专利名称：诊断性轮胎测试方法
诊断性轮胎测试方法
本专利申请要求2010年11月23日提交的、序列号为61/416，521的美国临时专利申请的优先权。技术领域
本文中所公开的某些实施例总体上涉及轮胎测试或车辆测试。更具体地，本文中所公开的某些实施例涉及一种用于测试轮胎以确定某些性能标准的装置和方法。
背景技术：
轮胎性能是重要问题。在轮胎和使用轮胎的车辆的制造者和开发者以及其他人当中，用于测试轮胎特性的方法很受关注。
仍然期望的是提供对轮胎和包括轮胎的系统进行测试的方法。发明内容
提供一种用于测试轮胎的方法。该方法可以包括在第一充气压力下对第一规格的轮胎执行第一停止距离测试并且收集关于第一停止距离测试的数据。该方法还可以包括在第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第二停止距离测试并且收集关于第二停止距离测试的数据。该方法还可以包括在第一充气压力或第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第一牵引测试并且收集关于第一牵引测试的数据。
还提供一种用于测试轮胎的方法。该方法可以包括生成关于第一轮胎-车辆系统的停止距离数据，第一轮胎-车辆系统包括第一车辆和第一规格的轮胎，所述轮胎充气到第一充气压力。该方法可以包括生成关于第一轮胎-车辆系统的停止距离数据，第一轮胎-车辆系统包括第一车辆和第一规格的轮胎，所述轮胎充气到第二充气压力。该方法可以包括在第一充气压力或第二充气压力下生成第一规格的轮胎的mu滑移(mu-slip)数据。
图1是非限定性一般图形，显示在两个不同的充气压力下测试的轮胎-车辆系统的mu滑移曲线；
图2是总结一个实施例中的干式停止距离测试标准的图形；
图3是总结一个实施例中的测试条件的图形；
图4是mu滑移图形的非限定性例子；
图5是mu滑移图形的非限定性例子；以及
图6是mu滑移图形的非限定性例子。
具体实施方式
将参考附图(图1-6)，其中显示仅仅是为了示出诊断性轮胎测试方法的某些实施例。
已开发一种方法来测试轮胎性质。特定的一组轮胎与特定车辆的组合是轮胎-车辆系统。在某些实施例中，诊断性轮胎测试方法包括:在将第一轮胎规格的轮胎充气到第一充气压力的情况下对与该轮胎接合的车辆(轮胎-车辆系统)进行停止距离的测试并且在将该轮胎充气到第二充气压力的情况下对轮胎-车辆系统进行停止距离的测试。
在某些实施例中，这些方法包括在第一充气压力或第二充气压力或两者下对第一轮胎规格的轮胎进行牵引测试。不希望受到任何特定理论约束，在测试期间轮胎所充气到的充气压力的变化可能影响停止距离操纵期间轮胎-车辆系统如何响应。
停止距离测试
在某些实施例中，可以收集或创建关于轮胎-车辆系统的停止距离的数据。在某些实施例中，可以进行轮胎-车辆系统停止距离测试以提供关于系统停止性能的数据。在某些实施例中，可以进行轮胎-车辆系统干式停止距离测试以提供关于系统干式停止性能的数据。在某些实施例中，可以在提供地面或其它车辆测试表面的轨道上进行轮胎-车辆系统停止距离测试。可以用启动的防抱死制动系统(“ABS”)进行轮胎-车辆系统停止距离测试以提供关于ABS的性能的数据。
在某些实施例中，测试车辆可以配备有传感器以捕捉停止操纵期间轮胎-车辆系统的行为。在某些实施例中，停止操纵包括与关于或足以计算下列参数的数据收集同时或在其之前的制动操作:停止距离、车轮位置、滑移率、在纵向或其它方向上的制动力、在纵向或其它方向上的位移、在纵向或其它方向上的速度、在纵向或其它方向上的加速度、相对于滑移率在纵向上的制动力或它们的一些组合。在某些实施例中，停止操纵包括制动操作和转向操作。停止操纵和关联数据收集可以被称为停止距离测试。停止距离测试可以包括将车辆从初始速度制动到最终速度。在某些实施例中最终速度可以为某个非零速度或零。停止距离测试可以包括沿着弯曲或笔直路径转向车辆。停止距离测试可以包括ABS的启动。在图2中显示了停止距离测试标准的非限定示例性图形。
在某些轮胎和车辆系统中，包括停止距离的停止距离测试的结果可能受到充气压力影响使得可以在充气压力中的一个处发现停止距离优势。在某些实施例中，停止距离优势可以是更短的停止距离、更高效的停止操作或另外优势。
在某些实施例中，可以在测试表面上执行停止距离测试。在某些实施例中，测试表面可以包括轨道、道路或其它表面。在某些实施例中，测试表面可以包括干表面、湿表面、覆雪表面或结冰表面。测试表面可以包括混凝土、浙青、砖、砾石、沙、尘土、雪、水、冰、泥、油或它们的一些组合。
