在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法

2023-09-13 00:43:50 1

在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法
【專利摘要】一種在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法，該方法包括以下步驟：沿著樣本路線驅動車輛（1）；測量車輛沿著樣本路線的旅程期間的車輛（1）的縱向速度（Vx）和位置（P）的變化；並且基於車輛（1）的縱向速度（Vx）和位置（P）的變化，計算在車輛沿著樣本路線的旅程期間作用於車輛（1）的慣性力（FIx，FIy）。
【專利說明】在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法。
【背景技術】
[0002]由於臺試驗具有很低的成本(不必使用真的車輛和駕駛員)且提供了極其高的可重複性(施加於輪胎的應力以及諸如路面的溫度的和特徵等邊界條件是已知的且易於調整)，因此利用試驗臺在室內進行了各種試驗。試驗臺能夠對輪胎施加各種應力，但是為了儘可能真實地提供臺試驗(即，儘可能地與道路上發生的情況類似)並且使得室內臺試驗能夠比得上公共道路上的室外試驗，有必要精確地知道在道路行駛期間輪胎承受的應力以便在試驗臺上再現該應力。為此，使用配備有測量和記錄作用於輪胎的力的測量單元的車輛在公共道路上進行室外試驗；在這種類型的室外試驗結束時，測量單元已經記錄了作用於輪胎的力的隨時間變化的過程(course over time),且將該隨時間變化的過程提供給臺致動器，使其能夠在室內臺試驗期間如實地再現。
[0003]為了減少室外試驗的整個持續期(計劃持續多個小時並且包括數百公裡)並且為了確保室外試驗在可重複的條件(明顯地，儘可能在對公眾開放的道路上)下執行，在室外試驗期間，應當一直以公路法規所允許的最大速度驅動車輛。然而，主要由於對公眾開放的道路上的交通，明顯地不可能一直以公路法規允許的最大速度驅動車輛。因此，在公共道路上的室外試驗期間作用於輪胎上的力的隨時間變化過程還受到如下事實的影響:不是一直以公路法規允許的最大速度驅動車輛。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於提供一種用於在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法，該方法克服上述的缺陷，特別地，該方法實施容易且便宜。
[0005]根據本發明，如在所附的權利要求中所述，提供了一種方法以確定在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]現在將參照附圖描述本發明，該附圖示出了非限制性的實施方式，其中:
[0007]圖1示意性地示出了配備有用於測量必要物理量的測量單元的車輛，該必要物理量用於隨後估計作用於輪胎的力。
[0008]圖2示意性地示出了圖1的車輛行進的樣本路線中的一段；並且
[0009]圖3示意性地示出了使輪胎經受室內耐久性試驗的試驗臺。
【具體實施方式】
[0010]在圖1中，附圖標記I表示配備有四個輪胎2的車輛的整體。
[0011]車輛I配備有用於測量必要物理量的測量單元3，該必要物理量用於隨後估計作用於輪胎2上的力。由於測量單元3記錄的信息，能夠確定在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力(力)，從而以高精度模擬在對車輛交通開放的路上進行的相似的室外耐久性試驗。也就是說，正如進一步所闡述的那樣，通過處理測量單元3記錄的信息，能夠確定在室內的耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力(力)的隨時間變化的過程，從而使得輪胎經受在對交通開放的路上進行的相似的室外耐久性的試驗中發生的相同的磨損。
[0012]測量單元3包括衛星定位裝置4，該衛星定位裝置4使用GPS標準實時測量車輛I的向前運動的縱向速度(longitudinal speed)Vx和車輛I的位置P。車輛I的位置P由具有三個相互垂直軸的三維參照系的三維坐標X、Y、Z限定；X和Y坐標與緯度和經度相對應且限定了平面，同時Z坐標提供了關於基準平面(典型地是海平面)的海拔。
[0013]另外，測量單元3包括配置於車輛中以捕獲車輛I前方道路的相機5 (例如，相機5可以被設置成面對車輛I的擋風玻璃)。
[0014]最後，測量單元3包括:能夠存儲衛星定位裝置4和相機5提供的數據的大容量存儲裝置6 (由硬碟和/或RAM存儲器構成)；以及典型地由個人電腦構成的處理裝置7，該處理裝置7可以內部集成存儲裝置6。
[0015]現在將描述用於確定室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力(力)從而以高精度模擬在對車輛交通開放的道路上進行的相似的室外耐久性試驗的方法。
[0016]配備有測量單元3的車輛I用於進行期望在室內模擬的室外試驗，且因此沿著在對車輛交通開放的道路上進行室外試驗的樣本路線行駛。
[0017]預先即在啟動道路試驗之前確定車輛I的質量M ;根據一個可能的實施方式，考慮到因燃料消耗(根據由電子發動機控制單元提供信息容易地估計)導致的降低，而使得車輛I的質量M能夠不斷地更新(即降低)。
