通過使用威布爾回歸識別測量過程諧波而達成輪胎均勻性改進的制作方法

本發明涉及輪胎均勻性，且更確切地說，涉及通過使用威布爾回歸識別由一個或多個測量過程諧波導致的測量誤差來改進輪胎的均勻性。
背景技術：
：在輪胎的某些可量化特性中，輪胎非均勻性與相對于輪胎的旋轉軸線的對稱性(或缺乏對稱性)有關。不幸的是，常規輪胎成型方法有很大機率會產生輪胎不均勻性。在輪胎旋轉期間，存在于輪胎結構中的不均勻性在車輪軸線處產生周期性變化的力。當這些力變化作為明顯的振動傳送到車輛以及車輛乘員時，輪胎非均勻性是非常重要的。這些力通過車輛的懸架傳送并且可以在座位以及車輛的方向盤上感覺到，或者作為噪聲在乘客室中傳送。傳送到車輛乘員的振動的量已經被分類為輪胎的“乘坐舒適”或“舒適”。輪胎均勻性參數或屬性一般被分類為尺寸或幾何變化(徑向偏心和橫向偏心)、質量方差，以及滾動力變化(徑向力變化、橫向力變化以及切向力變化，有時也稱為縱向或前后力變化)。均勻性測量機器通常通過測量在輪胎圍繞其軸線旋轉時在輪胎周圍的多個點處的力來計算上述和其它均勻性特性以產生均勻性波形。許多不同因素可對輪胎中的均勻性特性的存在產生貢獻。輪胎中的均勻性分散度可由輪胎諧波效應和過程諧波效應引起。輪胎諧波效應或“輪胎諧波”具有與輪胎圓周一致(例如，在輪胎圓周內擬合整數次數)的變化周期。輪胎諧波可歸因于胎面接頭寬度、成型鼓的失圓度、硫化機效應和其它效應。過程諧波效應或“過程諧波”具有不與輪胎圓周一致(例如，在輪胎圓周內不擬合整數次數)的變化周期。過程諧波大體上涉及過程要素而非輪胎圓周。過程諧波效應可(例如)由均勻性測量機器本身歸因于用以在均勻性測量期間負載輪胎的行走輪的不均勻性致使。過程諧波的表現可取決于過程諧波相對于輪胎圓周的引入速率而在不同輪胎間改變。技術實現要素：本發明的實施例的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或可從所述描述得知，或可通過實踐所述實施例得知。本發明的一個實例方面針對一種用于改進輪胎均勻性的方法。所述方法包含由一個或多個計算裝置獲得針對多個測試輪胎的集合所測量的均勻性參數的量值集合。每一量值與所述測試輪胎集合中的測試輪胎中的一個相關聯。所述方法進一步包含由一個或多個計算裝置變換量值集合以產生經變換量值集合，并由一個或多個計算裝置根據經變換量值估計可能性分布(例如，威布爾分布)的一個或多個參數。所述方法進一步包含由一個或多個計算裝置至少部分地基于可能性分布的一個或多個參數，確定指示可歸因于測量過程諧波的測量誤差的數據。所述方法進一步包含至少部分地基于指示測量誤差的數據，修改輪胎制造。本發明的另一實例方面針對一種用于改進輪胎均勻性的系統。所述系統可包含均勻性測量機器，所述均勻性測量機器經配置以獲得多個輪胎的集合的均勻性參數的均勻性測量值。所述系統可進一步包含與均勻性測量機器通信的一個或多個計算裝置。一個或多個計算裝置可包含計算機可讀指令，所述計算機可讀指令在由一個或多個處理器執行時使一個或多個處理器執行本文中所揭示的用于改進輪胎均勻性的方法中的任一個的一個或多個方面。參考以下描述以及所附權利要求書將更好地理解各種實施例的這些和其它特征、方面和優點。并入在本說明書中并且構成本說明書的一部分的附圖說明了本發明的實施例，并且與所述描述一起用于解釋相關原理。附圖說明在說明書中闡述針對于所屬領域的一般技術人員的實施例的詳細論述，其參考附圖做出，在附圖中：圖1(a)描繪針對五個代表性輪胎的與輪胎效應相關聯的均勻性波形。