在某些实施例中，第一组停止距离测试可以包括对具有第一车辆和第一轮胎的第一轮胎-车辆系统执行的第一停止距离测试和对第一轮胎-车辆系统执行的第二停止距离测试。在某些实施例中，第一组停止距离测试可以包括对具有第一车辆和第一轮胎的第一轮胎-车辆系统执行的第一停止距离测试和对具有第一车辆和第二轮胎的第二轮胎-车辆系统执行的第二停止距离测试。可以在多个轮胎充气压力下测试轮胎-车辆系统。在某些实施例中，第一组停止距离测试可以包括对使用第二轮胎并且可选地使用一个或多个后续轮胎的第一车辆执行的附加停止距离测试。
在某些实施例中，测试可以包括类似于第一组停止距离测试的第二组停止距离测试。在某些实施例中第二组停止距离测试可以包括对使用第一轮胎的第二车辆、对使用第二轮胎的第二车辆执行的测试，以及可选地，对使用一个或多个后续轮胎的第二车辆执行的测试。
在某些实施例中，测试可以包括类似于第一组停止距离测试或类似于另一组停止距离测试的一个或多个附加组的停止距离测试。在某些实施例中一个或多个附加组的停止距离测试可以包括对使用第一轮胎的一个或多个附加车辆、对使用第二轮胎的一个或多个附加车辆执行的测试，以及可选地，对使用一个或多个后续轮胎的一个或多个附加车辆执行的测试。
在某些实施例中，可以在多个充气压力下对多个车辆进行轮胎-车辆系统的停止距离测试，每个车辆具有多个轮胎。
在某些实施例中，可以对与充气到第一充气压力的第一轮胎接合的第一车辆并且对与充气到第二充气压力的第一轮胎接合的第一车辆进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。在某些实施例中，可以对与充气到第一充气压力的第一轮胎接合的第一车辆并且对与充气到第二充气压力的第一轮胎接合的第一车辆进行轮胎-车辆系统的停止距离测试，并且可选地，可以对与第一轮胎接合的第一车辆进行一个或多个附加停止距离测试，其中用充气到另一充气压力的第一轮胎进行每个测试。在某些实施例中，可以用小于322kph(200mph)的初始速度进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。在某些实施例中，可以用IOOkph (62mph)的初始速度进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。在某些实施例中，可以用小于初始速度的最终速度进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。在某些实施例中，可以用Ikph (0.62mph)或Okph (Omph)的最终速度进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。停止距离测试中的“停止距离”是从初始速度减慢到最终速度期间行进的距离。如上所述，停止距离测试中的“停止距离”不必是从初始速度减慢到Okph (Omph)期间行进的距离，原因是最终速度不必是Okph(Omph)。在某些实施例中，可以对多个车辆、对多个轮胎、在多个充气压力下、以多个初始速度和/或多个最终速度进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。
在某些实施例中，测试车辆或测试轮胎或轮胎安装在其上的车轮或轮胎将安装在其上的车轮可以配备有一个或多个传感器。在某些实施例中，测试轨道或测试道路或其地段可以配备有一个或多个传感器。传感器可以适合于捕捉关于轮胎或车辆或轮胎-车辆系统的行为的数据。传感器可以是能够收集关于或足以计算下列参数的数据的感测系统的一部分:停止距离、车轮位置、滑移率、在纵向或其它方向上的制动力、在纵向或其它方向上的位移、在纵向或其它方向上的速度、在纵向或其它方向上的加速度、相对于滑移率在纵向上的制动力或它们的一些组合。感测系统可以包括传感器、数据存储装置、数据处理装置、数模转换器、模数转换器、通信装置或它们的组合。
在某些实施例中，对于轮胎-车辆系统的停止距离测试，车辆可以配备有适合于采集诸如下列参数的数据或采集足以允许下列参数的计算的数据的车轮编码器和速度传感器，所述参数例如是、但不限于干式停止距离、车辆位置、车辆速度、车辆加速度、车轮角位置、车轮角速度、车轮角加速度或它们的组合。
