通过载荷模拟确定加载车轮的性能的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于无接触地确定加载轮胎或车轮的性能的方法，包括如下步骤：确定轮胎或车轮的至少一部分的轮廓；根据确定的轮廓、由虚拟加载元件造成的确定轮廓的位移和与轮胎或车轮相关或与轮胎一部分相关的至少一个参数，通过贴靠轮胎的虚拟加载元件针对车轮的至少一个转动位置来模拟轮胎或车轮的加载；以及使用模拟结果确定加载车轮的性能。
【专利说明】通过载荷模拟确定加载车轮的性能
【技术领域】
[0001]本发明涉及确定加载轮胎或车轮、特别是机动车辆气动轮胎或车轮的性能的方法，车轮或车轮组件包括轮缘和安装到轮缘的轮胎。此上下文中的性能涉及作用在加载车轮上的径向或侧向力、由载荷造成的轮胎或车轮的变形、加载车轮的径向或侧向跳动或由施加到轮胎或车轮上的载荷造成的任何其他性能或效果。另外，本发明涉及用于执行这种方法的系统或设施。具体地，本发明涉及用于通过模拟加载来确定载荷下的车轮的所述性能的改进方法和设施。
【背景技术】
[0002]即使在机动车辆气动车轮被平衡时，轮胎构造中的不均匀性以及车轮轮缘的跳动可在车轮在载荷下滚动时(所谓的正常操作状况)造成显著的振动力。在没有载荷状况下适当平衡的车轮/轮胎组件在安装在车辆上时也适当平衡并受到由车辆重量造成的显著载荷的假设不一定是有效的。
[0003]加载车轮的性能的不均匀性会由例如轮胎和/或轮缘的径向或侧向跳动以及轮胎构造的不均匀性造成的轮胎刚性变化(例如外胎或轮胎壁厚(轮胎结构)中的变化)造成。这种不均匀性造成加载车轮的滚动直径沿着周向变化，即车轮旋转时的内侧。这造成车轮轴线的竖直运动，以及作用在驱动车辆的车轮悬挂装置上的竖直振动力。
[0004]希望确定加载车轮的所述不均匀性(例如力变化和/或跳动)。那么确定的不均匀性可以在车轮平衡器或轮胎更换器的操作过程中使用以修正平衡配重的大小或位置，或者识别例如轮缘/轮胎组件的角度重新安装位置。因此，加载车轮的所述不均匀性的缺陷可以减小或甚至消除。
[0005]用于确定例如滚动加载轮胎的径向力变化或径向跳动的不均匀性的车轮平衡器从US专利6397675中已知。采用这种车轮平衡器，加载辊设置成在车轮的转动过程中将显著的径向力施加到轮缘/轮胎组件(车轮)。观察加载辊在车轮的转动过程中的运动，以测量加载车轮的径向跳动。另外，滚动的加载车轮的振动力通过车轮平衡器的振动传感器测量。
[0006]提供加载辊来测量真实状况下的加载滚动车轮需要相应测量设施的大型构造，因为强力通常通过加载辊施加到车轮。这造成沉重和庞大的设施，并增加成本。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种用于在不需要施加强力到车轮的情况下确定载荷下的车轮的性能的改进方法和系统。
[0008]根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求23所述的系统来解决。从属权利要求指的是本发明的进一步发展。
[0009]在第一方面，本发明提供一种用于确定加载轮胎或包括轮缘和安装到轮缘的轮胎的车轮的性能的方法，该方法包括如下步骤:确定轮胎或车轮的至少一部分的轮廓，根据确定的轮廓、由虚拟加载元件造成的确定轮廓的位移和与轮胎或车轮相关或与轮胎一部分相关的至少一个参数，通过贴靠轮胎的至少一个虚拟加载元件针对轮胎或车轮的至少一个转动位置模拟轮胎或车轮的加载；以及使用模拟结果确定加载的轮胎或车轮的性能。
[0010]轮胎结构的不均匀性通常造成或伴随有未加载状况和加载状况下的轮胎的形状的不均匀性。换言之，载荷下的轮胎或车轮的性能取决于其结构，继而可以至少部分从其形状或从其形状的不均匀性导出。轮廓可通过扫描装置确定，其扫描轮胎或车轮的表面，例如提供有关扫描表面的三维数据的光学扫描装置。
[0011]载荷模拟可基于轮胎的任何部分的轮廓。用于模拟的轮廓的例子可以是(但不局限于)轮胎的与胎面表面相对的内轮廓或侧壁的内轮廓和胎圈区域，以及包括轮胎胎面表面的至少一部分和/或轮胎侧壁的外轮廓，或者可以使用对应于车轮的直径的轮廓。考虑轮胎的侧壁可以改善模拟精度，因为侧壁的轮廓允许总结例如载荷下的轮胎变形和轮胎刚性。待确定和用于模拟的轮廓的位置、延伸部和形状可以根据所需应用来选择，或者根据待确定的轮胎或车轮的性能的各方面来选择。
[0012]在本发明的进一步发展中，轮胎的各部分的内轮廓和外轮廓可被确定，使得相应轮胎部分的壁厚可以得到确定。具有有关轮胎部分的壁厚的数据可以考虑局部轮胎壁刚性和轮胎变形预测来进行非常准确的模拟。这可以基于例如有限元计算。
[0013]在本发明的第一方面的另一独立进一步发展中，通过相应转动位置处加载轮胎或车轮造成的整个轮胎的变形可以被模拟以实现更准确的结果。为此，可以使用轮胎的环形模型，其在轮胎【技术领域】中是已知的。此环形模型描述载荷下的整个轮胎的变形，并允许与轮胎部分的确定轮廓或壁厚相结合，以计算由模拟载荷状况和作用在相应轮胎部分上的相应力造成的轮胎部分的位移。
[0014]在轮胎或车轮的至少一部分的轮廓的确定过程中，轮胎或车轮优选处于未加载状态。但是，也可以确定车轮的加载状态下的轮廓，其中车轮通过物理加载辊或加载板加载，或者在车轮在载荷下贴靠在道路表面上的同时(例如在安装在车辆上时)。在这种情况下，轮胎或车轮的未加载部分可被扫描以确定轮廓，未加载部分与物理加载兀件或道路表面相对定位，或者相对于车轮定位在任何转动角度位置。但是，也可以确定轮胎的加载部分的轮廓，即通过物理加载元件或道路表面变形和位移的部分(例如通过透明加载元件光学扫描轮胎表面，或者通过扫描加载元件附近的轮胎部分并根据轮胎和加载元件之间的接触区域的地区内的加载元件的已知表面形状假设轮胎的变形)。
[0015]在本发明的独立的进一步发展中，可以首先确定未加载状态下的轮廓，并接着用已知载荷加载车轮，同时再次确定轮廓。由此，车轮优选地不转动。这允许测试设备的简单机械结构，并避免轮胎和测试设备的物理磨损。以此方式，一些轮胎参数可事先确定或估计，例如弹簧刚度、填充压力、变形因素或可以用于根据本发明方法的以下载荷模拟的其他参数。这可以相对于改变的状况(例如轮胎类型、填充压力等)调整或校正本发明的设施和方法。