圖1(b)描繪與測量過程效應相關聯的均勻性波形。圖1(c)描繪針對五個代表性輪胎所測量的且組合輪胎效應和過程效應兩者的復合均勻性波形。圖2描繪根據本發明的實例方面的用于改進輪胎均勻性的實例方法的流程圖；圖3描繪根據本發明的實例方面的用于變換量值以獲得經變換量值集合的實例方法的流程圖；圖4描繪根據本發明的實例方面的實例經變換量值集合；圖5描繪根據本發明的實例方面的用于至少部分地基于經變換量值來確定可能性分布的一個或多個參數的實例方法的流程圖；以及圖6描繪根據本發明的實例方面的用于改進輪胎均勻性的實例系統。具體實施方式現在將詳細參考實施例，在圖式中說明所述實施例中的一個或多個實例。每一實例是以解釋本發明而非限制本發明的方式提供。實際上，對于所屬領域的技術人員將顯而易見的是，可以在不脫離本發明的范圍或精神的前提下對實施例進行各種修改和變化。例如，說明或描述為一個實施例的一部分的特征可以與另一實施例一起使用以產生再一實施例。因此，希望本發明的各方面涵蓋此類修改和變化。綜述本發明的實例方面針對用于改進輪胎均勻性的方法和系統。更確切地說，可分析多個均勻性測量以識別對產生于測量過程諧波的均勻性測量值的貢獻。測量過程諧波可為與獲取輪胎的均勻性測量值相關聯的過程諧波效應，例如與在用均勻性測量機器獲取均勻性測量值期間使用的一個或多個過程元件(例如，行走輪)相關聯的過程諧波效應。測量過程諧波可僅由均勻性測量值的所述獲取產生，且可不有助于實際的輪胎不均勻性。一經識別，指示可歸因于測量過程諧波的測量誤差的數據就可用于校正輪胎所獲得的均勻性測量值。接著可至少部分地基于經校正測量值，修改輪胎制造以改進輪胎均勻性。更確切地說，可通過獲得輪胎的一個或多個旋轉的多個離散數據點處的多個均勻性測量值，分析均勻性參數。在離散數據點處執行的多個均勻性測量可共同地表示為均勻性波形。均勻性參數可為(例如)徑向偏心、徑向力變化、橫向偏心、橫向力變化、靜態平衡、切向力變化或其它合適的均勻性參數。均勻性測量值可表示為輪胎集合中的每一輪胎的均勻性概要數據。例如，均勻性概要數據可包含所關注的均勻性參數的一個或多個諧波(例如，傅里葉諧波)的量值和/或相角，例如徑向力變化的第一諧波。均勻性測量可具有來自輪胎諧波和過程諧波兩者的貢獻。輪胎諧波具有在輪胎圓周內擬合整數次數的周期。典型的輪胎諧波可歸因于胎面接頭寬度、成型鼓的失圓度、壓力效應和其它效應。過程諧波具有在輪胎圓周內不擬合整數次數的周期。典型的過程諧波可以例如在半成品(例如，胎面帶)的制備過程中由歸因于擠壓機控制系統的厚度變化或由可以使較軟產品的形狀變形的輥導致。過程諧波可在各種參數方面來表達或識別，所述參數包含但不限于相對于輪胎尺寸(例如，輪胎圓周、半徑、直徑、圍繞輪胎的數據點的離散數目或類似者)的引入速率(例如，頻率或周期)。引入速率還可表達為諧波數目(例如，1.25、0.8等)。當考慮總數為p的候選過程效應時，每一過程效應的引入速率可以在其相應諧波數目hp方面界定。測量過程諧波是可歸因于輪胎的均勻性測量值的獲取但并不有助于實際輪胎不均勻性的過程諧波。測量過程諧波可為由于用于測量輪胎均勻性自身的過程組件而在均勻性測量內出現的效應。例如，可通過在均勻性測量機器中旋轉輪胎一個或多個轉數，獲得均勻性測量值。在獲取均勻性測量值期間，可用行走輪負載輪胎。行走輪的目的是模擬輪胎沿著表面滾動以用于測量均勻性參數，例如徑向力變化、橫向力變化和/或切向力變化。行走輪的不均勻性自身可在輪胎所獲得的均勻性測量值中顯現。然而，行走輪的不均勻性并不有助于輪胎的實際不均勻性。