品，其中，所述程序进一步配置为至少有助于利用 轮胎力和轮胎力矩之间的关系来控制轮胎的使用。方案15、一种测试车辆轮胎的系统，所述系统包括(a)存储有程序的存储器，所述程序配置为至少有助于下列操作创造包括轮胎 第一偏离角的第一工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮 胎第二偏离角和横向位移中的至少一个的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关 的第二组数据；以及利用所述第一组数据和所述第二组数据，确定轮胎力和轮胎力矩之间 的关系；以及(b)与所述存储器联接的处理器，所述处理器配置为至少有助于执行所述程序。方案16、如方案15所述的系统，其中，所述程序进一步配置为至少有助于产生轮胎的阶跃输入；以及使轮胎响应与所述阶跃输入特征化对应。方案17、如方案15所述的系统，其中，所述程序进一步配置为至少有助于通过至少有助于允许轮胎向前运动来创造第一工况；以及通过至少有助于下列操作来创造第二工况停止轮胎的前向运动；使轮胎转向并 且/或者横向移动轮胎；以及恢复轮胎的前向运动。方案18、如方案15所述的系统，其中，所述程序进一步配置为至少有助于通过至少有助于下列操作来创造第一工况将轮胎定向为处于第一偏离角；给轮 胎加载第一轮胎载荷；以及使轮胎开始向前运动；以及通过至少有助于下列操作来创造第二工况减小轮胎载荷；以及将轮胎转向第二 偏离角。方案19、如方案15所述的系统，其中，所述第一组数据和所述第二组数据每组都 包含横向力数据和回正力矩数据，并且所述程序进一步配置为至少有助于将力数据和力矩数据拟合到相应的通用拟合方程；以及减小相应的通用拟合方程的拟合系数。方案20、如方案15所述的系统，其中，所述程序进一步配置为至少有助于利用轮 胎力和轮胎力矩之间的关系来控制轮胎的使用。
本发明将在下文中结合以下附图被描述，附图中同样的标记表示同样的部件，并 且其中图1是根据本发明的示例性实施例的流程图，示出了用于对车辆轮胎进行测试的 方法；图2是根据本发明的示例性实施例的第一测试顺序一即施加偏航的测试顺序的 流程图，其可与图1中的方法结合使用；图3是根据本发明的示例性实施例的第二测试顺序一即通过侧向速度施加侧向 移动的测试顺序的流程图，其可与图1中的方法结合使用；图4是根据本发明的示例性实施例的第三测试顺序一即通过横向位移施加侧向 移动的测试顺序的流程图，其可与图1中的方法结合使用；图5是根据本发明的示例性实施例的方法的流程图，该方法用于去除与非均勻性 相关的轮胎力和力矩变化，其可与图1中的方法结合使用；图6是根据本发明的示例性实施例的数据拟合方法的流程图，该方法用于将数据 拟合到具有非均勻项的通用方程，该方法可与图1中的方法结合使用；图7是根据本发明的示例性实施例的轮胎和车轮测试组件和测试机的示例图，其 中还标出了属于图1的程序中的自转角、横向力、相对横向位移、相对偏离角、垂直载荷、载 荷半径、轮胎指向方向、轮胎行驶方向、图2中的第一测试顺序、图3中的第二测试顺序、图 4中的第三测试顺序、图5中的非均勻性去除方法以及图6中的数据拟合方法；图8是根据本发明的示例性实施例的用于对车辆轮胎进行测试的计算机和数据 获取系统800的功能框图，该系统可与图1中的程序、图2中的第一测试顺序、图3中的第 二测试顺序、图4中的第三测试顺序、图5中的非均勻性去除方法以及图6中的数据拟合方 法结合使用；图9示出了根据本发明的示例性实施例的在图1的程序中使用的横向力和回正力 矩通用拟合方程；图10示出了根据本发明的示例性实施例的在图1的程序中使用的具有非均勻项 的横向力和回正力矩通用拟合方程。
