專利名稱：用于確定車輪的輪胎胎面的狀況的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于利用非接觸方式采集數據和對采集的數 據進行分析來確定車輪的輪胎胎面的狀況的設備和方法，更具體地， 涉及一種通過非接觸式測量獲得數據以確定輪胎狀況的設備。
背景技術：
例如，在US7269997B2中揭示了用于通過將射線對準待檢驗 的輪胎并感測反射的射線來分析輪胎狀況的非接觸式方法和系統。
發明內容
本發明的目的是提供一種在本說明書的開頭部分中提出的方 法和設備，其提供了對車輪輪胎的剩余里程(使用期限)的預測。
根據本發明，關于方法方面，該目的是通過如下技術方案得到 解決 一 種用于確定包括輪圈和輪胎的車輪的輪胎胎面的狀況的方 法，包括以下步驟(1 )朝向輪胎胎面發射電磁射線；(2)響應 于發射的射線接收從所述輪胎胎面反射的電磁射線；(3)處理反射 的射線，以獲得包括位于輪胎胎面上的多個點的相應高度的高度數 據；(4)在連續的時間間隔中重復步驟(1 )到(3)，在所述時間 間隔內車輪已經行駛預定距離，并且分別與行駛距離相關地存儲相 應的高度數據，特別是這些高度數據的平均值；和(5)從一系列存 儲的高度數據中得出輪胎的剩余里程。
根據本發明，關于設備方面，該目的是通過如下技術方案得到 解決 一種用于確定車輪的輪胎胎面的狀況的設備，該車輪包括輪 圏和輪胎，該設備包括發射源，其用于朝向輪胎胎面發射電磁射 線；至少一個檢測器，其用于響應于發射的射線接收從所述車輪組件反射的射線；數據處理裝置，該數據處理裝置連接到所述發射源 和所述至少一個檢測器上，以處理數據，其中所述數據處理裝置被 構造為執行以下步驟基于從所述至少一個檢測器接收的反射射線， 獲得高度數據，所述高度數據包括位于車輪組件的表面上的多個點 的相應高度；存儲在多個時間間隔中連續獲得的高度數據，特別是 所述高度數據的平均值，其中在所述時間間隔內車輪已經行駛預定 距離；和從一 系列存儲的高度數據中得出輪胎的剩余里程。
根據本發明，朝向輪胎胎面發射電磁射線，特別是光或者激光 射線。設置至少 一 個檢測器來響應于發射的射線接收從輪胎胎面反 射的射線。表示反射的射線的電信號被饋送到數據處理裝置，例如 運行預定程序的計算機，以確定輪胎的狀況，特別是輪胎的剩余使 用期限(壽命、里程)。基于從至少一個檢測器接收的信號，數據 處理裝置獲得車輪組件上的多個點的幾何信息，例如相對于參考基 線的高度或者深度。多個點可以位于在輪胎兩側壁之間延伸的輪胎 胎面上。從US5054918和US7269997中已知的非接觸式測量構思也 可以用于實施本發明。
更具體地，關于至少一部分輪胎胎面的表面形狀或者表面輪廓 的幾何信息是基于通過非接觸式測量構思獲得的高度或者深度信息 而產生。
在多個時間間隔中重復對輪胎胎面的掃描和對測得的數據的 處理以獲得關于胎面狀況的幾何信息，例如，每隔正常的車輛檢查 間隔或者正常的輪胎檢查間隔，在每種情況下都是在輪胎已經行駛 預定距離例如15000公里之后。當然，這個距離可以更長或者更短。 每隔 一 個時間間隔的測量結果被存儲在數據處理裝置中，或者存儲 在單獨的數據庫中，該數據庫可以被放置在輪胎商店或者輪胎修理 店中或者在其他適當的位置。優選地，數據庫位于輪胎修理店，該 輪胎修理店通常定期對汽車進行修理和維護。分別與行駛距離相關 地存儲獲得的高度或者深度數據。
輪胎的剩余里程(壽命或者使用期限)可以從輪胎的當前里程(行駛距離)和存儲的高度數據計算得到。胎面磨損和行駛距離(里 程)之間的關系并不是線性的。大部分輪胎隨著它們的使用時間越 長磨損趨于越慢。通過存儲獲得的結果，可以得到表明輪胎磨損的 歷史數據，以確定輪胎狀況。為了識別輪胎，相應的識別數據與相
關的高度數據一起被存儲。特別地，射頻識別(RFID)系統可以被
用來恢復輪胎的各個數據。