圖1(a)到1(c)提供測量過程諧波可如何添加到現有輪胎諧波中以產生橫跨多個輪胎的均勻性變化的圖形表示。在圖1(a)中，所述圖形表示針對五個相應的測試輪胎的與輪胎效應相關聯的均勻性波形。均勻性波形可以是(例如)徑向力變化波形或其它合適的均勻性波形。注意，與每一輪胎的輪胎效應相關聯的均勻性波形大體上類似。圖1(a)的均勻性波形可由數個不同輪胎諧波組成，所述輪胎諧波中的每一個在由個別的測試輪胎的圓周(即LT)界定的周期內擬合整數倍。圖1(b)表示可影響輪胎的均勻性分散的示例性測量過程效應的模型。如圖所示，測量過程效應具有在由輪胎圓周LT界定的周期內不擬合整數倍的周期LP。對于圖1(b)中所描繪的實例，測量過程效應具有大致為輪胎圓周LT1.5倍的周期Lp。測量過程效應具有量值(例如，峰峰振幅)AP。圖1(c)表示所循序觀測的(即，所測量的)輪胎的復合均勻性波形。如圖1(c)中所展示，顯而易見的是，測量過程效應到輪胎效應的添加可使所測量均勻性波形內(或其特定諧波組件，例如，徑向力變化的第一諧波)的最大所觀測值對不同的輪胎來說是不同的，即使所有輪胎諧波橫跨多個輪胎保持一致。測量過程效應貢獻到所觀測波形的所估計量值可用于更好地分析均勻性測量值和/或用于校正輪胎制造過程的各種方面。根據本發明的實例方面，可通過校正測量過程諧波的均勻性測量值，改進輪胎均勻性。更確切地說，可針對多個輪胎的集合中的每一輪胎，獲得均勻性參數的量值。與輪胎集合相關聯的量值可根據可能性分布函數(例如，威布爾分布函數)進行變換，以獲得經變換量值集合。可至少部分地基于經變換量值，估計與可能性分布函數(例如，威布爾分布)相關聯的參數。與可能性分布函數相關聯的參數可接著用于確定指示可歸因于測量過程諧波的均勻性測量值的測量誤差(例如，方差)的數據。指示測量誤差的數據可用于校正輪胎所獲得的均勻性測量值，并用于至少部分地基于經校正測量值，修改輪胎制造。例如，在一個實例實施方案中，經變換量值集合可具有一般線性分布。如本文所使用，術語“一般線性”指代在完全線性關系的30％內。可針對一般線性分布使用(例如)回歸分析，估計最佳擬合線。可根據最佳擬合線，例如最佳擬合線的斜率和截距，估計與線性分布相關聯的參數。斜率和截距可用于估計威布爾分布的一個或多個參數。威布爾分布是可具有各種參數的可能性分布，所述參數包含形狀參數和尺度參數。形狀參數可指示威布爾分布的形狀，而尺度參數可指示威布爾分布的范圍。斜率和截距可用于估計威布爾分布的形狀參數和尺度參數。更確切地說，可至少部分地基于斜率，估計威布爾分布的形狀參數。可至少部分地基于截距，估計尺度參數。可至少部分地基于威布爾分布的形狀參數和/或尺度參數，確定指示測量誤差的數據。例如，可識別所估計形狀參數和基線威布爾分布的形狀參數之間的差。基線威布爾分布可與輪胎集合的量值的預期分布相關聯。形狀參數之間差可用于估計指示測量誤差的數據(例如，可歸因于測量誤差的方差)。可通過至少部分地基于指示可歸因于測量過程諧波的測量誤差來校正均勻性測量值，修改輪胎制造。通過清潔可僅歸因于測量均勻性的任何效應的測量值，經校正均勻性測量值可提供輪胎的均勻性的更精確表示。使用經校正均勻性測量值可產生較高均勻性良率和對輪胎均勻性的改進的過程控制。用于改進輪胎均勻性的實例方法圖2描繪根據本發明的實例方面的用于改進輪胎均勻性的實例方法(200)的流程圖。出于說明和討論的目的，圖2描繪以特定次序執行的步驟。