[0016]在通过虚拟加载元件模拟轮胎或车轮的加载时，虚拟加载元件优选地贴靠轮胎的胎面。但是，代替或除了使虚拟加载元件贴靠胎面部分之外，也可以使虚拟加载元件贴靠轮胎的例如侧壁的任何其他部分，以实现有关载荷下的轮胎的性能的更多信息，或通过附加信息增加模拟结果的准确性。另外，还可以同时使用一个以上的加载元件，以模拟任何加载状况。
[0017]在本发明的另一独立的进一步发展中，单独轮胎(没有安装到轮缘)可以被扫描以确定包括胎面的内表面和/或外表面、轮胎的侧壁和胎面的轮胎的至少一个部分的轮廓。以此方式，可以通过至少两个虚拟加载元件独立于物理轮缘模拟车轮的加载。在这种情况下，一个虚拟加载元件可代表轮缘，并将贴靠轮胎胎圈，而另一虚拟加载元件可代表加载辊或道路表面，并将贴靠例如外胎面表面。采用这种方法，具有不同特性(例如轮缘的弹簧刚度、轮缘宽度和轮缘边缘的形状等)的虚拟轮缘可用于确定轮胎的性能。
[0018]优选地，轮胎或车轮在围绕其周边的多个转动位置处扫描，以实现轮胎或车轮的整个轮廓。这可以确定沿着其周边的轮胎性能的变化。但是，也可以扫描轮胎或车轮的唯一一个转动位置的轮廓，以获得有关轮胎或车轮的性能的有帮助信息。在这种情况下，可假设确定的轮廓沿着轮胎或车轮的周边是恒定的。为了改善本发明的简化方法，单个转动位置的待确定的轮廓可以选择成与最大径向跳动或其他选择参数的相对应。
[0019]与轮胎或车轮或轮胎一部分相关的至少一个参数包括与轮缘相关的弹簧刚度、轮胎的填充压力、与轮胎相关的弹簧刚度、与轮胎一部分相关的弹簧刚度、通过虚拟加载元件造成的确定轮廓的位移、轮胎的相应部分的壁厚、和通过虚拟加载元件造成的确定轮廓的变形中的至少一个。
[0020]通过本发明的方法确定的轮胎或车轮的性能包括在轮胎和虚拟加载元件之间施加的力、在轮胎和轮缘之间施加的力、通过轮缘或车轮施加在车轮的转动轴线的力、轮胎或车轮或轮胎的一部分的变形或位移、轮缘的变形、所述力或变形或位移之一相对于与轮胎或车轮的多个转动位置相关的多个载荷模拟的变化中的至少一种。该力或变形或位移可在径向、侧向和周向的至少一个上相对于轮胎或车轮确定。另外，性能可包括所述力或变形或位移的所述变化中的至少一个的平均、峰对峰值、第一谐函数和较高谐函数中的至少一种。
[0021]在本发明的第一方面的另一独立的进一步发展中，针对轮胎或车轮的相应转动位置的模拟加载的步骤包括模拟多个不同载荷状况，其中不同载荷状况优选地包括不同或变化的载荷大小和/或与轮胎或车轮或轮胎的一部分相关的至少一个参数的不同或变化的数值。另外，模拟的步骤可进一步包括根据不同载荷状况的多种模拟优选地通过平均来确定针对轮胎或车轮的每个相应转动位置的模拟结果。
[0022]在以下的描述文字中，轮胎或车轮的不均匀性作为轮胎或车轮的性能的例子理解。因此，如果在技术文章中不局限于特殊的不均匀性(例如几何结构的径向或侧向跳动或径向力)，术语不均匀性必须以由加载轮胎造成的轮胎或车轮性能的广泛含义解释。
[0023]在第一方面的进一步发展中，该方法包括如下步骤:确定未加载车轮的至少一部分的外轮廓，该部分至少包括轮胎的胎面；根据确定的外轮廓、通过虚拟加载元件造成的确定外轮廓的位移以及与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度，通过贴靠轮胎胎面的虚拟加载元件针对车轮的多个转动位置来模拟车轮加载，以及使用模拟结果确定加载车轮的不均匀性。
[0024]换言之，在第一步骤中，车轮的外轮廓被扫描，并获得车轮的轮廓数据。轮廓数据可包括两维表示的车轮的外轮廓或车轮的被扫描部分的多个径向横截面，其中每个径向横截面与车轮的某个转动位置相关。在下个步骤，轮廓数据的一个径向横截面被考虑，并且通过平行于车轮轴线的线代表的虚拟加载元件在相对于车轮轴线的径向上虚拟运动，由此使夕卜轮廓(特别是其胎面部分)的径向横截面位移和变形。由于轮胎充气压力和轮胎材料刚性，轮胎对于外轮廓的这种变形和位移提供抗力，通过推进虚拟加载元件造成的外轮廓的径向横截面的每个单独(无穷小)部分的虚拟位移可以通过具有某个预定弹簧刚度的小虚拟弹簧的位移(压缩)来代表。使外轮廓的单独部分位移到通过虚拟加载元件实现的程度所需的力可通过预定弹簧刚度和胡克定律从相对于未加载位置的位移距离导出。将沿着外轮廓的径向横截面的单独轮廓部分的单独(无穷小)的力积分导致运动和保持所考虑位置上的虚拟加载元件所需的总力。因此，获得与相对于车轮轴线具有一定距离的某个加载元件位置相关的总加载力。替代地，还可以在相对于车轮轴线的方向上逐渐推进虚拟加载元件，直到实现一定的总加载力。因此，获得与一定总加载力相关的加载元件位置。这针对车轮的每个转动位置进行重复，以获得与针对车轮的转动位置确定的外轮廓的径向横截面相关的相应的总加载力，或替代地相应的加载元件位置。由于实际上车轮不是完美对称并不是完美圆形，与车轮的不同转动位置相关的外轮廓的径向横截面可以是不同的。这分别造成总加载力或加载元件位置的不同数值。因此，例如在载荷下滚动的车轮的变化的径向力(加载力)或变化的滚动半径可从根据以上描述的模拟分别确定的多个加载力或加载元件位置确定。
[0025]通过用虚拟加载元件模拟加载车轮，不需要提供真正加载辊，使得测量设施可不太庞大和沉重，并且这种设施的成本可以降低。这特别在已经包括能够扫描待处理的车轮的外轮廓的扫描装置的车辆维护机器的情况下中有效。
[0026]在本发明的进一步发展中，模拟步骤包括通过虚拟加载元件施加的预定力模拟加载车轮，而确定不均匀性的步骤包括确定加载车轮的径向跳动。这对应于真实操作状况，其中车轮被加载驱动车辆的一定重量。因此，例如在悬挂系统的缓冲效果没有显著减缓这种运动时，可以估计低速驱动过程中车辆轴的竖直运动。
[0027]根据本发明的另一方面，模拟步骤可包括针对通过虚拟加载元件造成的车轮的相应转动位置改变和设置确定的外轮廓的位移，使得从位移和预定弹簧刚度计算的加载力对于车轮的所有转动位置都恒定，而确定不均匀性的步骤包括确定胎面位移变化、虚拟加载元件相对于车轮的转动轴线沿着车轮的周向变化的变化距离中的至少一种。
[0028]在本发明的另一独立的发展中，模拟步骤包括模拟加载车轮，同时在虚拟加载元件和车轮的转动轴线之间提供预定距离，并且确定不均匀性的步骤包括确定加载车轮的径向力变化。这对应于真实操作状况，其中加载车轮在车轮轴线和道路表面之间的距离大致恒定的情况下滚动。因此，例如，在悬挂系统的缓冲效果显著减缓车轮轴线的竖直运动时，可以估计高速驱动的过程中作用在悬挂系统上的竖直振动力。