在某些实施例中，可以在进行从其或在此期间采集数据的停止操纵之前用轮胎-车辆系统进行停止操纵。在某些实施例中，在进行从其或在此期间采集数据的停止操纵之前用轮胎-车辆系统进行的停止操纵是调节操纵并且可以有用于调节或磨合轮胎或轮胎-车辆系统。
轮胎牵引测试
许多现代车辆包括防抱死制动系统(ABS)控制器。在停止距离性能测试中防抱死制动系统控制器可以与轮胎mu滑移响应相互作用。
在某些实施例中，除了停止距离测试以外，测试可以包括在相同或很相似充气压力下在停止距离测试中测试的轮胎或与在停止距离测试中测试的轮胎规格相同的轮胎的牵引测试。在某些实施例中，充气压力精确地在大约Ipsi内。在某些实施例中，牵引测试产生关于Fx、mu、滑移率、Fx滑移或mu滑移的数据。mu是在纵向上的力Fx除以在法向上的力Fz使得mu为Fx/Fz。滑移率是车轮的表面速度之间的差异相比于轴线和路面之间的速度的百分比；滑移率=(ωΓ-ν)/ν，其中ω是车轮的转速，r是车轮半径并且V是车辆速度。mu滑移数据相对于滑移率的mu或相对于mu的滑移率。mu滑移曲线是多个mu滑移数据点的图形。在图1中显示了非限定性一般图形，该图形显示在两个不同充气压力下测试的轮胎-车辆系统的绘制mu滑移数据的曲线(mu滑移曲线)。了解轮胎-车辆系统的mu滑移特性的性质可以能够对其进行工程变化以影响制动性能。因此，采集轮胎的mu滑移数据受到关注。可以用室内或室外轮胎牵弓丨测试采集mu滑移数据。在某些实施例中，轮胎牵引测试通过牵引测试轮胎和多个充气压力产生每个轮胎的多个mu滑移曲线，每个这样的mu滑移曲线对应于一个充气压力。
非限制地，在某些实施例中，可以在平带轮胎测试机(“FlatTrac”)、例如但不限于MTS Flat-Trae 轮胎测试系统(在Caispan tirf的平带轮胎测试机)或类似机器上执行室内轮胎牵引测试。在一些情况下，必须适当地调节FlatTrac机器以提供良好限定的mu滑移曲线。FlatTrac可以在大致平坦的道路模拟表面上以在机器限度内的期望道路速度、法向力、制动载荷、滑移角、滑移率、充气压力和外倾角测试轮胎。
数据处理
从轮胎-车辆系统的停止距离测试获得的数据可以比较或通知牵引测试和从轮胎的牵引测试获得的数 据。在一些实施例中，从轮胎-车辆系统的停止距离测试获得的数据可以与从轮胎的牵引测试获得的数据比较或对比。
在某些实施例中，可以对与充气到第一充气压力的第一轮胎接合的第一车辆并且对与充气到第二充气压力的第一轮胎接合的第一车辆进行轮胎-车辆系统的停止距离测试。在某些实施例中，在第一压力下对第一轮胎或对与第一轮胎规格相同的轮胎执行牵引测试并且收集关于第一压力下的轮胎性能的数据。在某些实施例中，在第二压力下对第一轮胎或对与第一轮胎规格相同的轮胎执行牵引测试并且收集关于第二压力下的轮胎性能的数据。在某些实施例中，关于轮胎性能的数据可以包括关于Fx、mu、滑移率、Fx滑移或mu滑移的数据。
在某些实施例中，对作为受到停止距离测试的轮胎-车辆系统的一部分测试的每个轮胎执行牵引测试。在某些实施例中，对作为受到停止距离测试的轮胎-车辆系统的一部分测试的每个轮胎执行牵引测试，并且在作为受到停止距离测试的轮胎-车辆系统的一部分测试轮胎的每个压力下测试每个轮胎。在某些实施例中，在作为受到停止距离测试的轮胎-车辆系统的一部分测试轮胎的充气压力下，对作为受到停止距离测试的轮胎-车辆系统的一部分测试的轮胎执行牵引测试，并且在该充气压力下生成该轮胎的mu滑移数据。
例子I
作为例子并且非限制地，在一个实施例中，执行包括停止操纵和轮胎牵引测试的测试。
非限制地，对轮胎-车辆系统执行干式停止距离测试。在图2中显示总结干式停止距离测试标准的图形。例子I中的停止距离测试包括对两个车辆(车辆I和车辆2)的每一个；对五个轮胎规格(用代码表不为规格A、规格B、规格C、规格D和规格E)的每一个；在三个充气压力(20ps1、30.5psi和40psi)的每一个下；以六个测试运转的每一个进行测试。对于每个测试运转，轮胎-车辆系统执行从60mph的开始车辆速度到达Omph的最终车辆速度的制动操纵。
非限制地，执行停止距离测试的每个轮胎-车辆系统配备有传感器，所述传感器包括速度传感器、车轮编码器、制动压力换能器、加速度计、制动踏板力换能器和制动片热电偶。