具体实施例方式以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明或本发明的使用和用 途。此外，本发明不受在之前的技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中给出的任 何明示或暗示理论的限制。图1是根据本发明的示例性实施例的用于对车辆轮胎进行测试的程序100的流 程图。在所描述的实施例中，程序100首先开始于将轮胎和车轮测试组件安装在测试机上 的步骤(步骤102)。然后对测试机上的轮胎和车轮组件执行一个测试顺序，同时获取数据 (步骤104)。在所有情况下，在轮胎和路基之间模拟车辆前向运动的相对运动都在低速下 完成，优选在3-8千米/小时范围内。在一个优选实施例中，所获取的数据包括轮胎和车轮 测试组件的横向力、回正力矩和行驶距离。并且在一个优选实施例中，不在车轮测试组件不转动的顺序步骤期间获取数据。在本发明的各个实施例中，在步骤104中可使用各种不同的测试顺序(或序列)。 一个示例性的第一测试顺序200包括施加偏航的测试顺序，其在图2中示出并将在下面结 合图2进一步描述。一个示例性的第二测试顺序300包括通过侧向速度施加侧向移动的测 试顺序，其在图3中示出并将在下面结合图3进一步描述。一个示例性的第三测试顺序400 包括通过横向位移施加侧向移动的测试顺序，其在图4中示出并将在下面结合图4进一步 描述。接下来，在一个优选实施例中，程序沿第一路径106继续进行，并且将横向力(Fy) 和回正力矩(Mz)拟合到它们各自的带有非均勻项的通用拟合方程(步骤110)。图6中示 出了根据本发明的一个示例性实施例的用于实施步骤110的数据拟合方法600的一个示例 性实施例，其将在下文结合图6进一步描述。另外，图10示出了根据一个优选实施例的用 于步骤110的横向力和回正力矩通用拟合方程。具体地说，如图10中所示，在行驶距离域 中，用于瞬时函数的横向力方程如下所示 如图10所示，在行驶距离域中，包括非均勻性的横向力方程如下所示 此外，在行驶距离域中，用于瞬时函数的回正力矩公式如下所示 同样，在行驶距离域中，具有非均勻性的回正力矩的公式如下所示 在实际运用中，该公式和下面的公式可以通过便捷选取的轮胎旋转同步样本而被 使用。此外，在空间频率域中，回正力矩公式如下所示 必须要仔细估计上面这些公式中的非均勻项系数以便确保结果收敛。这些项一尤 其是那些相位的系数必须要足够接近测试轮胎的代表值。本领域技术人员均知晓的是，如 果随意选择初始估计值会导致拟合结果发散。作为参考，在上面的公式1-6中*Fy =由轮胎瞬时响应引起的横向力(N)
*Fy, measured =带有非均勻性和轮胎瞬时响应的测得横向力(N)*MZ =来自轮胎瞬时响应的回正力矩(Nm)*Mz,ffleasured =带有非均勻性和轮胎瞬时响应的测得回正力矩(Nm)*a =轮胎偏离角(deg)*s =空间频率，Co (rad/m)乘以H)，其中i = (_1)的平方根*co0 =组件的第一空间谐波频率(rad/m)*n =组件的谐波(n = 1，2……N)*N =考虑了非均勻性的组件最高谐波b0, gp、均是标量系数，其中j = 0，1，2，3*cn, 0 cn, dn，0 dn均是标量系数，其中n = 1，……N6 =三角函数x =行驶距离(m)6 =轮胎的角度方位(弧度)现在回到图1，在一个可选的优选实施例中，该程序可以相反地沿着第二路径108 继续进行，其中组件的非均勻性被从横向力(Fy)和回正力矩(Mz)数据中去除(步骤112)。 这例如通过引用公式(2)和公式(4)并且假定在每个实验工况下的不变的非均勻性重叠来 实现。图5中示出了用来移除这些非均勻性的一个示例性非均勻性去除方法500，该方法在 后面会结合图5进一步描述。然后将横向力和回正力矩分别拟合至他们各自的通用拟合方程中(步骤114)。图 9示出了根据一个优选实施例的用于步骤114的横向力和回正力矩通用拟合方程。具体地 说，如图9所示，在行驶距离域中，横向力公式如下所示4rFy +a2 4rFy +°> 4~Fy + Fy(公式 7) dx ax ax此外，在行驶距离域中，回正力矩公式如下所示然后，在另一个优选的实施例中，在步骤206之后，程序沿着第二路径210继续进 行。