[0029]根据本发明的另一独立方面，模拟步骤可包括保持虚拟加载元件和车轮轴线之间的距离恒定，并从预定弹簧刚度和通过虚拟加载元件造成的确定外轮廓的位移针对车轮的所有转动位置计算相应的加载力，而确定不均匀性的步骤包括从沿着车轮的周向变化的所述加载力确定加载车轮的径向力的变化。
[0030]在本发明的另一独立发展中，确定不均匀性的步骤还包括确定加载车轮的侧向力变化或侧向跳动中的至少一个。因此，可以评估影响车辆的驱动稳定性且特别是方向稳定性的侧向力。
[0031]在本发明的单独的另一发展中，所述至少一个参数可以根据轮胎类型、轮胎尺寸、轮胎充气压力和轮缘类型、虚拟加载元件的位移、通过加载元件造成的确定轮廓的位移或变形、车辆种类、车辆重量、车辆重量在车辆轴上的重新分配、车辆的悬挂几何结构和车辆的准确模型数据中的至少一种来修正。所有参数对于轮胎硬度和弹簧刚度的局部强度具有或多或少的影响，从而考虑它们可进一步增加模拟的准确性。这些参数可被自动测量或确定，或者可以例如通过操作者输入，或者可以从数据库导出。
[0032]根据本发明的另一方面，其独立于之前方面，确定车轮的外轮廓的步骤可包括确定轮缘的径向跳动和/或侧向跳动，其中模拟步骤包括考虑轮缘的确定的径向跳动或侧向跳动。轮缘的径向或侧向跳动的知晓是有利的，以便将轮缘和轮胎分别对于车轮的确定外轮廓和加载车轮的确定不均匀性的影响分离。因此，加载模拟可增加精度，并且另外，为了减小或消除轮缘/轮胎组件的径向或侧向跳动，可以例如确定轮缘/轮胎组件的角度重新安装位置。
[0033]另外，与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度可以是无穷小弹簧刚度，假设其在胎面表面上都是恒定的，或者可替代地根据相关胎面部分的轴向位置改变。弹簧刚度的这种变化可以通过相应的加权函数来实现。因此，例如，可以考虑到胎面的轴向上的边缘部分对于轮胎刚性和弹簧刚度的较强影响以增加加载模拟的准确性。胎面轴向上的边缘部分通常更加刚性，即具有较高的弹簧刚度，因为胎面的边缘部分位移时变形的轮胎侧壁的影响。
[0034]另外并且独立于以上方面，与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度可以是无穷小弹簧刚度，其根据相关胎面部分的径向位置变化。同样弹簧刚度的这种变化可通过相应的加权函数来实现。因此，可以考虑到例如由轮胎结构的不均匀性造成轮胎轮廓偏离完美的圆形周边，以增加加载模拟的精度。假设轮胎结构的这种不均匀性不仅造成轮胎轮廓变化，而且造成轮胎硬度变化。因此，在未加载胎面部分的径向位置及其相关弹簧刚度之间存在关系。
[0035]另外并独立于以上方面，预定弹簧刚度可以是根据通过加载造成轮胎胎面的位移变化的非线性无穷小弹簧刚度。这有利地考虑到开始时的胎面部分的位移(即小位移)主要通过轮胎材料的局部几何变形影响，而例如轮胎充气压力和轮胎侧壁变形的其他因素随着胎面的较大位移得到不同强度的影响。以此方式，加载模拟的精度可以增加。
[0036]根据本发明的进一步方面，模拟步骤可使用车轮的单个径向横截面的确定外轮廓。以此方式，在车轮的相应转动位置处加载车轮的计算和模拟相对简单，并可为多种服务应用提供具有足够精度的结果，例如提供简单的好/坏评价的轮胎诊断。为此，可以优选地进行用于所需参数的适当假设，特别是胎面部分的相关弹簧刚度的大小及其根据轴向位置和/或径向位置的变化及其根据由于载荷造成的胎面位移的非线性。
[0037]在本发明的进一步发展中，其独立于其他方面，模拟步骤可使用车轮的多个相邻径向横截面的确定外轮廓来模拟虚拟加载元件和轮胎胎面之间的接触区域。以此方式，更准确的加载模拟可以根据由于载荷造成的更加真实的轮胎变形来实现。另外，可以通过具有不同形状的虚拟加载元件模拟车轮的加载，并考虑不同胎面部分的变化位移和/或轮胎胎面和虚拟加载元件的表面之间的接触区域内的变化接触压力。例如，可以模拟具有不同直径的加载辊，以及代表道路表面的平加载元件。特别是，通过平加载元件模拟车轮的加载是有利的，因为这更接近车轮在道路表面上运行的真正操作状况。
[0038]模拟的接触区域可以是在轮胎和具有一定半径的虚拟加载辊之间或者在轮胎和在两个支承辊之间具有一定下垂半径的虚拟加载带之间或者在轮胎和例如道路表面的平面表面之间的接触区域。另外，轮胎和相应成形的虚拟加载元件的接触区域可以通过将相应加权函数施加到轮胎或车轮的相应相邻径向横截面的模拟中来模拟。同样考虑虚拟加载元件的形状的其他方法是可行的，例如独立于相对于接触区域的中心的相应轮胎部分的转动位置调整用于模拟的局部参数。
[0039]在本发明的进一步方面，未加载车轮的平均外轮廓可从代表完美圆形车轮的扫描轮廓数据计算。从此平均外轮廓，可以确定扫描外轮廓的偏差，并可以例如修正与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度。另外，例如加载车轮的径向或侧向跳动或径向或侧向力变化的不均匀性可以根据与计算平均值的偏差的第一谐函数确定。还可以根据由加载模拟造成的峰对峰值确定所述不均匀性。
[0040]在本发明的另一独立的进一步发展中，通过虚拟加载元件对轮胎或车轮的加载独立于车辆参数调整，车辆参数例如是总体车辆重量、车辆重量在每个车辆轴上的重新分配、车辆种类、悬挂几何结构。为此，虚拟加载元件的位移可以调整，或者例如通过虚拟加载元件施加的力可以调整。也可以独立于车辆参数调整虚拟加载元件的形状。
[0041]在本发明的另一独立的进一步发展中，模拟接触区域是在轮胎和具有一定半径的虚拟加载辊之间或者在轮胎以及具有一定下垂半径的虚拟加载带之间或者在轮胎和例如道路表面的平面表面之间的接触区域。另外，轮胎和相应成形的虚拟加载元件的接触区域可以通过将相应加权函数施加到轮胎或车轮的相应相邻径向横截面的模拟中来模拟。同样，考虑虚拟加载元件的形状的其他方法是可行的，例如独立于相对于接触区域的中心的相应轮胎部分的转动位置调整用于模拟的局部参数。