[0018]在車輛I行駛時，衛星定位裝置4實時地且以相對高的採樣頻率(典型地，至少幾赫茲)提供由坐標X、Y、Z集合構成的車輛I的沿著樣本路線的位置P和車輛I的向前運動的縱向速度Vx ;該數據以通常等於衛星定位裝置4的採樣頻率且與衛星定位裝置4的採樣頻率同步的存儲頻率循環地存儲於存儲裝置6中。
[0019]另外，當車輛I行駛時，相機5實時提供車輛I前方道路的圖像；這些圖像的至少一部分以通常等於衛星定位裝置4的採樣頻率且與衛星定位裝置4的採樣頻率同步的存儲頻率循環存儲於存儲裝置6中(採用該方法，每個存儲的圖像與圖像被拍攝時的車輛I的對應的位置P相關聯)。
[0020]一旦室外試驗結束(更確切地，一旦沿著樣本路線的旅程完成)，在沿著樣本路線前進時由測量單元3存儲的信息被處理，以確定在室內的耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力(力)，從而以高精度模擬室外耐久性試驗。
[0021]根據優選的實施方式，移動平均濾波器被應用於由衛星定位裝置4提供的測量數據(特別地被應用於車輛I的向前運動的縱向速度火的測量)，以消除任何高頻噪聲(非常令人困擾，尤其是對時間求導)。
[0022]進行的第一個操作是校正車輛I的向前運動的縱向速度Vx以消除最大允許速度Vx_max (即公路法規允許的最大速度)和衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx之間的任何實質的(顯著的)差異。
[0023]為了校正縱向速度Vx，整個樣本路線優選地被分割為一系列的段，每段以單個最大允許速度Vx_max為特徵(即，最大允許速度vx_max沿著整段相同)。路線被分割成的各段的尺寸(更確切地說是長度)通常以試驗方式通過採用不同的尺寸進行各種試驗並評估最終結果來確定。
[0024]對於樣本路線中的每段，確定最大允許速度Vx_max (即公路法規允許的最大速度)，然後最大允許速度vx_max與衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx相比較。取決於該比較結果，與由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx相等的縱向速度Vx，或者與由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx不同的縱向速度Vx能夠用於隨後的處理(在下文中描述)。特別地，當測量的縱向速度Vx與最大允許速度Vx_max並不是顯著地不同時，與由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx相等的縱向速度Vx用於隨後的處理(後面將描述);反而，當測量的縱向速度Vx與最大允許速度Vx_max顯著地不同時，與衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx不同的縱向速度Vx(正常等於最大允許速度Vx_max)被用於隨後的處理(後面將描述)。
[0025]對於樣本路線中的每段，由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx和最大允許速度Vx_max之間的比較可以採用逐點的方式進行，其中由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx的單個值分別與最大允許速度Vx_max比較(然後如果具有顯著不同的情況下，則分別校正)。換句話說，當測量的縱向速度Vx的單個值和最大允許速度Vx_max之間的差的絕對值比閾值(通常試驗地確定且大約幾km/h)大時，測量的縱向速度Vx的單個值被「消除」，且由通常與最大允許速度Vx_max相等的「正確」值代替。
[0026]可選地，對於樣本路線中的每段，由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx和最大允許速度Vx_max之間的比較可以採用合計的方式進行，其中一系列值(例如，考慮樣本路線中的段的所有值)全部與最大允許速度vx_max的相比較(因此如果具有顯著不同的情況下，考慮的所有的值進行校正)。在這種情況下，考慮的段的所有值被一起用於計算隨後與閾值(通常試驗地確定)相比較的相似性指數Ick的值。當相似性指數I?小於閾值時，保持由衛星定位裝置4沿著考慮的路線段測量的縱向速度Vx且該縱向速度Vx被用於隨後的處理(下面將描述)，而如果相似性指數I?大於閾值，那麼由衛星定位裝置4沿著考慮的路線段測量的所有縱向速度Vx被「消除」，且以通常與最大允許速度Vx_max相等的「正確」值來代替。換句話說，當相似性指數I?小於閾值時，沿著考慮的路線段的縱向速度Vx被假設與由衛星定位裝置4測量的縱向速度Vx相等，而如果相似性指數Iai大於閾值時，那麼沿著考慮的路線段的縱向速度Vx被假設與最大允許速度Vx_max相等(因此放棄由衛星定位裝置4測量的縱向速度O。
[0027]根據可能的實施方式，利用如下方程式描述的均方差計算相似性指數Iai (在是模擬信號的情況下可應用第一個方程式，而在是數位訊號的情況下可應用第二個方程式):
[0028]
【權利要求】