所屬領域的一般技術人員使用本文中所提供的揭示內容將理解，可在不偏離本發明的范圍的情況下以各種方式省略、重排、擴充、調整和/或修改本文中所揭示的方法中的任一個。在(202)處，所述方法包含獲得一個或多個輪胎的集合中的每一輪胎的所測量均勻性參數的量值。所測量均勻性參數可對應于任何合適的均勻性參數。例如，均勻性測量值可對應于(例如)均勻性參數，如徑向力變化(RFV)、橫向力變化(LFV)、切向力變化(TFV)、其一個或多個諧波和其它參數。量值集合中的每一量值可從每一輪胎的所測量均勻性參數導出。例如，可針對圍繞輪胎的多個離散數據點(例如，128個數據點)使用均勻性測量機器獲得均勻性參數的均勻性測量值。均勻性測量值可對應于均勻性波形。可使用傅里葉分解，將均勻性波形分解成各種諧波(例如，第1諧波、第2諧波等)。每一諧波可與量值(例如，峰峰振幅)和/或相角相關聯。相角可指示圍繞輪胎的方位角的諧波的峰值的位置。在某些實施例中，不需要相角信息來識別指示可歸因于根據本發明的實例方面的一個或多個測量過程諧波的測量誤差的數據。在一個實施例中，量值可以事先從所測量均勻性參數導出并存儲在存儲器中。獲得所觀測量值可包含存取存儲于存儲器中的所觀測量值。在另一實施例中，獲得所觀測量值可包含結合利用均勻性測量機器測量均勻性參數，根據所測量均勻性參數計算所觀測量值。輪胎集合中輪胎的數目可經選擇以提供用于識別可歸因于根據本發明的實例方面的測量過程諧波的測量誤差的適當樣本。例如，在一個特定實施方案中，輪胎的數目可在10到100個輪胎的范圍內。可從存儲于(例如)存儲器裝置中的針對測試輪胎的集合所獲得的歷史均勻性數據的數據庫存取均勻性測量值或可使用測試輪胎的集合以物理方式測量均勻性測量值。在(204)處，所述方法包含變換量值以獲得經變換量值集合。可根據可能性分布函數(例如威布爾分布函數)變換量值，使得可以根據經變換量值估計可能性分布函數的參數。參看威布爾可能性分布論述本發明的各方面。所屬領域的一般技術人員使用本文所提供的揭示內容將理解，在不偏離本發明的范圍的前提下可使用其它合適的可能性分布實施本發明的各方面。圖3描繪根據本發明的實例方面的用于變換量值以獲得經變換量值集合的實例方法(300)的流程圖。在(302)處，確定量值集合的排序次序。例如，可將量值集合從最小量值排序到最大量值，其中較高量值被指派較高的排序次序。表1提供與10個輪胎的集合相關聯的徑向力變化的量值集合的實例排序次序。表1排序次序量值排序次序量值11.4567.5723.52710.4535.11812.1645.82914.1256.791017.54在(304)處，至少部分地基于排序次序，將分位數指派給每一量值。在一個實施例中，量值的分位數可被定義如下：q＝(s-0.1)/n其中q是量值的分位數，s是量值集合中的量值的排序次序，n是量值集合中的量值數目n。對本變換的其它修改是可能的。在(306)處，根據分布函數變換每一量值的分位數以產生經變換分位數。在一個示例實施例中，根據如下可能性分布變換分位數：qt＝log(log(1/(1-q)))其中qt是經變換分位數，且q是分位數。在(308)處，每一量值被變換為經變換量值。例如，可針對每一量值獲得每一經變換量值，如下：mt＝logm其中mt是經變換量值，且m是量值。本文中論述的全部對數可為自然對數或其它合適的對數。在(310)處，基于經變換分位數，確定經變換量值的經變換排序次序。例如，可至少部分地基于與經變換量值相關聯的經變換分位數，對經變換量值進行排序。表2提供對應于在表1中提供的量值的經變換量值集合的實例經變換排序次序。