用于室內輪胎測試的可擴展車輛模型的制作方法
【專利說明】用于室內輪胎測試的可擴展車輛模型
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求2012年12月28日提交的美國臨時專利申請N0.61/746913的優先權，該臨時專利申請以全文引用方式并入本文。
【背景技術】
[0003]輪胎制造商經常對輪胎進行磨損測試。輪胎胎面磨損可能受到除輪胎構造和胎面化合物以外的多個變量的影響，諸如:環境因素(諸如溫度和降雨)、駕駛員嚴謹度(諸如駕駛風格和路線組成)、路面特性以及輪胎和車輛動態性質(諸如重量、重心位置、操縱期間的負荷傳遞、轉向運動學等等)。為了準確測量輪胎胎面磨損并且在各種輪胎模型之間進行比較，必須以這樣的方式進行測試:使來自環境、駕駛員嚴謹度、路面和車輛的影響保持不變，從而使胎面磨損結果不產生偏差。車輛特性可對輪胎磨損速率具有顯著影響并且導致不規則磨損傾向。只要測試中的所有輪胎均在同一車輛模型上進行評估，則由車輛引入的偏差對所有測試輪胎模型來說將是相同的。
[0004]專門針對特定車輛開發了一些輪胎，諸如原始設備制造商(“OEM”)輪胎。在這種情況下，應對具體OEM車輛進行輪胎測試，或者，如果在室內試驗機上進行測試，則應對該車輛進行精確模擬。然而，許多輪胎被設計為磨損或損壞的OEM輪胎的替換物；這些輪胎稱為“商業輪胎”。可不專門針對一種特定車輛，相反地，針對包括各種各樣的輪胎尺寸和相應負荷能力的車輛的整個市場細分來開發商業輪胎。多種尺寸和不同的輪胎負荷要求將通常需要對不同車輛進行測試，所述不同車輛可具有不同的壓載狀態。在這種情況下，車輛間偏差和測試輪胎的磨損性能是不可分的。對于室內測試，期望形成如下車輛模型:該車輛模型是某一細分(例如，前輪驅動轎車或輕運貨車)中車輛的“典型”，并且可連續擴展到不同的負荷。
[0005]需要輪胎測試系統和方法以準許在可擴展車輛模型(“SVM”)上對具有大范圍尺寸的輪胎進行室內模擬測試，這允許在無車輛間偏差的情況下對輪胎性能進行測量。
【發明內容】
[0006]在一個實施例中，提供一種用于創建用于室內輪胎測試的可擴展車輛模型(SVM)的方法，該方法包括:選擇表示具有各種重量的多個單個車輛的車輛細分；限定至少一個車輛模型參數，其包括下列參數中的至少一者:車輛的軸距、車輛的輪距、車輛的重心、車輛的懸架柔順性、車輛的懸架運動學、車輛的懸架對準、車輛的轉向運動學、車輛的重量分布、車輛的壓艙物、車輛的前后制動比例、輪胎剛度、車輛的空氣動力阻力、車輛的正面區、車輛的輔助輥剛度、車輛的縱向剛度、車輛的側偏剛度和車輛的非簧載質量；以及使用公式Pd) = Ctl(W)+C1(W)A-C2(W)AiC3(W)A3通過回歸分析表征作為SVM的總重量(“W”)的函數的至少一個車輛模型參數，其中P(W)是至少一個車輛模型參數，其中Cn(W)是作為W的多項式函數的回歸系數，并且其中A是自變量，其包括下列參數中的至少一者:震動和轉向角。在一個實施例中，Cn (W)等于Bnt^anWan2Wian3W3。在另一個實施例中，該方法還可包括創建作為W的函數的SVM。在另一個實施例中，該方法還可包括將作為W的函數的至少一個車輛模型參數的表征實施到車輛動力學軟件，并且將SVM施加到使用該車輛動力學軟件的至少一個操縱上，以確定該SVM的至少一個輪胎的輪胎負荷歷史。
