一种轮胎台架测试方法及轮胎台架测试系统与流程

1.本发明涉及车辆台架测试技术领域，特别是涉及一种轮胎台架测试方法及轮胎台架测试系统。


背景技术：

2.轮胎为车辆行驶时唯一接触地面的关键零部件。在一定的力学传递路径下，路面激励与轮胎弹簧振子的振颤效应被放大后，引起整车平顺性较差，高速抖动严重，进而引起消费者抱怨。
3.传统技术方案中对轮胎的力学数据分析不够全面，会导致台架客观数据与主观测试人员感受匹配度较低的情况出现。


技术实现要素：

4.本发明第一方面的目的是要提供一种轮胎台架测试方法，解决现有技术中台架客观数据与主观测试人员感受匹配度较低的技术问题。
5.本发明第二方面的目的是要提供一种轮胎台架测试系统。
6.根据本发明第一方面的目的，本发明还提供了一种轮胎台架测试方法，包括：
7.将轮胎置于测试转鼓装置上，并使得所述测试转鼓装置的轮辋上的冲击条与所述轮胎接触；
8.以多个预设转速分别运转所述轮辋，并采集多个预设转速下的所述轮胎的力学数据；
9.对多个预设转速下的所述力学数据分别进行时间加窗处理，以得到多个预设转速下的时间窗口期；
10.对每个所述时间窗口期的所述力学数据、时间以及所述轮辋的当前转速进行计算，以得到多个预设转速下的总能量值，从而根据所述总能量值确定所述轮胎在不同预设转速下的性能。
11.可选地，对每个所述时间窗口期的所述力学数据、时间以及所述轮辋的当前转速进行计算，以得到多个预设转速下的总能量值的步骤，具体包括以下步骤：
12.根据每个所述时间窗口期内的所述力学数据、时间以及所述轮辋的当前转速进行微分计算，以得到每个所述时间窗口期内每个预设时间段内的能量值；
13.对每个所述时间窗口期内每个预设时间段内的能量值进行积分计算，以得到多个预设转速下的所述总能量值。
14.可选地，对每个所述时间窗口期的所述力学数据、时间以及所述轮辋的当前转速进行计算，以得到多个预设转速下的总能量值的步骤，之后还包括以下步骤：
15.对多个预设转速下的所述总能量值进行线性回归收敛，以预测不同速度下的所述总能量值。
16.可选地，不同预设转速下的所述时间窗口期的位置不相同。
17.可选地，对多个预设转速下的所述力学数据分别进行时间加窗处理，以得到多个预设转速下的时间窗口期的步骤，具体还包括以下步骤：
18.以所述力学数据的第一峰值的时间作为所述时间窗口期的开始，预设时长后的时间作为所述时间窗口期的结束。
19.可选地，还包括：
20.将每一预设转速下的所述轮胎的力学数据中的绝对最大值作为每一预设转速下的评价指标值。
21.可选地，所述轮胎的力学数据包括x轴方向的力学数据和z轴方向的力学数据，所述x轴方向为所述轮胎平面与地平面的交线方向，所述z轴方向为所述轮胎垂直于地平面的方向。
22.可选地，所述x轴方向的力学数据的所述时间窗口期的预设时长大于所述z轴方向的力学数据的所述时间窗口期的预设时长。
23.根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种轮胎台架测试系统，包括：
24.控制模块，所述控制模块包括存储器和处理器，所述存储器内存储有计算程序，所述计算程序被所述处理器执行时用于实现上述的轮胎台架测试方法。
25.本发明先将轮胎置于测试转鼓装置上，并使得测试转鼓装置的轮辋上的冲击条与轮胎接触，之后以多个预设转速分别运转轮辋，并采集多个预设转速下的轮胎的力学数据，然后对多个预设转速下的力学数据分别进行时间加窗处理，以得到多个预设转速下的时间窗口期，最后对每个时间窗口期的力学数据、时间以及轮辋的当前转速进行计算，以得到多个预设转速下的总能量值，从而根据总能量值确定轮胎在不同预设转速下的性能。上述技术方案对力学数据进行时间加窗处理，能够精准提取客观的力学数据，提高与主观测试人员感受的匹配度。
26.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