作为第二路径210的一部分，轮胎和车轮测试组件的向前运动被停止，并且数据获取 也停止(步骤220)。然后所述轮胎和车轮测试组件被快速地转向一个新的偏离角(步骤 222)。然后重新开始数据获取(步骤223)。然后所述轮胎和车轮测试组件在测试机上被滚 动直到达到稳态平衡(步骤226)。图3是根据本发明的一个示例性实施例的上述第二测试顺序300的流程图，该测 试顺序可被用于实施图1的程序100的步骤104。如上所述，第二测试顺序包括通过侧向速 度施加侧向移动的测试顺序。在所示实施例中，第二测试顺序300的开始步骤是设定安装好的轮胎和车轮测试 组件的偏离角，同时卸掉轮胎和车轮测试组件的载荷。然后设定轮胎和车轮测试组件的垂 直载荷(Fz)(步骤304)。开始上述图1的步骤104的数据获取(步骤306)，并且轮胎和车 轮测试组件在测试机上被滚动，直到建立稳态平衡(步骤308)。轮胎和车轮测试组件的向前运动被停止，并且数据获取也被停止(步骤310)。将 垂直载荷(Fz)设定为零(步骤312)，并且仔细操作以确保与测试机表面没有接触。然后所 述轮胎和车轮测试组件被转向一个新的偏离角(步骤314)，并且设定所述轮胎和车轮测试
9组件的垂直载荷(Fz)(步骤316)。然后上述图1的步骤104的数据获取再次开始(步骤 318)。然后所述轮胎和车轮测试组件再次在测试机上被滚动直到再次达到稳态平衡(步骤 320)。图4是根据本发明的一个示例性实施例的上述第三测试顺序400的流程图，该测 试顺序可被用于实施图1的程序100的步骤104。如上所述，第三测试顺序包括通过横向位 移施加侧向移动的测试顺序。在所示实施例中，第三测试顺序400的开始步骤是设定安装好的轮胎和车轮测试 组件的垂直载荷(Fz)和偏离角(a )(步骤402)。开始上述图1的步骤104的数据获取(步 骤404)，并且轮胎和车轮测试组件在测试机上被滚动直到建立稳态平衡(步骤406)。轮胎 和车轮测试组件的向前运动被停止，并且数据获取也被停止(步骤408)。然后所述轮胎和 车轮装置被快速地移动到一个新的侧向位置(步骤410)。然后上述图1的步骤104的数据 获取再次开始(步骤412)。然后所述轮胎和车轮测试组件再次在测试机上被滚动直到再次 达到稳态平衡(步骤414)。
gi-^Mz+g2-^TM2+g]^-Mz+Mz=h3^rJa(x) + h2-^Ta(x) + h,^-a(x) + h0a(x)(公式 axaxaxaxaxax
8)同样如图9所示，在空间频率域中，横向力公式如下所示巧⑷=、、丄—cc(s)(公式 9) a^s +a2s +a,5 + l此外，在空间频率域中，回正力矩公式如下所示MM^S\+h^S + K(s)(公式 10)
g3s +g2s + \在上述公式1-7中，Fy表示横向力(N)，Mz代表回正力矩(Nm)，s代表空间频率 (rad/m)乘以i的结果，其中i是(_1)的平方根，以及an，Iv gn每个都表示标量系数，其中 n = 0，1，2，3。在一个优选实施例中，在步骤114中使用的通用拟合方程与上述讨论到的步 骤110中使用的通用拟合方程相同。再次回到图1，接下来，无论程序按照第一路径106或第二路径108运行，将产生减 少的拟合系数以获取轮胎的瞬时度量(步骤116)。然后所述轮胎瞬时度量可用来量化和/ 或改善轮胎和/或轮胎的制造和/或使用(步骤118)。应该理解的是，图1的程序100的 某些步骤可以不同于图1中描绘的步骤和/或此处结合图1描述的步骤。类似地，应该理 解，图1的程序100的某些步骤可以同时发生或者以与图1中描绘的和/或此处结合图1 描述的不同的顺序进行。图2是根据本发明的一个示例性实施例的上述第一测试顺序200的流程图，该测 试顺序可用于实施图1的程序100的步骤104。如上所述，第一测试顺序包括施加偏航的测 试顺序。