[0042]根据本发明的另一方面，提供用于确定包括轮缘和安装到轮缘的轮胎的加载车轮的不均匀性的系统。系统包括用于扫描未加载车轮的外轮廓的扫描装置和连接到扫描装置的计算机装置。计算机装置从扫描装置接收代表未加载车轮的外轮廓的数据，并使用用于所需参数(例如轮胎充气压力、轮缘和轮胎尺寸、轮缘和轮胎类型和轮胎胎面的弹簧刚度及其相关变化)的缺省值或测量或输入值来模拟车轮的加载，并如上所述确定加载车轮的例如径向或侧向跳动或径向或侧向力变化的不均匀性。
[0043]该系统是独立系统，或者可以是任何轮胎或车轮测试设备的部分。这种独立系统可以是便携式的，使其可以在任何地方用来评价轮胎质量。例如，它可以用于轮胎制造中以评价制造轮胎的质量。在这种情况下，特别有利的是也可以在轮胎性能的模拟中使用虚拟轮缘。因此，可以只扫描没有轮缘的单独轮胎的轮胎表面(内和/或外轮廓)，并模拟安装到相容轮缘的轮胎的性能，而不物理地安装轮胎到轮缘，并不在载荷下物理地转动车轮组件。因此，可以节省大量时间和成本。
[0044]该系统可以是独立系统，或者甚至可以是可管理或便携式移动式系统，其可以靠近安装到车辆的车轮定位并从地板提升以自由转动车轮。车轮可通过手或通过技术装置转动，使得系统的扫描装置能够扫描车轮的整个周边。替代地，车轮可保持固定，并且可以使扫描装置围绕车轮转动。根据本发明的另一方面，该系统可以是测试道的部分，不需要车辆提升；相反，车辆通过测试道辊(例如辊测试台)转动，并且车轮的整个周边接着被扫描。采用这种构型，辊用来将运动传递到车轮，而车轮轮廓数据的获得以非接触方式通过扫描装置进行。车轮的相应转动位置可以从包括轮胎或轮缘的可识别特征的扫描数据导出，从而可以针对相关转动位置明确地指派扫描表面轮廓。这种系统有利于例如在安装到车辆以便诊断目的的同时快速和便利地检查车轮的不均匀特征，并不需要拆卸车轮和使其安装到例如轮胎更换器或车轮平衡器的维护设施的可转动支承件。
[0045]根据本发明的另一方面，该系统可以机载地安装到车辆上。为此，用于确定轮胎或车轮的轮廓的扫描装置可以在车辆的车轮壳体内布置，并且可以在车辆的操作过程中扫描轮胎或车轮。用于将扫描轮廓部分与车轮的转动角度位置相关的车辆车轮的转动位置信息可以从车辆的其他系统获得，例如驱动系统或制动系统(ABS传感器)。有关通过这种机载系统获得的轮胎的性能的信息可以用来告知驾驶员车轮或轮胎状况，或用于自动调节车辆的悬挂系统以例如改善车辆的驱动特性。
[0046]在本发明的另一独立方面中，这种机载系统可将有关轮胎或车辆性能的获得数据通过有线或无线通信到任何类型的汽车维护设备，使得数据可被评价或用于维护操作和决定。例如，车辆车轮对准系统可使用轮胎或车轮性能数据来改善对准过程。
[0047]根据本发明的另一方面，扫描装置包括能够无接触地感测车轮的外表面并提供车轮的至少一部分的三维外轮廓数据的光学扫描器，该部分至少包括轮胎的胎面。扫描可以通过激光系统或发送光束到车轮表面上的另一光学系统进行。从车轮表面返回的散射或反射的光被接收到光学接收器内，其中车轮表面上光冲击点到光接收器的光源的距离根据本领域已知的方法确定。因此，车轮表面的三维图像或模型可以生成，并以三维轮廓数据形式代表。
[0048]本领域已知的另一可能的扫描技术通过以细线形式发送冲击在车轮表面上的平片光束(片光技术)来提供车轮表面的三维轮廓数据。该线通过例如照相机从倾斜视角观察，并根据车轮的表面轮廓出现变形。车轮表面的准确空间位置和轮廓可以从接收器中接收的光线的位置和变形导出。用于确定未加载车轮的外轮廓的其他技术也是可行的，例如通过接触传感器或其他接触方法的机械扫描，或者诸如超声扫描等无接触方法。用于扫描车轮表面的技术对于本发明不是关键的，只要它提供车轮的具有足够精度的外轮廓数据。
[0049]根据进一步方面，本发明提供车辆维护设施，其包括如上所述用于使用未加载车轮的确定外轮廓和与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度通过用虚拟加载元件对车轮的加载模拟来确定加载车轮的性能或不均匀性的系统。用于例如确定未加载车轮的跳动的其他诊断目的的设施的扫描装置可用来提供实施本发明所需的未加载车轮的外轮廓数据。同样，已经结合在车辆维护设施内的计算机装置可用来通过简单添加附加软件特征来根据本发明进行加载模拟。因此，可以提供用于确定加载车轮的不均匀性的非常便利和成本有效的方法和设施。
[0050]车辆维护设施可以是车轮平衡器、轮胎安装/拆卸设施或用于测试例如车辆制造商的车辆组装线中的预先安装车轮的任何其他类型的车轮准备/测试设施。
[0051]根据本发明的进一步方面，加载车轮的确定性能或不均匀性可在通过车辆维护设施进行维护操作的过程中利用和考虑。因此，在车轮平衡器中，平衡配重的位置和大小可在车轮平衡器操作中根据该确定的性能或不均匀性进行。在轮胎安装装置中，还可以根据加载车轮的确定性能或不均匀性改变轮胎在轮缘上的角度安装位置，以便通过采用例如确定的轮胎不均匀性补偿轮缘跳动来减小或消除径向和/或侧向上的力变化和跳动，且反之亦然。
[0052]在本发明的进一步发展中，可以为操作者显示确定外轮廓、加载模拟结果、确定的不均匀性和轮胎诊断结果中的至少一种。接着操作者可决定如何继续处理车轮。例如，如果使用轮胎的缺省参数和/或唯一一个径向横截面的轮廓进行简单模拟，操作者可决定以改变的参数或较高精度重复模拟。实施本发明的系统或设施还可例如提供轮胎或轮缘是否有缺陷且应该更换的指示，或者轮缘/轮胎组合应该以相对于彼此变化的角度位置重新安装的指示。
[0053]根据本发明的进一步方面，用于使用未加载车轮的确定外轮廓和与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度通过用虚拟加载元件对车轮的加载模拟来确定加载车轮的性能或不均匀性的系统可以集成在能够安装/拆卸和/或平衡轮胎/轮缘组件的全自动车轮维护设施中。
[0054]根据本发明的进一步实施方式，提供一种计算机程序产品，其包括执行计算机可读取指令的计算机可读取介质，该指令在通过计算机执行时使得计算机执行根据本发明的方法。
[0055]根据本发明的进一步独立方面，提供一种包括根据本发明的轮胎或车轮性能确定系统的车辆，其中车辆被构造成使用有关通过机载系统获得的轮胎或车轮的性能的信息来告知驾驶员车轮或轮胎状况，或自动调节车辆的技术系统，优选为车辆的悬挂系统，以改善车辆的驱动特性。