27.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
28.图1是根据本发明一个实施例的轮胎台架测试方法的示意性流程图；
29.图2是根据本发明一个实施例中轮胎在不同转速下z轴方向的示意性力学数据图；
30.图3是根据本发明另一个实施例的轮胎台架测试方法的示意性流程图；
31.图4是根据本发明一个实施例中时间窗口期内每个预设时间段内的能量值的示意性图；
32.图5是根据本发明一个实施例中轮胎在不同速度下的总能量值的线性回归及指定速度下的总能量值预测的示意性图；
33.图6是根据本发明一个实施例的轮胎台架测试系统的示意性连接框图。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.图1是根据本发明一个实施例的轮胎台架测试方法的示意性流程图。如图1所示，在一个具体的实施例中，轮胎台架测试方法包括以下步骤：
36.步骤s100，将轮胎置于测试转鼓装置上，并使得测试转鼓装置的轮辋上的冲击条与轮胎接触；
37.步骤s200，以多个预设转速分别运转轮辋，并采集多个预设转速下的轮胎的力学数据；这里，轮辋转动时会带动轮胎转动。
38.步骤s300，对多个预设转速下的力学数据分别进行时间加窗处理，以得到多个预设转速下的时间窗口期；
39.步骤s400，对每个时间窗口期的力学数据、时间以及轮辋的当前转速进行计算，以得到多个预设转速下的总能量值，从而根据总能量值确定轮胎在不同预设转速下的性能。
40.该实施例对力学数据进行时间加窗处理，能够精准提取客观的力学数据，提高与主观测试人员感受的匹配度。
41.具体地，选择实车测试驾驶人员对整车高速振动及平顺性评价好与不好的轮胎，取左前驾驶人员位置的轮胎样本。优选冲击条尺寸为20*20mm，或者25*25mm，横置高速均匀性转鼓台上。轮胎充气压，载荷同实车测试状态。默认可使用etrto(european tyre and rim technical organization，欧洲轮胎和轮圈技术组织)标准气压及标准载荷的1.3倍。冲击条靠近轮胎的一侧需要制作倒角以保护轮胎不受高强度割裂造成伤害。
42.在该实施例中，轮胎的力学数据包括x轴方向的力学数据和z轴方向的力学数据，x轴方向为轮胎平面与地平面的交线方向，z轴方向为轮胎垂直于地平面的方向。
43.图2是根据本发明一个实施例中轮胎在不同转速下z轴方向的示意性力学数据图。如图2所示，在该实施例中，多个预设转速可以设为20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h，分别以上述转速运转轮辋，运行3次，获取有效单次时长1.5s。在其他实施例中，预设转速还可以根据实际需求进行设定。轮胎的力学数据按照运行时间采集，每间隔0.0005s采集通道fz、fx、fy、mx、my和mz数据。从上述通道数据中读取轮胎纵向及径向力学信号fx和fz数据。其中，由于fz进行了预载，需要将fz的数据减去预载fz’，以保证z轴方向归零处理。
44.图3是根据本发明另一个实施例的轮胎台架测试方法的示意性流程图。如图3所示，在另一个实施例中，步骤s400包括以下步骤：
45.步骤s410，根据每个时间窗口期内的力学数据、时间以及轮辋的当前转速进行微分计算，以得到每个时间窗口期内每个预设时间段内的能量值；
46.步骤s420，对每个时间窗口期内每个预设时间段内的能量值进行积分计算，以得到多个预设转速下的总能量值。
47.在该实施例中，步骤s300具体还包括以下步骤：
48.以力学数据的第一峰值的时间作为时间窗口期的开始，预设时长后的时间作为时间窗口期的结束。
49.在该实施例中，需要对引起振荡曲线进行时间加窗处理，x轴方向的力学数据的时