關于輪胎狀況的確定，測量構思可以包括測量輪胎胎面的單個 圓周部分或者多個圓周部分，并且生成顯示輪胎表面上的各個高度 或者深度的表面輪廓。例如，輪胎表面可以通過旋轉車輪至少一周 而進行掃描。在旋轉過程中，發射源連續地或者間斷地將射線發射 到輪胎胎面上，并且至少一個檢測器連續地或者以相應的間斷方式 獲得(接收)從輪胎胎面反射的射線，并且將相應的電信號傳輸到 數據處理裝置。顯示整個圓周表面的表面輪廓可以由數據處理裝置 創建。此外，數據處理裝置可以計算測得的高度或者深度的平均值。 沿著輪胎胎面的 一個或者多個圓周部分測得的胎面輪廓的高度或者 深度的平均值表示胎面磨損，并且可以被存儲，以確定剩余里程。
根據本發明的一個特別的方面，可以在顯示裝置上示出高度/ 深度信息。
本發明可以應用在車輪平衡機或者輪胎更換機中，該車輪平衡 機或輪胎更換機包括安裝裝置，車輪可以在軸上可旋轉地安裝到該
安裝裝置上。
本發明的其他優點將從下面的詳細描述變得明顯，下面的描述 僅僅是為了便于說明本發明，而不是對本發明的限制。如將被實現 的那樣，在這里說明實施例。
了本發明的示例性實施方式。
圖1顯示了用于確定輪胎胎面狀況的示例性非接觸式分析系
統的整體一見圖；圖2描述了圖l顯示的系統在具有用于旋轉地支撐車輛車輪的
軸的設備中的應用，并且
圖3顯示了胎面磨損和行駛距離(里程)之間的關系。
具體實施例方式
圖1涉及本發明的一種實施方式，顯示了用于通過分析包括與 輪胎34的胎面上的多個點有關的例如為高度和/深度的幾何信息的 輪胎34的胎面輪廓來確定車輪14的狀況的示例性設備10 (非接觸 式分析系統)，該車輪主要包括輪胎34和輪圏20。
圖2顯示了車輪的輪胎34的胎面表面35,該輪胎34旋轉地 安裝在設備16的軸18上，該設備16可以是車輪平衡機或者輪胎更 換機。胎面表面35包括胎面花紋36， 38和40。
如圖1和2所示，根據本發明的用于檢測車輪14的狀況的設 備10包括帶有從動軸18的裝置16、發射源22、至少一個檢測器24 和數據處理裝置26，車輛車輪14可被連接于從動軸18上，發射源 22可以是諸如可以發射線型激光束或者平面激光束的激光器、LED 燈或者其他適當的光源，至少一個檢測器24可以是諸如照相機、電 荷耦合器件CCD或CMOS檢測器等，數據處理裝置26可以是例如 用于運行相應軟件以執行至少一個檢測器24的檢測信號的數據評價 的計算機。例如為激光照明光的電磁射線28被朝向胎面表面25發 射，表示由胎面表面35反射的射線的電信號由至少一個檢測器24 產生，該至少一個檢測器24接收反射的射線，并且電信號被傳輸到 數據處理裝置26，用于獲得沿著輪胎圓周的胎面輪廓的高度數據和 深度數據。輪胎34的形狀和/或深度或胎面花紋36、 38和40以及表 示輪廓的圖像的輸出信號或數據可以在顯示器30上顯示。
胎面輪廓的高度或深度可以沿著 一 個圓周胎面部分，特別是沿 著中央圓周胎面部分，或者沿著多個圓周胎面部分進行測量。
優選地，通過數據處理裝置26計算測得的高度或者深度的平 均值。該平均值表示胎面磨損。該測量結果在給定的時間間隔內或
7者在給定的行駛距離之后重復進行，例如，在車輛修理店中進行定
期車輛檢查時。每個測得的胎面磨損值被存儲，并且如同圖3中顯 示的曲線那樣的曲線可以由數據處理裝置26繪出或者計算得到。數 據處理裝置26可以包括數據庫，該數據庫中存儲測得的胎面磨損數 據。根據繪制的趨勢磨損值，數據處理裝置26通過例如曲線擬合、 內插法-外推法來計算輪胎的剩余功能或者允許的剩余用量(里程)。 通過識別(ID)系統，例如RFID系統，測得和存儲的數值可以與4侖 胎相關聯。
進一步，可以使得不正常的胎面磨損花紋與車輛部件的缺陷相 關聯。例如，胎面的單側磨損或者羽毛狀磨損指示轉向系統或者懸 掛系統的缺陷。
基于位于十分之一毫米范圍內的高的測量精度，可以為診斷提 供輪胎胎面的精確的深度圖。還可以實現對輪胎的潛在磨損的早期 警告。當使用線型掃描束(激光束)時，對胎面表面的逐點(dotwise) 掃描是沿著胎面表面35的圓周部分完成。當使用平面掃描束時，可 以在車輪14的旋轉過程中對胎面表面35的整個寬度進行掃描。
權利要求