非限制地，使用MTS Flat-Trac 轮胎测试系统执行获得mu滑移数据的轮胎牵引测试。对一组轮胎执行测试，所述一组轮胎包括进行上述干式停止距离测试的五个轮胎规格中的三个(对应于代码规格A、规格B和规格E)的每一个的两个轮胎，总共有六个轮胎。在三个充气压力(20ps1、30.5psi和40psi)的每一个下；在9441bf的竖直载荷下；并且以40mph的带速度执行六个轮胎的每一个的测试，总共有9个不同的测试条件，如图3中总结。
在图4-6中图形地显示在如图3中总结的9个不同的测试条件下的牵引测试的结果。图4-6的每一个是mu滑移图形。图4显不在20ps1、30.5psi和40psi的每一个下测试两个规格E轮胎的结果。图5显示在20ps1、30.5psi和40psi的每一个下测试两个规格A轮胎的结果。图6显示在20ps1、30.5psi和40psi的每一个下测试两个规格B轮胎的结果O
尽管上面已结合某些实施例描述了诊断性轮胎测试方法，但是应当理解可以使用其它实施例或者可以对所述实施例进行修改和增加以用于执行诊断性轮胎测试方法的相同功能而不脱离本发明。此外，诊断性轮胎测试方法可以包括被公开、但未很详细描述的实施例。此外，所公开的所有实施例不一定是替代方案，原因是各实施例可以组合以提供期望特性。本领域的普通技术人员可以进行变化而不脱离诊断性轮胎测试方法的精神和范围。所以，诊断性轮胎测试方法不应当被限制到任何单一实施例，而是以根据附带权利要求的叙述的广度和范围进行解释。
权利要求
1.一种用于测试轮胎的方法，其包括: 在第一充气压力下对包括第一车辆和第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统执行第一停止距离测试； 收集关于所述第一停止距离测试的数据； 在第二充气压力下对包括第一车辆和第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统执行第二停止距离测试； 收集关于所述第二停止距离测试的数据； 在所述第一充气压力或所述第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第一牵引测试；以及 收集关于所述第一牵弓I测试的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中收集关于所述第一停止距离测试的数据包括收集足以计算停止距离的数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中收集关于所述第二停止距离测试的数据包括收集足以计算停止距离的数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中收集关于所述第一牵引测试的数据包括收集足以计算mu滑移数据的数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其中收集关于所述第一牵引测试的数据包括收集足以绘制mu滑移曲线的曲线。
6.根据权利要求5所述的方法，其中收集关于所述第一停止距离测试的数据和收集关于所述第二停止测试的数据包括收集包含或足以计算下列参数的数据:车轮角位置、车轮角速度、车轮角加速度、时间、滑移率、在纵向上的制动力、在除了纵向以外的方向上的制动力、在纵向上的位移、在除了纵向以外的方向上的位移、在纵向上的速度、在除了纵向以外的方向上的速度、在纵向上的加速度、在除了纵向以外的方向上的加速度或它们的一些组口 ο
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括在表面上执行所述第一停止距离测试，所述表面包括混凝土、浙青、砖、砾石、沙、尘土、雪、水、冰、泥、油或它们的一些组合。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括在与执行所述第一停止距离测试的表面大致相同的表面上执行所述第二停止距离测试。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包括在干表面上执行所述第一停止距离测试。
10.根据权利要求9所述的方法，其还包括在FlatTrac上执行所述第一牵引测试。