在所示的实施例中，第一测试顺序200的开始步骤是设定安装好的轮胎和车轮测 试组件的垂直载荷(Fz)或载荷半径(RL)以及偏离角(a )(步骤202)。开始上述图1的步 骤104的数据获取(步骤204)，并且轮胎和车轮测试组件在测试机上被滚动直到建立稳态平衡(步骤206)。然后，在一个优选的实施例中，在步骤206之后程序沿着第一路径208继续进行。 作为第一路径208的一部分，轮胎和车轮测试组件的向前运动被停止，而数据获取仍继续 (步骤212)。然后所述轮胎和车轮测试组件被快速地转向一个新的偏离角(步骤214)。然 后所述轮胎和车轮测试组件在测试机上被滚动直到达到稳态平衡(步骤216)。然后去除在 轮胎和车轮测试组件停止运动期间获取的数据(步骤218)。图5是根据本发明的一个示例性实施例的用于去除轮胎的非均勻性的非均勻性 去除方法500的流程图，该方法可被用于实施图1的程序100的步骤112。在所示实施例 中，所述非均勻性去除方法500针对轮胎和车轮测试组件被测试的每个额定垂直载荷(Fz) 和偏离角(a)而被执行。对于每个这种额定垂直载荷(Fz)和偏离角(a )，安装好的轮胎 和车轮测试组件的垂直载荷(Fz)和偏离角(a)被相应地设定。然后所述轮胎和车轮测试 组件在测试机上被滚动，直到达到一个稳态平衡(步骤504)。开始数据获取(步骤506)。 然后，针对预定数量的转动，对每个横向力(Fy)、回正力矩(Mz)和接轴倾斜角(0)进行测 量(步骤508)。然后，在一个优选的实施例中，在步骤510之后所述非均勻性去除方法500沿着第 一路径512继续。在第一路径512期间，确定通用响应方程中的非均勻项的系数的初始估 计值(步骤516)。在一个优选实施例中，根据获取的数据利用快速傅里叶变换(FFT)来确 定非均勻项的系数的这些初步估计值。同样在一个优选实施例中，在此步骤中优选使用上 述图10中的带有非均勻项的横向力(Fy)和回正力矩(Mz)通用拟合方程。在一个可选的优选实施例中，在步骤510之后所述非均勻性去除方法500沿着第 二路径514继续。在第二路径514期间，确定轮胎和车轮组件的均勻性函数(步骤518)。 优选地，均勻性函数通过使用稳态数据的分段分析和图9的上述公式来确定。另外，在某些 实施例中，转向事件之前、期间和之后的稳态数据可独立地用于确定均勻性函数、或者通过 使用一种或多种加权技术采用平均值来确定均勻性函数(步骤520)。然后从在这种特定 的额定垂直载荷(Fz)和偏离角(a)工况下测量得到的任何数据中减除这些函数(步骤 522)。在非均勻性是实质性的且显著损害瞬态值的估计的情况下，也可以采用其他方法来 最小化这些干扰。这类方法中的一种包括每个都以不同的轮胎角度方位开始的多个瞬态测 试运转，其导致两个源一即非均勻性和瞬态响应的异步叠加。然后通过本领域技术人员已 知并且在其他模拟应用中的实践的合适的同步求平均技术，可对来自这些多个测试运转的 两个组成响应进行分解。用于通用响应方程中的非均勻项的初步估计值被确定(步骤516)。在一个优选实 施例中，根据获取的数据利用快速傅里叶变换(FFT)确定非均勻项的系数的初步估计值。 同样在一个优选实施例中，在此步骤中可优选使用上述图10中的带有非均勻项的横向力 (Fy)和回正力矩(Mz)通用拟合方程。图6是根据本发明的示例性实施例的数据拟合方法600的流程图，该方法用于将 数据拟合到具有非均勻项的通用方程，该方法可被用于实施图1的程序100的步骤110。在 所示实施例中，数据拟合方法600开始将从前面的分析中获得的系数估计值作为初始系数 猜测值使用(步骤602)。然后响应值由图10的适当的通用瞬时函数计算得到(步骤604)。之后响应值由