间窗口期的预设时长大于z轴方向的力学数据的时间窗口期的预设时长。具体地，z轴方向的预设时长为0.25s，x轴方向的预设时长为0.3s。其中不同预设转速下的时间窗口期的位置不相同，具体可根据第一峰值位置开始。例如，20kph下时间窗口期为z轴方向0.25s～0.5s，40kph下时间窗口期为0.1s～0.35s，60kph下时间窗口期为0.05s～0.3s，80kph和100kph下时间窗口期为0-0.25s。同理对x轴方向进行加窗处理，20kph下时间窗口期为0.2s～0.5s，40kph下时间窗口期为0.1s～0.4s，60kph、80kph和100kph下时间窗口期为0s-0.3s。时间窗口期可根据时间前后调整，时间窗口的宽度可根据轮胎规格加大缩小。上述为推荐时间窗口。非时间窗口区的数据舍弃，不参与总能量值的计算。
50.图4是根据本发明一个实施例中时间窗口期内每个预设时间段内的能量值的示意性图。如图4所示，在每个时间窗口期内，先按时间0.0005s内通道的力学数据乘以时间和当前速度，得到微分的能量值，后积分算出当前速度下时间窗口的总能量值。该总能量值用以衡量轮胎在路面异物干扰后的能量衰减，且与实车测试时的轮胎震颤相匹配。
51.图5是根据本发明一个实施例中轮胎在不同速度下的总能量值的线性回归及指定速度下的总能量值预测的示意性图。如图5所示，图中的y表示总能量值，x表示速度，ez20表示轮胎在20kph下z轴方向的总能量值，ez40表示轮胎在40kph下z轴方向的总能量值，ez60表示轮胎在80kph下z轴方向的总能量值。在该实施例中，步骤s400之后还包括以下步骤：
52.步骤s500，对多个预设转速下的总能量值进行线性回归收敛，以预测不同速度下的总能量值。
53.在该实施例中，轮胎台架测试方法还包括以下步骤：
54.将每一预设转速下的轮胎的力学数据中的绝对最大值作为每一预设转速下的评价指标值。该评价指标值用于评估行驶车辆的轮胎在遇障时的力学冲击峰值，与主观驾驶人员的一阶大小冲击相匹配。将台架测试过程中的所有数据以及评价指标值和不同速度下的总能量值自动录入数据库，用于设计经验累积。上述所有步骤中的力学数据采集及后处理均采用python，完成自动化与数据化，提高工作效率，降低人工处理的误差。
55.图6是根据本发明一个实施例的轮胎台架测试系统100的示意性连接框图。如图6所示，在一个具体的实施例中，轮胎台架测试系统100包括控制模块10，控制模块10包括存储器11和处理器12，存储器11内存储有计算程序，计算程序被处理器12执行时用于实现根据上述的轮胎台架测试方法。处理器12可以是一个中央处理单元(central processing unit，简称cpu)，或者为数字处理单元等等。处理器12通过通信接口收发数据。存储器11用于存储处理器12执行的程序。存储器11是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，也可以是多个存储器的组合。上述计算程序可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者经由网络(例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到计算机或外部存储设备。
56.由于轮胎提供车辆来自路面激励出来的前进x轴方向与纵向z轴方向的力学特性和能量水平，有助于研究降低整车平顺与抖动特性。该实施例将轮胎的振动主观测试转化成台架客观测试，在开发阶段完成设计防错，并且精准设计客观测试方法，精准提取客观数据，对力学数据后处理进行合理指标提取和对数据进行二次深度挖掘处理，使用台架客观数据达到与主观测试人员感受相匹配。该实施例创新使用python处理台架客观测试数据，达到自生成数据库，降低试验经费，提高台架测试重复性，再现性和数据的客观性。
57.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。