[发明专利]一种轮胎滚动阻力精确测试的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于轮胎动力学特性测试试验领域，具体涉及一种轮胎滚动阻力精确测试方法及装置，通过消除垂直载荷对滚动阻力的耦合串扰，可精确测量轮胎的滚动阻力，为轮胎的动力学研究提供更加准确的试验数据。

背景技术

轮胎是汽车上的重要部件，整车与地面间的作用力都通过轮胎传递。轮胎力学特性是汽车性能分析与设计的基础，并且对汽车的安全性、操作稳定性、平顺性等性能有着重要的影响。轮胎力学特性试验台是轮胎特性建模以及整车建模、集成、调校与开发的关键设备之一，它可实现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度的运动参数及其与地面多分力的关系，它是汽车动力学仿真设计关键数据来源。

轮胎的滚动阻力是影响车辆燃油消耗的一个关键参数。相对于轮胎负荷，轮胎滚动阻力数值很小，因此其测量很困难，对设备精度的要求非常高。目前，国内外测试轮胎滚动阻力的方法很多，包括测力法、功率法、转矩法和减速法等，但无论哪种方法，其试验测量结果最终都应换算成作用于轮胎与路面间的滚动阻力。

轮胎力学特性试验台的关键部件是多分力传感器，但实际使用的多分力传感器各维力输出信号之间都存在着不同程度的耦合串扰。导致耦合串扰的因素主要有两个方面：一是多分力传感器的设计原理、加工制造、敏感元件特性等，二是多分力传感器在试验台上使用时的安装误差。这种相互耦合作用严重制约了传感器的测量精度,尤其是各维力大小相差悬殊时，由于耦合影响导致的测量误差不容小觑。例如通常情况下，轮胎的垂直载荷约为滚动阻力100倍，因此轮胎垂直载荷对滚动阻力产生的耦合是一个需要解决的重要问题。

为解决多分力传感器的耦合串扰问题，通常在传感器出厂前进行多分力传感器耦合系数的标定。目前常用线性解耦的方法使维间耦合减小，但研究表明，耦合是非线性的，线性解耦不能完全消除实际中存在的耦合误差，且因标定是在特定良好的环境下测得的，而轮胎试验台上的分力传感器使用环境比较恶劣，传感器的耦合系数会有所不同。再者，在轮胎试验台上安装多分力传感器时，安装误差（如传感器倾斜一个角度），也会对维间耦合系数产生一定的影响。上述实际试验中无法确定的因素使传感器的维间耦合关系更加复杂，在理论上难以定量描述。因此，有必要通过改进试验方法以最大程度的消除耦合的影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有轮胎滚动阻力测量精度上的不足，提供了一种轮胎滚动阻力精确测试方法及装置。

结合附图，说明如下：

一种轮胎滚动阻力精确测试的方法，按测试要求的垂直载荷设置轮胎处于纵向力为零的状态，通过对轮胎多分力传感器各个输出力通道的清零处理，保持传感器输出与轮胎实际所受纵向力状态一致，并以此为轮胎滚动阻力测试的基准点开始轮胎滚动状态下滚动阻力的测试，消除垂直载荷对滚动阻力的耦合串扰；至少包括以下步骤：

第一步：设置轮胎多分力传感器各个输出力通道的灵敏度，使其适合测试要求的垂直载荷；

第二步：使轮胎离开路面，对轮胎多分力传感器各个输出力通道清零，开始测量采集；

第三步：在轮胎与路面间放置悬浮托板装置，使悬浮托板悬浮的力要大于轮胎的垂直载荷F_Z0，以实现轮胎处于纵向力为零的状态，并将轮胎缓慢压在悬浮托板表面中心位置至测试要求的垂直载荷，待轮胎垂直载荷稳定后记录轮胎多分力传感器输出的垂直载荷F_Z0，之后再次对轮胎多分力传感器各个输出力通道清零，保持测量采集；

第四步：将轮胎抬离悬浮托板表面，移除悬浮托板装置，随后将轮胎压到路面上至垂直载荷为0；

第五步：增大轮胎多分力传感器各个输出力通道的灵敏度，使轮胎多分力传感器可更准确测量小载荷的变化；

第六步：开始轮胎滚动阻力测试试验，并采集试验数据；

第七步：试验数据处理：采集到的轮胎多分力传感器输出的纵向力即为轮胎滚动阻力；将采集到的轮胎多分力传感器输出的垂直载荷与之前测得的F_Z0相加即为轮胎的垂直载荷。

一种轮胎滚动阻力精确测试的方法，至少包括以下步骤：

第一步：设置轮胎多分力传感器各个输出力通道的灵敏度，使其适合测试要求的垂直载荷；

第二步：使轮胎离开路面，并对轮胎多分力传感器各个输出力通道清零，开始测量采集；