[0056]根据本发明的进一步独立方面，提供一种汽车维护系统，优选为车轮对准系统，其包括数据处理装置，数据处理装置被构造成经由有线或无线通信连接接收来自包括根据本发明的轮胎或车轮性能确定系统的车辆的有关轮胎或车轮性能的数据，并评价或使用该数据以便维护操作，优选地用于改善车轮对准过程。同样例如车轮平衡器的其他汽车维护系统可被构造成接收和使用来自具有本发明的轮胎或车轮性能确定系统的车辆的轮胎或车轮性能数据。
[0057]下面，结合附图描述本发明的方法和系统的进一步优点和实施方式。由此，表述左侧、右侧、下方和上方以附图的方位参照附图，而允许附图标记正常阅读。
【专利附图】
【附图说明】
[0058]图1是不出未加载车轮的径向横截面的确定外轮廓的一部分和在模拟加载下外轮廓将变形到的线L的图示；
[0059]图2是示出用来在车轮的轴向上改变与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度的加权函数的例子的图示；
[0060]图3是示出用来在车轮的轴向上改变与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度的加权函数的另一例子的图示；
[0061]图4是示出用来沿着虚拟载荷辊的周边改变模拟轮胎胎面位移的加权函数的例子的图不;
[0062]图5是示出用来沿着另一虚拟载荷辊的周边改变模拟轮胎胎面位移的另一加权函数的例子的图示；以及
[0063]图6是示出车轮轮缘产生的效果和车轮轮胎产生的效果之间的分离的例子的图
/Jn ο
【具体实施方式】[0064]下面，在以上描述的本发明的多个实施方式中，只有最优选的实施方式相对于附图描述。特别是，本发明的方法和设施可用作独立系统，或与任何汽车商店维护装置结合或组合使用，例如车轮平衡器、轮胎安装/拆卸机器、用于制动测试或测力计的辊测试台、车轮对准系统等。另外，即使在附图示出并在最优选实施方式中的以下说明中描述了轮胎胎面的外轮廓，本发明不局限于从以上描述的其他实施方式中清楚的这些【具体实施方式】。本发明的新颖原理可使用在轮胎的未加载或加载状态下确定的轮胎的多个部分的轮廓并使用贴靠多个轮胎部分的多种虚拟加载元件来应用。因此，多种轮胎或车轮性能可通过根据本发明的模拟来确定。
[0065]下面将相对于图1描述本发明的第一优选实施方式。
[0066]图1示出未加载车轮的径向横截面的外轮廓的一部分。在图1中，X轴代表平行于车轮轴线的轴向坐标，而，轴代表垂直于车轮轴线的径向坐标。所示部分包括轮胎的胎面表面和侧壁部分。
[0067]根据本发明的方法，扫描和确定对应于图1所示的车轮的部分可以是充分的。但是也可以的是，且对于下面描述的本发明的一些进一步发展，有利地确定轮胎的至少整个外轮廓以及轮胎和轮缘的结合部，即轮缘边缘。另外，也可以扫描和确定轮缘的外轮廓的大部分。
[0068]为了确定围绕车轮所有周边的未加载车轮的外轮廓，车轮被转动，使得扫描装置例如通过激光束扫描车轮表面，以便产生车轮的外轮廓的三维图像(模型)。能够生成距离信息并提供扫描车轮表面的3D轮廓数据的激光装置在本领域是已知的。使用平线性光束在车轮表面上生成光线并评价通过车轮表面的轮廓变形的光线图像的其他光学扫描装置在本领域也是已知的，并适用于本发明的目的。如上所述的这种光学扫描装置能够以每径向横截面几百或几千检测点的 非常高的精度提供扫描车轮的外轮廓。在车轮的周向上，优选地扫描车轮的几百或几千转动位置，从而可以确定车轮的外轮廓的足够数量的径向横截面。
[0069]在确定未加载车轮的外轮廓之后，通过虚拟加载元件模拟车轮(即轮缘/轮胎组件)的加载。为此，例如具有图1所示的单个径向横截面的外轮廓通过优选地平行于车轮轴线的线L覆盖。但是，也可以使用不平行于车轮轴线的线L来模拟可以由例如车辆的车轮的正曲度或负曲度造成的不对称载荷。线L代表贴靠轮胎胎面的虚拟加载元件的表面。换言之，假设轮胎胎面的外轮廓位移和变形，使得胎面的最外部分(即胎面凹槽之间的平台)与线L重合。沿着该轮廓的单独部分的位移量Λ Li (通过图1的小象征性弹簧代表)可以通过空间位置数据的简单几何减法来确定。
[0070]如上所述，也可以使用轮胎的其他表面部分的轮廓，例如轮胎的胎面部分的内轮廓。但是，模拟结果通常在使用包括轮胎的胎面部分的外轮廓时更加准确。更好的模拟结果可在模拟过程中确定和使用轮胎的外轮廓和内轮廓两者时实现。因此，可以考虑例如对于轮胎刚性具有影响的相应轮胎部分的壁厚。确定轮胎部分的内轮廓可通过能够在将轮胎安装到轮缘之前扫描轮胎的内表面的扫描系统实现。对于一些应用，根本不需要将轮胎安装到轮缘上。在这些情况中，只扫描轮胎表面来确定轮胎的轮廓，优选地但不必须是内轮廓和外轮廓。接着通过用两个虚拟加载元件模拟轮胎加载来进行加载模拟，一个虚拟加载元件代表虚拟轮缘，而另一个代表道路表面的加载辊。因此，虚拟轮缘贴靠确定轮廓的胎圈部分，而另一虚拟加载元件优选地贴靠确定轮廓的胎面部分。
[0071]使用与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度K作为与轮胎相关的参数，特别是与胎面的外轮廓的无穷小部分相关的无穷小弹簧刚度，可以计算无穷小的力Fi，这是使无穷小胎面部分位移所需的，直到外轮廓与线L重合。为此，使用胡克定律F = K.Λ L，其描述弹簧的位移或变形Λ L、弹簧刚度K和施加到弹簧的力F之间的关系。
[0072]优选地是使得包括平台和凹槽的详细胎面结构保持不变，因为胎面将不变形到胎面外形被完全压平的程度。相反，载荷模拟的计算考虑到整个胎面部分的位移以及减小或消除胎面曲率的唯一粗变形。对于载荷下的单独胎面轮廓部分已经计算的无穷小位移力Fi,使胎面轮廓位移到线L所需的总力F可以分别通过加法或积分来计算。这种计算可以通过等式F= Σ (K ^ALi)代表。任选地，为了增加精度，还可以考虑轴向上的胎面变形，从而考虑接近侧壁的胎面部分在载荷下的轴向位移。
[0073]预定弹簧刚度K可以是选择用于标准状况或可以根据例如宽度、肩部高度、充气压力、轮胎类型(例如防扎轮胎、防爆轮胎等)的已知轮胎参数计算的缺省值。这些参数可通过操作者输入，或可以通过装置自动检测(例如通过评价扫描装置的扫描数据)。