1.一種用于確定包括輪圈和輪胎的車輪的輪胎胎面的狀況的方法，包括以下步驟(1)朝向輪胎胎面發射電磁射線，(2)響應于發射的射線接收從所述輪胎胎面反射的電磁射線，(3)處理反射的射線，以獲得包括位于輪胎胎面上的多個點的相應高度的高度數據，(4)在連續的時間間隔中重復步驟(1)到(3)，在所述時間間隔內車輪已經行駛預定距離，并且分別與行駛距離相關地存儲相應的高度數據，特別是這些高度數據的平均值，和(5)從一系列存儲的高度數據中得出輪胎的剩余里程。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述剩余里程是 從輪胎的當前行駛距離和存儲的高度數據計算得到。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述剩余里 程是通過至少一個以下步驟計算得到基于存儲的數據，進行曲線 擬合，進行內插法-外推法處理。
4. 如權利要求1到3中任一項所述的方法，其特征在于，所 述高度數據被存儲在數據庫中，其中，所述存儲的高度數據與相應 的輪胎的識別數據相關聯。
5. 如權利要求1到4中任一項所述的方法，其特征在于，對 所述高度數據進行進一步處理，以確定任何不正常的胎面磨損花紋。
6. 如權利要求1到5中任一項所述的方法，其特征在于，所 述高度數據的獲得與車輪平衡操作或者輪胎更換搡作相關。
7. 如權利要求1到6中任一項所述的方法，其特征在于，通 過發射的射線對輪胎胎面的表面的至少 一 個圓周部分進行掃描。
8. 如權利要求1到7中任一項所述的方法，其特征在于，在 車輪被旋轉的同時掃描所述輪胎胎面。
9. 如權利要求1到8中任一項所述的方法，其特征在于，所述高度數據與相應的旋轉角度和沿輪胎胎面的寬度的位置相關聯。
10. —種用于確定車輪的輪胎胎面的狀況的設備，該車輪包括輪圈(20)和輪胎(34)，該設備包括發射源(22)，其用于朝向輪胎胎面發射電磁射線； 至少一個檢測器(24),其用于響應于發射的射線接收從所述車輪組件反射的射線；數據處理裝置(26),該數據處理裝置(26)連接到所述發射源(22)和所述至少一個檢測器(24)上，以處理數據，其中所述數據處理裝置被構造為執行以下步驟基于從所述至少一個檢測器(24)接收的反射射線，獲得高度數據，所述高度數據包括位于車輪組件的表面上的多個點的相應高度，存儲在多個時間間隔中連續獲得的高度數據，特別是所述高度 數據的平均值，其中在所述時間間隔內車輪已經行駛預定距離；和 從一 系列存儲的高度數據中得出輪胎的剩余里程。
11. 如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述數據處理裝 置(26)被構造為沿著胎面的至少一個圓周部分獲得高度數據。
12. 如權利要求11所述的設備，其特征在于，覆蓋輪胎胎面的 整個表面的表面輪廓被掃描。
13. 如權利要求10到12中任一項所述的設備，其特征在于， 所述數據處理裝置(26)適合于通過在所述車輪組件旋轉至少一圏 的同時掃描胎面表面(35)而獲得高度信息。
14. 如權利要求10到14中任一項所述的設備，其特征在于， 所述發射的電磁射線是激光射線。
15. 如權利要求10到15中任一項所述的設備，其特征在于， 所述發射源(22)被構造為以線型束的形式或者以平面束的形式發 射射線。
16. 如權利要求10到16中任一項所述的設備，其特征在于， 所述設備適于應用于車輪平衡機或者輪胎更換機中。
全文摘要
一種用于確定包括輪圈和輪胎的車輪的輪胎胎面的狀況的方法和設備，所述方法和設備執行以下步驟(1)朝向輪胎胎面發射電磁射線，(2)響應于發射的射線接收從所述輪胎胎面反射的電磁射線，(3)處理反射的射線，以獲得包括位于輪胎胎面上的多個點的相應高度的高度數據，(4)在連續的時間間隔中重復步驟(1)到(3)，在所述時間間隔內車輪已經行駛預定距離，并且分別與行駛距離相關地存儲相應的高度數據，特別是這些高度數據的平均值，和(5)從一系列存儲的高度數據中得出輪胎的剩余里程。
文檔編號G01M17/02GK101620031SQ20091013746
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月29日 優先權日2008年7月3日
發明者F·布拉格赫奧利 申請人:施耐寶儀器股份有限公司