表2經變換分位數經變換量值經變換分位數經變換量值-2.360.37-0.112.02-1.561.260.162.35-1.071.630.452.50-0.71.760.792.65-0.41.911.532.86根據本發明的實例方面的經變換量值集合可具有一般線性關系。例如，圖4描繪表2的經變換量值的分布400。圖4繪制沿著橫坐標的經變換分位數和沿著縱坐標的經變換量值。如圖4中所展示，經變換量值的分布400具有一般線性關系。線性關系的特性可用于識別與可能性分布相關聯的一個或多個參數。返回參看圖2的(206)處，可至少部分地基于經變換量值，估計可能性分布(例如，威布爾分布)的一個或多個參數。例如，可至少部分地基于經變換量值，估計與威布爾分布相關聯的尺度參數和形狀參數。圖5描繪根據本發明的實例方面的用于至少部分地基于經變換量值估計威布爾分布的參數的實例方法(500)的流程圖。在(502)處，存取經變換量值集合。例如，可存取圖4中描繪的經變換量值400的分布400。在圖5的(504)處，針對經變換量值使用(例如)回歸分析，確定最佳擬合線。圖4描繪確定的(例如)經變換量值的分布400的實例最佳擬合線410。在圖5的(506)處，識別最佳擬合線的斜率和截距(例如，y截距)可至少部分地基于斜率和截距，估計威布爾分布的參數。更確切地說，在圖5的(508)處，可至少部分地基于最佳擬合線的斜率，識別威布爾分布的形狀參數。在一個實例實施方案中，形狀參數等于最佳擬合線的斜率。在(510)處，可至少部分地基于最佳擬合線的斜率和截距，估計威布爾分布的尺度參數。在一個實例實施方案中，尺度參數識別如下：其中α是尺度參數。返回參看圖2的(208)處，方法(200)包含估計至少部分地基于與可能性分布相關聯的參數，可歸因于測量過程諧波的測量誤差。更確切地說，與可能性分布相關聯的所估計參數從與基線分布相關聯的參數的預期基線集合的偏離可指示量值的測量誤差。例如，與輪胎均勻性相關聯的基線威布爾分布可具有基線形狀參數和基線尺度參數。根據本發明的實例方面所估計的形狀參數可與基線形狀參數比較以確定可歸因于測量過程諧波的測量誤差的存在。在一個特定實施方案中，可通過識別與測量誤差相關聯的方差，量化可歸因于測量過程諧波的測量誤差。可基于經變換量值的分布的形狀參數中的偏置之間的關系，識別與測量誤差相關聯的方差。使用本關系，可至少部分地基于形狀參數計算方差，如下：其中σu是可歸因于測量誤差的方差，σw是可歸因于量值的基線威布爾分布的方差，β是所估計形狀參數。可歸因于測量誤差的方差可用于確定與測量過程諧波相關聯的一個或多個參數，例如測量過程諧波的量值和頻率(例如，諧波數目)。例如，可至少部分地基于方差，使用(例如)將方差與測量過程諧波的量值和/或頻率關聯的查找表或模型，識別與測量過程諧波相關聯的一個或多個參數。在(210)處，可至少部分地基于測量誤差，修改輪胎制造以改進輪胎均勻性。例如，可使用針對測量過程諧波識別的一個或多個參數，校正一個或多個輪胎的均勻性測量值。例如，可調整均勻性測量值的分布以至少部分地基于可歸因于測量過程諧波的方差，確定經校正方差。接著可至少部分地基于經校正均勻性測量值，修改輪胎制造。例如，可通過至少部分地基于經校正均勻性測量值，對輪胎進行排序和/或分級來修改輪胎制造。作為另一實例，可通過基于經校正均勻性測量值確定對校正性動作(例如，磨削、燒蝕等)的需要來修改輪胎制造。作為又一實例，可根據經校正均勻性測量值識別輪胎諧波和其它過程諧波，以將信息提供到生產系統，從而用于過程控制和改進活動。