[0074]因此，使车轮的轮胎胎面位移到通过线L代表的一定程度的虚拟加载元件的总载荷力F可针对未加载车轮的确定外轮廓的所考虑径向横截面的相应转动位置来确定。
[0075]通过虚拟加载元件施加的这种总载荷力F接着使用车轮的外轮廓的相应确定径向横截面来针对多个转 动位置确定。
[0076]如果根据本发明的实施方式轮胎胎面的模拟位移(即线L的位置)针对车轮的相应转动位置改变并设置成使得针对车轮的所有转动位置都实现恒定的总力F，那么可以确定沿着周向变化的胎面位移变化和/或虚拟加载元件相对于车轮转动轴线的距离变化，即加载车轮的径向跳动。
[0077]如果根据本发明的另一实施方式线L相对于车轮的转动轴线的位置(即虚拟加载元件和车轮轴线之间的距离)保持恒定，并如上所述针对车轮的所有转动位置确定得到的总力F，那么可以确定加载车轮的径向力的变化。
[0078]整个胎面的平均外轮廓(以及轮胎和轮缘的任选附加部分)可以从扫描数据确定，以提供线L的位置保持恒定的基础，如果车轮的轴线位置不能得到的话。因此，车轮的转动轴线的位置可以从车轮的平均外轮廓计算。
[0079]根据如上所述的一种实施方式已经模拟了车轮的加载，可以确定加载车轮的性能或不均匀性。
[0080]如上所述已经针对车轮的所有转动位置通过恒定力F模拟了加载，线L相对于车轮轴线的计算位置(代表虚拟加载元件的表面)可以用来确定加载车轮的径向跳动。这可以例如通过计算线L的计算位置与车轮的转动轴线的计算位置的距离偏差的第一谐函数来实现。距离偏差的第一谐函数的大小(幅值)是用于加载车轮的径向跳动的度量。也可以通过计算线L的位置与车轮转动轴线的所述距离的峰对峰差别来确定加载车轮的径向跳动的度量。
[0081]已经针对车轮的所有转动位置通过线L的位置和车轮的转动轴线之间的恒定距离模拟了加载，针对车轮的相应转动位置，虚拟加载元件的计算的总载荷力F可用来确定加载车轮的径向力变化。这可以例如通过计算与车轮的相应转动位置相关的力F与所有确定力的平均值的偏差的第一谐函数来进行。力偏差的第一谐函数的大小(幅值)是用于加载车轮的径向力变化(RFV)的度量。还可以通过计算与车轮的相应转动位置相关的总载荷力F的所述偏差的峰对峰差别来确定加载车轮的径向力变化的度量。
[0082]在本发明的进一步发展中，任选地可以类似于以上描述的模拟过程确定加载车轮的侧向力变化或侧向跳动。这是可能的，因为如果例如确定轮胎相对于车轮的中心平面的例如锥形或其他不对称的胎面位置的话，未加载车轮的确定外轮廓与理想形状的偏差可造成侧向力。使用与轮胎胎面相关的侧向(轴向)弹簧刚度Ka以及与胎面锥度的预定关系可以根据未加载车轮的确定外轮廓来确定加载车轮的侧向力和力变化和/或侧向跳动。这种关系可经验地确定，或者可以从具有这种不对称胎面部分的加载车轮的模拟变形导出。这是有用的，因为侧向力对于机动车辆的驱动稳定性以及特别是方向稳定性具有很大影响。
[0083]此外，同样在轮胎的周向上作用的力可以通过根据本发明的加载模拟来确定。车轮的滚动半径的变化 造成变化的周向力。该变化的周向力也产生在大致垂直于加载力的方向的方向上作用在车轮的转动轴线上的反力。
[0084]另外，为了更加改进的评估载荷下的轮胎性能，也可以考虑在线L不平行于车轮轴线时的不对称加载和/或在不垂直于车轮轴线的方向上的加载，其造成胎面部分在轴向上的位移。这可以考虑例如车辆的悬挂几何结构。侧向弹簧刚度Ka可以是预定的，或者可以从弹簧刚度K和/或例如宽度、肩部高度、充气压力和轮胎类型的其他轮胎参数导出。
[0085]在以上描述的实施方式中，假设与轮胎胎面相关的弹簧刚度K在所有轮胎胎面上是恒定的。这可以为较低需求提供足够精度的模拟结果。
[0086]为了增强该方法并增加模拟结果的精度，根据本发明的另一实施方式，与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度K可以限定为根据相关胎面部分的轴向位置变化的无穷小弹簧刚度Ki。那么如上所述使胎面轮廓位移到线L所需的总力F的计算可以通过等式F =S(K^ALi)代表。弹簧刚度的这种变化可以通过相应的加权函数来实现。这种加权函数的例子在图2和3中示出，其中X轴代表以毫米(mm)为单位的对中轮胎宽度，而y轴代表在车轮宽度中心规范化为I的加权系数。
[0087]采用这种加权函数，可以考虑胎面轴向上的边缘部分对于轮胎刚性和弹簧刚度的较强影响，以增加载荷模拟的精度。胎面轴向上的边缘部分通常较为刚性，即具有较高的弹簧刚度，因为胎面的边缘部分位移时变形的轮胎侧壁的影响。这可以通过轮胎胎面的边缘处的较强(较高)弹簧刚度来补偿，轮胎胎面边缘通常随后接合加载元件，即胎面位移越大且总载荷力越高，类似于与车轮的相应转动位置的所考虑径向横截面相邻的外轮廓的径向横截面。
[0088]另外并独立于以上实施方式，与轮胎胎面相关的预定弹簧刚度K可以是根据未加载车轮的相关胎面部分的径向位置变化的无穷小弹簧刚度K”同样，弹簧刚度的这种变化可以通过相应的加权函数(未示出)来实现。除了类似于之前段落中描述的加权函数而用于车轮的外轮廓的相邻径向横截面的贡献的补偿效果之外，可以考虑由轮胎结构的不均匀性造成的轮胎轮廓与完美圆形周边的偏差，以增加载荷模拟的精度。这种轮胎结构中的不均匀性可造成轮胎刚性变化。因此，在胎面部分的未加载径向位置及其相关弹簧刚度之间存在关系，其可以与根据未加载轮胎的胎面部分的径向位置改变弹簧刚度的加权函数一起考虑。[0089]另外，在本发明的进一步发展中，预定弹簧刚度可以是根据由模拟加载造成的轮胎胎面的位移变化的非线性无穷小弹簧刚度。以此方式，它可以为开始时的胎面部分的位移(即小位移)主要受到轮胎材料的局部几何变形影响，而对于胎面的较大位移，例如轮胎充气压力和轮胎侧壁变形的其他因素得到不同强度的影响的事实提供补偿。以此方式，可以增加载荷模拟的精度。同样此弹簧刚度变化可以通过相应加权函数来实现，并能够补偿以上提到的多种方面，例如承载总载荷力F的一部分的车轮的外轮廓的相邻径向横截面的
-Tj.士 [>贝献。
[0090]当然，可以使用以上提到的加权函数的组合，以便更好地符合车轮加载的真实状况。