11.一种用于测试轮胎的方法，其包括: 生成关于包括第一车辆和充气到第一充气压力的第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统的停止距离数据； 生成关于包括第一车辆和充气到第二充气压力的第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统的停止距离数据； 在所述第一充气压力或所述第二充气压力下生成关于第一规格的轮胎的mu滑移数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其包括在所述第一充气压力和所述第二充气压力下从关于第一规格的轮胎的mu滑移数据生成mu滑移曲线。
13.根据权利要求12所述的方法，其中生成关于包括第一车辆和充气到第一充气压力的第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统的停止距离数据包括: 在第一压力下对包括第一车辆和第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统执行第一停止距离测试；以及 收集关于所述第一停止距离测试的数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其中生成关于包括第一车辆和充气到第二充气压力的第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统的停止距离数据包括: 在第二压力下对包括第一车辆和第一规格的轮胎的第一轮胎-车辆系统执行第二停止距离测试；以及 收集关于所述第二停止距离测试的数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述收集关于所述第一停止距离测试的数据和所述收集关于所述第二停止测试的数据包括收集包含或足以计算下列参数的数据:停止距离、车轮角位置、车轮角速度、车轮角加速度、时间、滑移率、在纵向上的制动力、在除了纵向以外的方向上的制动力、在纵向上的位移、在除了纵向以外的方向上的位移、在纵向上的速度、在除了纵向以外的方向上的速度、在纵向上的加速度、在除了纵向以外的方向上的加速度或它们的一些组合。
16.根据权利要求15所述的方法，其中使用能够收集关于或足以计算下列参数的数据的感测系统执行所述收集关于所述第一停止距离测试的数据和收集关于所述第二停止测试的数据:停止距离、车轮角位置、车轮角速度、车轮角加速度、时间、滑移率、在纵向上的制动力、在除了纵向以外的方向上的制动力、在纵向上的位移、在除了纵向以外的方向上的位移、在纵向上的速度、在除了纵向以外的方向上的速度、在纵向上的加速度、在除了纵向以外的方向上的加速度或它们的一些组合。
17.根据权利要求16所述的方法，其还包括在表面上执行所述第一停止距离测试，所述表面包括混凝土、浙青、砖、砾石、沙、尘土、雪、水、冰、泥、油或它们的一些组合。
18.根据权利要求17所述的方法，其还包括在与执行所述第一停止距离测试的表面大致相同的表面上执行所述第二停止距离测试。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述第一充气压力或所述第二充气压力下生成关于第一规格的轮 胎的mu滑移数据包括: 在所述第一充气压力或所述第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第一牵引测试；以及 收集关于所述第一牵弓I测试的数据。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述在所述第一充气压力或所述第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第一牵引测试包括在FlatTrac上执行所述第一牵引测试。
全文摘要
提供一种用于测试轮胎的方法。该方法可以包括在第一充气压力下对第一规格的轮胎执行第一停止距离测试并且收集关于第一停止距离测试的数据。该方法还可以包括在第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第二停止距离测试并且收集关于第二停止距离测试的数据。该方法还可以包括在第一充气压力或第二充气压力下对第一规格的轮胎执行第一牵引测试并且收集关于第一牵引测试的数据。
文档编号B60C19/00GK103221799SQ201180056171
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月22日 优先权日2010年11月23日
发明者J·R·基德尼, J·L·特纳 申请人:普利司通美国轮胎运营有限责任公司