用于改進輪胎均勻性的實例系統現參看圖6，說明用于實施上述方法的實例系統組件的示意性概述。根據多個相應的制造過程構造實例輪胎600。此類輪胎成型過程可(例如)包含應用各種橡膠化合物和/或其它合適的材料的層以形成輪胎胎體、提供輪胎帶部分以及胎面部分以形成輪胎頂點塊、將生胎定位在硫化機中，以及硫化成品生胎等。此類相應的過程元件表示為圖6中的602a、602b、……、602n并且進行組合以形成實例輪胎600。應了解，可以通過各種過程602a到602n的一次反復構造一批多個輪胎。仍參看圖6，提供測量機器604以獲得輪胎600的均勻性測量值。均勻性測量機器604可經配置以測量均勻性參數，例如徑向力變化、橫向力變化、切向力變化、徑向偏心、橫向偏心和輪胎600的其它均勻性參數。均勻性測量機器604還可包含用以負載輪胎以在輪胎600旋轉時獲得力測量值的行走輪。盡管出于易于說明和清晰目的，圖6中僅展示一個計算機和處理器，但可將由測量機器604獲得的測量結果轉發，使得其在可分別含有一個或多個處理器608的一個或多個計算裝置606處被接收。處理器608可經配置以接收來自輸入裝置614的輸入數據或存儲在存儲器612中的數據。處理器608接著可根據所揭示的方法分析此類測量值，并且經由輸出裝置616向用戶提供可使用的輸出(例如數據)或者向過程控制器618提供信號。均勻性分析可以替代地由一個或多個服務器610或橫跨多個計算和處理裝置實施。可提供各種存儲器/媒體元件612a、612b、612c(統稱為“612”)作為一個或多個種類的非暫時性計算機可讀媒體的單個或多個部分，包含(但不限于)RAM、ROM、硬盤驅動器、閃存驅動器、光學媒體、磁性媒體或其它存儲器裝置。圖6的計算/處理裝置可適于充當專用機器，所述專用機器通過存取存儲在存儲器/媒體元件中的一個或多個中的以計算機可讀形式呈現的軟件指令來提供所需功能性。當使用軟件時，任何合適的程序設計、腳本或其它類型的語言或語言的組合可用以實施本文中含有的教示。在一個實施方案中，處理器608可執行存儲在存儲器元件612a、612b和612c中的一個或多個中的計算機可讀指令以使所述處理器執行操作。操作可包含識別可歸因于本文中所揭示的根據本發明的實例方面的一個或多個測量過程諧波的測量誤差。模擬結果根據具有形狀參數2.0和尺度參數8.0的威布爾分布，產生模擬量值集合。接著，模擬數據與具有均值0.0和標準差0.5的隨機常態噪聲折衷，以模擬測量誤差。根據本發明的實例方面變換量值，并且使用回歸分析確定經變換量值的最佳擬合線。確定最佳擬合線的斜率和截距。斜率和截距用于估計威布爾分布的形狀參數2.17和威布爾分布的尺度參數8.45。形狀參數2.17從量值的原始威布爾分布的形狀參數2.0的偏離指示測量誤差的存在。實例結果根據本發明的實例方面變換多個輪胎的量值集合，并且使用回歸分析確定經變換量值的最佳擬合線。確定最佳擬合線的斜率和截距。斜率和截距用于估計威布爾分布的形狀參數2.48和威布爾分布的尺度參數4.05。依據根據本發明的實例方面的威布爾分布，測量方差σu被估計為0.711。盡管已經相對于本發明的特定實例實施例詳細地描述了本發明，但所屬領域的技術人員應了解，在理解前述內容的基礎上可易于對此類實施例進行更改、制得此類實施例的變體以及等效物。因此，本發明的范圍是作為實例而非作為限制，并且本發明并不排除將此類修改、變化和/或添加包含到本發明中，這對所屬領域的一般技術人員將是顯而易見的。當前第1頁1 2 3