[0091]还可以使用以上提到的弹簧刚度之外的其他参数作为与轮胎相关的参数，以计算由虚拟加载元件造成的轮胎部分的位移引起的力。这种其他参数的例子在由虚拟加载元件造成的轮廓的位移中应用，直到满足一定条件。这种条件可以例如是在轮胎周边周围达到稳定径向力变化值、第一谐函数的获得或消除、或者较高级的谐函数的消除。模拟算法能够根据任意状况考虑该轮廓的任意位移。
[0092]在本发明的进一步实施方式中，确定车轮的外轮廓的步骤可包括确定轮缘的径向跳动和/或侧向跳动。为此，优选地，轮胎的至少外轮廓和轮缘的一部分(特别是轮缘边缘)被扫描和确定。轮胎胎圈的位置可以根据轮缘边缘的检测位置来确定。因此，轮缘的径向或侧向跳动可以在载荷模拟中考虑。轮缘的径向或侧向跳动的知晓可以分离轮缘和轮胎对于未加载车轮的确定外轮廓的影响，以及对于加载车轮的确定不均匀性的影响。这造成载荷模拟的精度增加，并且另外，可以例如确定轮缘/轮胎组件的角度重新安装位置，以减小或消除轮缘/轮胎组件的径向或侧向跳动。
[0093]图6示出根据本发明的一种以上提到的实施方式的加载车轮的确定性能或不均匀性的例子。在图6的图示中，标识ASSY的线代表车轮(即轮缘/轮胎组件)的确定径向跳动。标识RM的线代表车轮轮缘的确定径向跳动。标识TYRE的线代表轮胎对于例如通过减法由线ASSY和RIM计算的轮缘/轮胎组件的径向跳动的贡献。标识FVmm的线代表由轮缘跳动和轮胎跳动计算并考虑轮缘和轮胎对于径向力变化的相应贡献的车轮(轮缘/轮胎组件)的径向力变化。为此，另外，可考虑轮缘弹簧刚度，即使这是不必要的，因为轮缘的弹簧刚度通常比轮胎的弹簧刚度高很多，使得通过普通的力加载车轮不造成显著的轮缘变形。标识FVlh的线代表径向力变化的计算的第一谐函数。该第一谐函数可用来确定用于径向力变化的标准度量。另一可能性在于使用峰对峰值作为用于径向力变化的度量，如以上提到的。
[0094]在本发明的进一步发展的实施方式中，车轮的多个相邻径向横截面的确定外轮廓可用来通过考虑虚拟加载元件和轮胎胎面之间的接触区域来模拟车轮的加载。以此方式，更准确的载荷模拟可以根据由于载荷而更真实的轮胎变形来实现。因此，可以通过具有不同形状的虚拟加载元件模拟对车轮的加载。为此，车轮的多个相邻径向横截面的确定外轮廓通过例如图4和5所示的加权函数使用和加权。图4和5的图示示出施加到与轮胎的相应胎面部分相关的弹簧刚度K的加权函数，其中X轴代表虚拟载荷辊的周向上的接触区域的角度(以度为单位)，并且y轴代表接触区域中心上的规范化为I的加权数值。
[0095]根据本发明的另一实施方式，在轮胎胎面和虚拟加载元件的表面之间的接触区域内，可以在载荷模拟中考虑到不同胎面部分的不同位移和/或不同接触压力。例如，具有不同直径的载荷辊可以用于虚拟加载元件。还可以使用平坦的平面以用于虚拟加载元件。这种平面可代表道路表面。这可以接近道路表面上运行的车轮的真实操作状况来模拟车轮的加载。为了进一步增强模拟并增加结果的精度，同样在使用接触区域的模拟的此方法中，可以另外使用以上结合图2-5描述的一个或多个适当加权函数。
[0096]根据本发明的另一实施方式，提供用于确定包括轮缘和安装到轮缘的轮胎的加载车轮的性能或不均匀性的系统。该系统包括用于扫描轮胎或车轮的表面的扫描装置，以及可连接到扫描装置的计算机装置。因此，扫描装置和计算机装置可以是独立的装置。还可以例如通过将所述扫描装置添加到现有的车辆车轮维护设施，例如车轮对准器或轮胎更换器来升级该设施，并且通过添加使得该设施执行根据本发明的方法的附加软件特征来增强设施中已经存在的计算机装置。
[0097]计算机装置控制扫描装置，并从扫描装置接收代表车轮的表面轮廓的三维数据。计算机装置使用缺省数值，或可以使用用于所需参数的测量或输入数值以执行载荷模拟和加载车轮的性能或不均匀性的确定。这种参数可以例如是轮胎充气压力、轮缘和轮胎尺寸、轮缘和轮胎类型以及轮胎胎面的平均弹簧刚度K。计算机装置能够通过改变缺省数值或通过改变施加到弹簧刚度的加权函数而根据以上提到的参数来修正与轮胎胎面相关的弹簧刚度。因此，可以实现确定性能或不均匀性的非常准确模拟和非常准确的数值。
[0098]根据本发明的另一实施方式，以上描述的本发明的系统和方法可以集成到车辆维护设施。因此，可以提供确定加载车轮的性能或不均匀性的非常便利和成本有效的方法和设施，同时可以在通过维护设施进行的维护操作的过程中使用该确定的结果。
【权利要求】
1.一种用于确定加载的轮胎或包括轮缘和安装到轮缘的轮胎的车轮的性能的方法，该方法包括如下步骤: 确定轮胎或车轮的至少一部分的轮廓； 根据确定的轮廓、由虚拟加载元件造成的确定轮廓的位移和与轮胎或车轮相关或与轮胎一部分相关的至少一个参数，通过贴靠轮胎的至少一个虚拟加载元件针对轮胎或车轮的至少一个转动位置来模拟轮胎或车轮的加载；以及 使用模拟结果确定加载的轮胎或车轮的性能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，性能包括施加在轮胎和虚拟加载元件之间的力、施加在轮胎和轮缘之间的力、通过轮缘或车轮施加在车轮转动轴线上的力、轮胎或轮胎一部分的变形或位移、轮缘的变形、所述力或变形或位移中的一种相对于与轮胎或车轮的多个转动位置有关的多个载荷模拟的变化中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述力或变形或位移在相对于轮胎或车轮的径向、侧向和周向中的至少一个方向上确定。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，性能包括所述力或变形或位移的所述变化的至少一个的平均、峰对峰值、第一谐函数和较高谐函数中的至少一种。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，与轮胎或车轮相关或与轮胎的一部分相关的至少一个参数包括与轮缘相关的弹簧刚度、轮胎的填充压力、与轮胎相关的弹簧刚度、与轮胎的一部分相关的弹簧刚度、通过虚拟加载元件造成的确定轮廓的位移、轮胎的相应部分的壁厚、通过虚拟加载元件造成的确定轮廓的变形中的至少一种。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，轮廓包括轮胎的外轮廓的至少一部分。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，轮胎或车轮的所述部分包括轮胎的胎面部分的至少一部分。