11图10的适当的通用非均勻性函数计算得到(步骤606)。然后来自通用函数的响应值被加在一起(步骤608)，并且来自测定值的响应值被 从中减掉以获得误差值(步骤610)。然后所有误差值被求平方并求和(步骤612)，并且将 此求和的平方误差值与之前迭代中的求和的平方误差值的数值进行比较(步骤614)。然后判定求和的平方误差值是否已经减少到低于一个预定阈值(步骤616)。如 果判定求和的平方误差值没有减少到低于预定阈值，则这些系数被相应修正(步骤618)， 并且程序回到步骤604。然后步骤604到618迭代重复直到在步骤616的后续迭代中判定 求和的平方误差值已经减少到低于预定阈值。一旦判定在步骤616的所有迭代中求和的平 方误差值已经减少到低于预定阈值，则数据拟合方法600被认为已完成。许多这种迭代技 术一通常称为"最小化"或"最小二乘方"方法均可采用，其被本领域技术人员理解，并 能在此步骤中实施。图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的在上述图1-6中引用的(为了进一 步易于参考)轮胎和车轮测试组件702以及测试机704的示意图700。图7还示出了也在图 1-6中引用的自转角(9)706，横向力(Fy)708，相对横向位移(Y)709，相对偏离角(a)710， 垂直载荷(Fz)712，载荷半径(RL)713，轮胎指向方向714，以及轮胎行驶方向716。这些参 数的进一步定义可以在汽车工程师学会(SAE)标准文献J670中找到。图8是根据本发明的另一个示例性实施例的用于对车辆轮胎进行测试的计算机 和数据获取系统800的功能框图，该系统可被用于与图1中的程序100、图2中的第一测试 顺序200、图3中的第二测试顺序300、图4中的第三测试顺序400、图5中的非均勻性去除 方法500以及图6中的数据拟合方法600结合使用。在图8所示的实施例中，计算机和数据获取系统800包括中央处理单元或处理器 802，随机存取存储器804，只读存储器806，计算机总线810和存储装置808。中央处理单元 或处理器802执行计算机和数据获取系统800的计算和控制功能或者这些功能的一部分， 优选地执行程序807，该程序807执行图1的程序100、图2中的第一测试顺序200、图3中 的第二测试顺序300、图4中的第三测试顺序400、图5中的非均勻性去除方法500以及图 6中的数据拟合方法600的步骤并且已在上文结合这些附图被描述。中央处理单元或处理器802可以包含任一类型的单个或多个处理器，例如微处理 器的单一集成电路，或者彼此配合工作以实现处理单元的功能的任何合适数量的多个集成 电路装置和/或电路板。在运行期间，中央处理单元或处理器802执行一个或多个程序807， 所述程序优选地存储于随机存取存储器804中，从而控制计算机和数据获取系统800的总 体运行。只读存储器806储存执行一个或多个程序实施例的一个或多个程序807，例如图1 的程序100、图2中的第一测试顺序200、图3中的第二测试顺序300、图4中的第三测试顺 序400、图5中的非均勻性去除方法500以及图6中的数据拟合方法600的步骤，这些已在 上文中结合所述附图被描述。随机存取存储器804可以是任何类型合适的存储器。这包括各种型式的动态随机 存取存储器(DRAM)，例如SDRAM(同步DRAM)、各种型式的静态SRAM (SRAM-静态随机存取存 储器)，以及各种型式的固定存储器(PR0M程序可控只读存储器，EPR0M可擦除可编程序只 读存储器，以及闪存)。
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计算机总线810用来在计算机和数据获取系统800的各种部件之间传输各种程 序、数据、状态及其他信息或信号。计算机总线810可以是任何连接计算机系统和部件的合 适的物理的或逻辑装置。这包括但是不限于直接的硬接线关系、纤维光学以及红外线和无 线总线技术。