專利名稱：用于確定車輪的輪胎胎面的狀況的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于利用非接觸方式采集數(shù)據(jù)和對(duì)采集的數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析來(lái)確定車輪的輪胎胎面的狀況的設(shè)備和方法，更具體地， 涉及一種通過(guò)非接觸式測(cè)量獲得數(shù)據(jù)以確定輪胎狀況的設(shè)備。
背景技術(shù)：
例如，在US7269997B2中揭示了用于通過(guò)將射線對(duì)準(zhǔn)待檢驗(yàn) 的輪胎并感測(cè)反射的射線來(lái)分析輪胎狀況的非接觸式方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在本說(shuō)明書的開頭部分中提出的方 法和設(shè)備，其提供了對(duì)車輪輪胎的剩余里程(使用期限)的預(yù)測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于方法方面，該目的是通過(guò)如下技術(shù)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(fā)射電磁射線；(2)響應(yīng) 于發(fā)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(gè)點(diǎn)的相應(yīng)高度的高度數(shù) 據(jù)；(4)在連續(xù)的時(shí)間間隔中重復(fù)步驟(1 )到(3)，在所述時(shí)間 間隔內(nèi)車輪已經(jīng)行駛預(yù)定距離，并且分別與行駛距離相關(guān)地存儲(chǔ)相 應(yīng)的高度數(shù)據(jù)，特別是這些高度數(shù)據(jù)的平均值；和(5)從一系列存 儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)中得出輪胎的剩余里程。
根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于設(shè)備方面，該目的是通過(guò)如下技術(shù)方案得到 解決 一種用于確定車輪的輪胎胎面的狀況的設(shè)備，該車輪包括輪 圏和輪胎，該設(shè)備包括發(fā)射源，其用于朝向輪胎胎面發(fā)射電磁射 線；至少一個(gè)檢測(cè)器，其用于響應(yīng)于發(fā)射的射線接收從所述車輪組件反射的射線；數(shù)據(jù)處理裝置，該數(shù)據(jù)處理裝置連接到所述發(fā)射源 和所述至少一個(gè)檢測(cè)器上，以處理數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)處理裝置被 構(gòu)造為執(zhí)行以下步驟基于從所述至少一個(gè)檢測(cè)器接收的反射射線， 獲得高度數(shù)據(jù)，所述高度數(shù)據(jù)包括位于車輪組件的表面上的多個(gè)點(diǎn) 的相應(yīng)高度；存儲(chǔ)在多個(gè)時(shí)間間隔中連續(xù)獲得的高度數(shù)據(jù)，特別是 所述高度數(shù)據(jù)的平均值，其中在所述時(shí)間間隔內(nèi)車輪已經(jīng)行駛預(yù)定 距離；和從一 系列存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)中得出輪胎的剩余里程。
根據(jù)本發(fā)明，朝向輪胎胎面發(fā)射電磁射線，特別是光或者激光 射線。設(shè)置至少 一 個(gè)檢測(cè)器來(lái)響應(yīng)于發(fā)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(hào)被饋送到數(shù)據(jù)處理裝置，例如 運(yùn)行預(yù)定程序的計(jì)算機(jī)，以確定輪胎的狀況，特別是輪胎的剩余使 用期限(壽命、里程)?；趶闹辽僖粋€(gè)檢測(cè)器接收的信號(hào)，數(shù)據(jù) 處理裝置獲得車輪組件上的多個(gè)點(diǎn)的幾何信息，例如相對(duì)于參考基 線的高度或者深度。多個(gè)點(diǎn)可以位于在輪胎兩側(cè)壁之間延伸的輪胎 胎面上。從US5054918和US7269997中已知的非接觸式測(cè)量構(gòu)思也 可以用于實(shí)施本發(fā)明。
更具體地，關(guān)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(guò)非接觸式測(cè)量構(gòu)思獲得的高度或者深度信息 而產(chǎn)生。
在多個(gè)時(shí)間間隔中重復(fù)對(duì)輪胎胎面的掃描和對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)的 處理以獲得關(guān)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(jīng)行駛 預(yù)定距離例如15000公里之后。當(dāng)然，這個(gè)距離可以更長(zhǎng)或者更短。 每隔 一 個(gè)時(shí)間間隔的測(cè)量結(jié)果被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理裝置中，或者存儲(chǔ) 在單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，該數(shù)據(jù)庫(kù)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(dāng)?shù)奈恢?。?yōu)選地，數(shù)據(jù)庫(kù)位于輪胎修理店，該 輪胎修理店通常定期對(duì)汽車進(jìn)行修理和維護(hù)。分別與行駛距離相關(guān) 地存儲(chǔ)獲得的高度或者深度數(shù)據(jù)。
輪胎的剩余里程(壽命或者使用期限)可以從輪胎的當(dāng)前里程(行駛距離)和存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)計(jì)算得到。胎面磨損和行駛距離(里 程)之間的關(guān)系并不是線性的。大部分輪胎隨著它們的使用時(shí)間越 長(zhǎng)磨損趨于越慢。通過(guò)存儲(chǔ)獲得的結(jié)果，可以得到表明輪胎磨損的 歷史數(shù)據(jù)，以確定輪胎狀況。為了識(shí)別輪胎，相應(yīng)的識(shí)別數(shù)據(jù)與相