1.一種在室內耐久臺試驗期間應當施加於輪胎的應力的確定方法，所述方法包括如下步驟: 沿著樣本路線驅動車輛(I); 測量當所述車輛沿著所述樣本路線行進時所述車輛(I)的縱向速度(Vx)的變化和位置(P)的變化；並且 基於所述車輛(I)的縱向速度(Vx)的變化和位置(P)的變化，計算當所述車輛(I)沿著所述樣本路線行進時作用於所述車輛(I)的慣性力(FIx，FIy)； 所述方法的特徵在於還包括如下步驟: 確定沿著所述樣本路線中的至少一段的最大允許速度(Vx_max); 比較測量的縱向速度(Vx)和所述最大允許速度(Vx_max);並且 當所述測量的縱向速度(Vx)與所述最大允許速度(Vx_max)顯著地不同時，使用縱向速度(Vx)而不使用所述測量的縱向速度(Vx)來計算作用於所述車輛(I)上的所述慣性力(FIX，FIy)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟:將整個所述樣本路線劃分為一系列的段，每段具有一個最大允許速度(Vx_max)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟:當所述測量的縱向速度(Vx)與所述最大允許速度(vx_max)顯著地不同時，使用與所述最大允許速度(Vrax)相等的縱向速度(Vx)來計算作用於所述車輛(I)上的所述慣性力(FIX，FIy)。`
4.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟:當所述測量的縱向速度(Vx)和所述最大允許速度(Vx_max)之間的絕對差大於預定的第一閾值時，認為所述測量的縱向速度(Vx)逐點地與所述最大允許速度(Vx_max)顯著地不同。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括必要時對所述測量的縱向速度(Vx)進行逐點校正的步驟。
6.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟:當沿著整段計算的所述測量的縱向速度(Vx)和所述最大允許速度(vx_max)之間均方差大於預定的第二閾值時，認為沿著所述樣本路線的整段，所述測量的縱向速度(Vx)與所述最大允許速度(vx_max)顯著地不同。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括必要時沿著所述樣本路線的整段校正所述測量的縱向速度(Vx)的步驟。
8.根據權利要求1-7中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟:基於所述車輛(I)的所述位置(P)並且利用指示公路法規速度限制的路線圖來確定所述樣本路線中的每段的最大允許速度(Vx_max)。
9.根據權利要求1-8中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟: 獲取當所述車輛(I)沿著所述樣本路線行進時所述車輛(I)的前方道路的圖像； 識別所述車輛(I)的前方道路的圖像中的公路法規速度限制標記；並且 基於所述公路法規速度限制標記確定所述樣本路線中的每段的所述最大允許速度(Vx-max ) ?
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，在衝突時，速度限制標記的優先級高於路線圖中的速度限制信息。
11.根據權利要求1-10中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟: 通過計算所述車輛(I)的縱向速度(Vx)的變化率來確定所述車輛(I)的縱向加速度(Ax)； 基於所述車輛(I)的位置(P)的變化來確定所述車輛(I)的軌跡(T)； 確定所述車輛(I)的軌跡(T)的曲率半徑(R)； 基於縱向速度(Vx)和所述軌跡(T)的曲率半徑(R)計算所述車輛(I)的橫向加速度(Ay); 通過將所述車輛(I)的質量(M)和所述車輛(I)的縱向加速度(Ax)相乘計算作用於所述車輛(I)的縱向慣性力(FIx);並且 通過將所述車輛(I)的質量(M)和所述車輛(I)的縱向加速度(Ax)相乘計算作用於所述車輛(I)的橫向慣性力(FIy)。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述車輛(I)的位置(P)由三維坐標(X、Y、Z)限定，並且所述車輛(I)的軌跡(T)在由與緯度和經度對應的二維坐標(Χ、Υ)限定的平面中被確定。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟: 基於第三坐標(Z)確定所述車輛(I)的海拔； 基於所述車輛(I)的海拔的變化，確定所述車輛(I)行進的道路的坡度； 基於所述車輛(I)行進的道路的坡度，確定作用於所述車輛(I)的重力(FG);並且 代數疊加所述重力(FG)和所述縱向慣性力(FIX)。
14.根據權利要求11、12或13所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟: 基於所述車輛(I)的縱向速度(Vx)，確定作用於所述車輛(I)的氣動力(FA);並且 代數疊加所述氣動力(FA)和所述縱向慣性力(FIX)。
15.根據權利要求11-14中的任一項所述的方法，其特徵在於，通過衛星定位裝置(4)測量所述車輛(I)的縱向速度(Vx)和位置(P)。
【文檔編號】G01M17/02GK103562699SQ201280024465
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月26日 優先權日:2011年3月24日
【發明者】M·A·瑪吉 申請人:株式會社普利司通