存储装置808可以是任何合适类型的存储装置，包括直接存取储存设备，例如硬 盘驱动器，闪存系统，软盘驱动器以及光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储装置808 是一个程序产品，只读存储器806可以从其中接收执行(和/或中央处理单元或处理器802 执行和/或使其执行)一或多个程序实施例的程序807，所述这些程序包括图1的程序100、 图2中的第一测试顺序200、图3中的第二测试顺序300、图4中的第三测试顺序400、图5 中的非均勻性去除方法500以及图6中的数据拟合方法600，这些已在上文中结合所述附图 被描述。作为一个示例性的实施方式，计算机和数据获取系统800还可以运用因特网网址， 例如用来提供、存储、或者维持数据或执行其上的操作。此外，如图8所示，在某些实施例中，计算机和数据获取系统800还包括一个转换 器815。在某些实施例中，该转换器815从测试机接收模拟信号并且将该模拟信号转换为数 字信号，以供计算机和数据获取系统800使用。本领域技术人员还意识到需要保护所获取 数据免遭被称为"混叠"(“Aliasing”)的影响。保护模拟电路，过采样或其他方法可用 于避免混叠。混叠是当信号成分存在于超过阈值频率的频率时发生的数据污染。阈值频率 的确立包括通过频率设定一个可接受的信号成分上限，所述频率与取样频率相关。这些技 术为本领域技术人员所知并且需要被考虑以便成功实施本发明。应该理解的是，尽管该示例性实施例在功能全面的计算系统中进行描述，本领域 技术人员将会认识到，本发明的机构能够以各种形式作为程序产品来分配，而且无论用于 执行分配的计算机可读信号承载介质的特定类型如何，本发明均同样适用。信号承载介质 的例子包括可记录介质，比如软盘，硬盘，存储卡和光盘，以及传输介质，比如数字和模拟 通信连接。类似地，应该理解的是，计算机和数据获取系统800可以不同于图8所示的实施 例，例如计算机和数据获取系统800可以联接至或可以应用一个或多个远程计算机系统和 /或其他控制系统。还应该理解的是，图1中的程序100、图2中的第一测试顺序200、图3中的第二测 试顺序300、图4中的第三测试顺序400、图5中的非均勻性去除方法500以及图6中的数 据拟合方法600、图8中的计算机和数据获取系统800以及相关程序产品和程序、和/或部 件和/或元件可以与本发明的各实施例中不相同。因此，提供了用来测试车辆轮胎的改进的方法、程序产品和系统。在动态条件下， 这些改进的方法、程序产品和系统使得能够改进对车辆轮胎的测试。具体地说，这些改进的 方法、程序产品和系统能够确定在不同的轮胎偏离角下轮胎力和力矩之间的关系。在本文 提供的这些方法、程序产品和系统的其他可能的应用中，这使得能够改进轮胎的测试以及 改进对下列各种的精细调节特定类型的轮胎如何制造、轮胎如何在车辆中对齐、使用、控 制、和/或应用、何时以及怎样保养轮胎、和/或何时以及怎样更换轮胎。应该理解的是，在各种实施例中，所公开的方法、程序产品和系统可以不同于附图 所示和本文所述的形式。例如，偏离角和横向位移的施加在前文中被描述为轮胎的运动；然 而，有关条件只是轮胎和路基表面之间的相对运动。这种相对运动也可以通过固定的轮轴和铰接的路基来实现，由此通过路基而非轮胎的运动使轮胎和路基表面之间的达到等效的 施加条件。此外，可以实施任何轮胎和路基表面运动的组合来获得具有同样效果的相对运 动。类似地，应该理解的是，尽管所公开的方法、程序产品和系统在上文中被描述为与诸如 轿车、卡车、货车、运动型多功能车以及跨界车辆等车辆结合使用，但是所公开方法、程序产 品和系统还可以与任意数量的不同类型车辆结合使用，以及与所述车辆所属的环境和车辆 的任意数量的不同系统结合使用。 尽管上述详细描述中描述了至少一个示例性实施例，应该理解的是，还存在许多 变型。还应该理解的是，所述示例性的一个或多个实施例仅仅是示例，而并非旨在以任何方 式限制本发明的保护范围、应用范围或配置。相反，上述详细描述将为本领域技术人员提供 用来实施所述单个实施例或多个实施例的便利路线图。应该理解的是，在不偏离所附权利 要求和具有相同法律效力的方案所阐述的本发明范围的情况下，可以对各种元件的功能和 配置做出各种改变。
权利要求