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，针对轮胎或车轮的相应转动位置模拟加载的步骤包括模拟多个不同的载荷状况， 其中不同载荷状况优选地包括不同或变化的载荷大小和/或与轮胎或车轮相关或与轮胎的一部分相关的至少一个参数的不同或变化的数值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，模拟步骤还包括优选地通过平均根据不同载荷状况的多种模拟来确定针对轮胎或车轮的每个相应转动位置的模拟结果。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，模拟步骤包括通过虚拟加载元件施加的预定力模拟加载车轮；以及 其中确定性能的步骤包括确定加载车轮的径向跳动。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，模拟步骤包括通过虚拟加载元件和车轮的转动轴线之间的预定距离模拟加载车轮；以及 其中确定性能的步骤包括确定加载车轮的径向力的变化。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，确定性能的步骤还包括确定加载车轮的侧向力的变化或侧向跳动中的至少一种。
13.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，至少一个参数是根据相关胎面部分的轴向位置和径向位置中的至少一个变化的无穷小弹簧刚度。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，至少一个参数是根据通过加载元件造成的轮胎胎面的位移变化的非线性无穷小弹簧刚度。
15.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个参数根据轮胎类型、轮胎尺寸、轮胎充气压力、轮缘类型、虚拟加载元件的位移、通过加载元件造成的确定轮廓的位移或变形、车辆的种类、车辆重量、车辆重量在车辆轴上的重新分配、车辆的悬挂几何结构、车辆的准确模型数据中的至少一种修正。
16.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，确定轮胎或车轮的轮廓的步骤包括确定轮缘的径向跳动和侧向跳动中的至少一种；以及 其中模拟步骤包括轮缘的确定跳动的考虑。
17.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，模拟步骤使用轮胎或车轮的单个径向横截面的确定轮廓。
18.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，模拟步骤使用轮胎或车轮的多个相邻径向横截面的确定轮廓以模拟虚拟加载元件和轮胎之间的接触区域。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，模拟的接触区域是轮胎和具有一定半径的虚拟加载辊之间的接触区域，或者是轮胎和具有一定下垂半径的虚拟加载带之间的接触区域，或者是轮胎和例如道路表面的平面表面之间的接触区域。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，轮胎和相应成形的虚拟加载元件的接触区域通过将相应加权函数施加到轮胎或车轮的相应相邻径向横截面的模拟来模拟。
21.根据前述权利要求 之一所述的方法，其中，至少两个虚拟加载元件被同时使用，并且其中一个虚拟加载元件代表贴靠轮胎胎圈的虚拟轮缘，而另一虚拟加载元件优选贴靠轮胎胎面。
22.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，轮胎或车轮通过虚拟加载元件的加载独立于车辆参数调整，车辆参数例如是总体车辆重量、车辆重量在每个车辆轴上的重新分配、车辆种类、悬挂几何结构。
23.一种用于确定加载的轮胎或包括轮缘和安装到轮缘的轮胎的车轮的性能的系统，该系统包括: 扫描装置，其用于扫描轮胎或车轮或轮胎一部分的轮廓；以及 计算机装置，其能够连接到扫描装置，并能够执行根据权利要求1-22任一项所述的方法。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，扫描装置包括光学扫描器，其能够无接触地感测轮胎或车轮的表面，并提供轮胎或车轮的至少一部分的三维轮廓数据。
25.根据权利要求23或24所述的系统，其中，该系统是便携式独立装置。
26.根据权利要求23或24所述的系统，其中，该系统机载地安装到车辆。
27.根据权利要求23或24所述的系统，其中，该系统是车轮或轮胎测试设备的部分，例如质量检查设备。
28.—种车辆维护设施,该设施包括根据权利要求23和24之一所述的系统。
29.根据权利要求28所述的车辆维护设施，其中，该设施是车轮平衡器、轮胎安装/拆卸设施、辊测试台、轮胎测试架或车轮测试架。
30.根据权利要求28和29之一的车辆维护设施，其中，加载轮胎或车轮的确定性能在通过车轮维护设施进行维护操作的过程中考虑。
31.一种计算机程序产品，包括载有计算机可读取指令的计算机可读取介质，计算机可读取指令在通过计算机执行时使得计算机执行根据权利要求1-22之一所述的方法。
32.—种车辆，包括根据权利要求26所述的系统，其中，车辆能够使用有关通过机载系统获得的轮胎或车轮性能的信息，以告知驾驶员车轮或轮胎的状况，或自动调节车辆的技术系统，优选地调节车辆的悬挂系统，以改进车辆的驱动性能。
33.一种汽车维护系统，优选为车轮对准系统，其包括: 数据处理装置，其能够经由有线或无线通讯连接从根据权利要求32所述的车辆接收有关轮胎或车轮性能的数据，并评价或使用该数据以进行维护操作，优选地用于改善车轮对准过程 。
【文档编号】G01B21/32GK104024794SQ201280064513
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】P·索特奎, F·布拉格希罗利, M·特拉里 申请人:施耐宝仪器股份有限公司