[0007]在另一個實施例中，提供一種用于創建用于室內輪胎測試的可擴展車輛模型(SVM)的方法，該方法包括:選擇表示具有各種重量的多個單個車輛的車輛細分；限定至少一個車輛模型參數，其包括下列參數中的至少一者:車輛的軸距、車輛的輪距、車輛的重心、車輛的懸架柔順性、車輛的懸架運動學、車輛的懸架對準、車輛的轉向運動學、車輛的重量分布、車輛的壓艙物、車輛的前后制動比例、輪胎剛度、車輛的空氣動力阻力、車輛的正面區、車輛的輔助輥剛度、車輛的縱向剛度、車輛的側偏剛度和車輛的非簧載質量；使用公式Pd) = Ctl(W)+C1(W)A-C2(W)AiC3 (W) A3通過回歸分析表征作為SVM的總重量(“W”)的函數的至少一個車輛模型參數，其中P(W)是至少一個車輛模型參數，其中Cn(W)是作為W的函數的回歸系數，并且等于an(l+anlW+an2W2+an3W3，其中A是自變量，其包括下列參數中的至少一者:震動和轉向角；以及使用車輛動力學軟件來輸入作為W的函數的至少一個車輛模型參數的表征。
[0008]在另一個實施例中，提供一種用于創建用于室內輪胎測試的可擴展車輛模型(SVM)的方法，該方法包括:選擇表示具有各種重量的多個單個車輛的車輛細分；限定至少一個車輛模型參數，其包括下列參數中的至少一者:車輛的軸距、車輛的輪距、車輛的重心、車輛的懸架柔順性、車輛的懸架運動學、車輛的懸架對準、車輛的轉向運動學、車輛的重量分布、車輛的壓艙物、車輛的前后制動比例、輪胎剛度、車輛的空氣動力阻力、車輛的正面區、車輛的輔助輥剛度、車輛的縱向剛度、車輛的側偏剛度和車輛的非簧載質量；使用公式Pd) = Ctl(W)+C1(W)A-C2(W)AiC3 (W) A3通過回歸分析表征作為SVM的總重量(“W”)的函數的至少一個車輛模型參數，其中P(W)是至少一個車輛模型參數，其中Cn(W)是作為W的函數的回歸系數，并且等于an(l+anlW+an2W2+an3W3，其中A是自變量，其包括下列參數中的至少一者:震動和轉向角；使用車輛動力學軟件來輸入作為W的函數的至少一個車輛模型參數的表征；將SVM施加到車輛動力學軟件中的至少一個操縱上，以確定下列參數中的至少一者:加速度、減速度和側向加速度；并且針對SVM的每個車輪創建車輪負荷歷史；以及創建可作為W的函數而擴展的SVM。
【附圖說明】
[0009]并入說明書并構成說明書的一部分的附圖示出了各種示例性方法、數據集和結果，并且僅用于示出各種示例性實施例。在附圖中，類似元件具有類似的參考編號。
[0010]圖1示出在數據集的P(W)回歸分析之后的示例性結果。
[0011]圖2示出在數據集的P(W)回歸分析之后的示例性結果。
[0012]圖3示出在數據集的P(W)回歸分析之后的示例性結果。
[0013]圖4示出用于創建用于室內輪胎測試的SVM的示例性方法400。
[0014]圖5示出用于創建用于室內輪胎測試的SVM的示例性方法500。
[0015]圖6示出用于創建用于室內輪胎測試的SVM的示例性方法600。
【具體實施方式】
[0016]商業輪胎可被構造成適合具有一系列重量、輪緣尺寸、懸架幾何形狀、轉向幾何形狀等等的車輛細分。可優化商業輪胎以為車輛細分提供最佳的磨損特性。
[0017]在實際車輛上對商業輪胎進行測試導致影響測試結果的車輛偏差。即，如果在車輛A上測試輪胎，則車輛A的重量、輪緣尺寸、懸架幾何形狀、轉向幾何形狀等等可以不同于車輛B的方式影響該輪胎的磨損性能。
[0018]可代替車輛細分中各種車輛中的任一種使用每個車輛細分中的SVM，該SVM反映車輛細分的一般特性，同時可逐漸并且連續擴展。車輛A、車輛B等等的SVM的替代物用于移除商業輪胎室內測試中的車輛偏差，并且消除對每個單個車輛A、車輛B等等上的商業輪胎進行實際測試的需要。
[0019]可以使用各種車輛細分。可能的車輛細分可包括(例如)后輪驅動(“RWD”)輕運貨車、前輪驅動(“FWD”)轎車以及大型運動型多用途車輛(“SUV”)。UTQG測試要求在整個車輛細分上可不同。例如，RWD輕運貨車可能需要50/50前后壓艙物。又如，FWD轎車可能需要路緣加上駕駛員壓艙物。在一個實施例中，可創建并且分析各種車輛細分中的任一種車輛細分。在另一個實施例中，可基于其上可施加多種商業輪胎中的任一種的預期車輛創建車輛細分。在一個實施