一种测试车辆轮胎的方法，所述方法包括如下步骤创造包括轮胎第一偏离角的第一测试工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮胎第二偏离角和横向位移中的至少一个的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关的第二组数据；以及利用所述第一组数据和所述第二组数据确定轮胎力与轮胎力矩之间的关系。
2.如权利要求1所述的方法，其中创造第二工况的步骤包括产生轮胎的阶跃输入的步骤；并且确定关系的步骤进一步包括使轮胎响应与所述阶跃输入特征化对应的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中创造第一工况的步骤包括允许轮胎向前运动的步骤；并且 创造第二工况的步骤包括下列步骤 停止轮胎的前向运动； 使轮胎转向并且/或者横向移动轮胎；以及 使轮胎继续向前运动。
4.如权利要求1所述的方法，其中，创造第一工况的步骤包括如下步骤 将轮胎定向为处于第一偏离角；给轮胎加载第一轮胎载荷；以及 使轮胎开始向前行驶。
5.如权利要求4所述的方法，其中，创造第二工况的步骤包括如下步骤 减少轮胎载荷；以及将轮胎转向第二偏离角。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一组数据和所述第二组数据每组都包含横 向力数据和回正力矩数据，并且所述方法进一步包括如下步骤将横向力数据和回正力矩数据分别拟合到相应的通用拟合方程；以及 减小相应的通用拟合方程的拟合系数。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括如下步骤 利用轮胎力和轮胎力矩之间的关系控制轮胎的使用。
8.—种测试车辆轮胎的程序产品，所述程序产品包括(a)配置为至少有助于执行下列操作的程序 创造包括轮胎第一偏离角的第一工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮胎第二偏离角和轮胎横向位移中的至少一个的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关的第二组数据；和利用所述第一组数据和所述第二组数据，确定轮胎力和轮胎力矩之间的关系；以及(b)承载所述程序的计算机可读信号承载介质。
9.如权利要求8所述的程序产品，其中，所述程序进一步配置为至少有助于 产生轮胎的阶跃输入；以及使轮胎响应与所述阶跃输入特征化对应。
10. 一种测试车辆轮胎的系统，所述系统包括(a)存储有程序的存储器，所述程序配置为至少有助于下列操作创造包括轮胎第一 偏离角的第一工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮胎第 二偏离角和横向位移中的至少一个的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关的第 二组数据；以及利用所述第一组数据和所述第二组数据，确定轮胎力和轮胎力矩之间的关 系；以及(b)与所述存储器联接的处理器，所述处理器配置为至少有助于执行所述程序。
全文摘要
本发明涉及测试车辆轮胎以确定瞬时轮胎力和力矩响应的方法和系统，具体提供一种用于测试车辆轮胎的方法，该方法包括如下步骤创造包括轮胎第一偏离角的第一工况；获取与轮胎在第一工况下的性能有关的第一组数据；创造包括轮胎第二偏离角或横向位移的第二工况；获取与轮胎在第二工况下的性能有关的第二组数据；以及利用第一组数据和第二组数据确定轮胎横向力和回正力矩的瞬时响应。
文档编号G01M17/02GK101865781SQ20101018120
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者D·L·豪兰, J·D·索波奇, J·达拉布, K·L·奥布利扎杰克, W·A·科布 申请人:通用汽车环球科技运作公司