關(guān)的高度數(shù)據(jù)一起被存儲(chǔ)。特別地，射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)可以被
用來(lái)恢復(fù)輪胎的各個(gè)數(shù)據(jù)。
關(guān)于輪胎狀況的確定，測(cè)量構(gòu)思可以包括測(cè)量輪胎胎面的單個(gè) 圓周部分或者多個(gè)圓周部分，并且生成顯示輪胎表面上的各個(gè)高度 或者深度的表面輪廓。例如，輪胎表面可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)車輪至少一周 而進(jìn)行掃描。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，發(fā)射源連續(xù)地或者間斷地將射線發(fā)射 到輪胎胎面上，并且至少一個(gè)檢測(cè)器連續(xù)地或者以相應(yīng)的間斷方式 獲得(接收)從輪胎胎面反射的射線，并且將相應(yīng)的電信號(hào)傳輸?shù)?數(shù)據(jù)處理裝置。顯示整個(gè)圓周表面的表面輪廓可以由數(shù)據(jù)處理裝置 創(chuàng)建。此外，數(shù)據(jù)處理裝置可以計(jì)算測(cè)得的高度或者深度的平均值。 沿著輪胎胎面的 一個(gè)或者多個(gè)圓周部分測(cè)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(chǔ)，以確定剩余里程。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別的方面，可以在顯示裝置上示出高度/ 深度信息。
本發(fā)明可以應(yīng)用在車輪平衡機(jī)或者輪胎更換機(jī)中，該車輪平衡 機(jī)或輪胎更換機(jī)包括安裝裝置，車輪可以在軸上可旋轉(zhuǎn)地安裝到該
安裝裝置上。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將從下面的詳細(xì)描述變得明顯，下面的描述 僅僅是為了便于說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。如將被實(shí)現(xiàn) 的那樣，在這里說(shuō)明實(shí)施例。


了本發(fā)明的示例性實(shí)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(tǒng)的整體一見圖；圖2描述了圖l顯示的系統(tǒng)在具有用于旋轉(zhuǎn)地支撐車輛車輪的
軸的設(shè)備中的應(yīng)用，并且
圖3顯示了胎面磨損和行駛距離(里程)之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
圖1涉及本發(fā)明的一種實(shí)施方式，顯示了用于通過(guò)分析包括與 輪胎34的胎面上的多個(gè)點(diǎn)有關(guān)的例如為高度和/深度的幾何信息的 輪胎34的胎面輪廓來(lái)確定車輪14的狀況的示例性設(shè)備10 (非接觸 式分析系統(tǒng))，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(zhuǎn)地 安裝在設(shè)備16的軸18上，該設(shè)備16可以是車輪平衡機(jī)或者輪胎更 換機(jī)。胎面表面35包括胎面花紋36， 38和40。
如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)車輪14的狀況的設(shè) 備10包括帶有從動(dòng)軸18的裝置16、發(fā)射源22、至少一個(gè)檢測(cè)器24 和數(shù)據(jù)處理裝置26，車輛車輪14可被連接于從動(dòng)軸18上，發(fā)射源 22可以是諸如可以發(fā)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(dāng)?shù)墓庠矗辽僖粋€(gè)檢測(cè)器24可以是諸如照相機(jī)、電 荷耦合器件CCD或CMOS檢測(cè)器等，數(shù)據(jù)處理裝置26可以是例如 用于運(yùn)行相應(yīng)軟件以執(zhí)行至少一個(gè)檢測(cè)器24的檢測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià) 的計(jì)算機(jī)。例如為激光照明光的電磁射線28被朝向胎面表面25發(fā) 射，表示由胎面表面35反射的射線的電信號(hào)由至少一個(gè)檢測(cè)器24 產(chǎn)生，該至少一個(gè)檢測(cè)器24接收反射的射線，并且電信號(hào)被傳輸?shù)?數(shù)據(jù)處理裝置26，用于獲得沿著輪胎圓周的胎面輪廓的高度數(shù)據(jù)和 深度數(shù)據(jù)。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(hào)或數(shù)據(jù)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(gè)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(gè)圓周胎面部分進(jìn)行測(cè)量。
優(yōu)選地，通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置26計(jì)算測(cè)得的高度或者深度的平 均值。該平均值表示胎面磨損。該測(cè)量結(jié)果在給定的時(shí)間間隔內(nèi)或
7者在給定的行駛距離之后重復(fù)進(jìn)行，例如，在車輛修理店中進(jìn)行定
期車輛檢查時(shí)。每個(gè)測(cè)得的胎面磨損值被存儲(chǔ)，并且如同圖3中顯 示的曲線那樣的曲線可以由數(shù)據(jù)處理裝置26繪出或者計(jì)算得到。數(shù) 據(jù)處理裝置26可以包括數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)測(cè)得的胎面磨損數(shù) 據(jù)。根據(jù)繪制的趨勢(shì)磨損值，數(shù)據(jù)處理裝置26通過(guò)例如曲線擬合、 內(nèi)插法-外推法來(lái)計(jì)算輪胎的剩余功能或者允許的剩余用量(里程)。 通過(guò)識(shí)別(ID)系統(tǒng)，例如RFID系統(tǒng)，測(cè)得和存儲(chǔ)的數(shù)值可以與4侖 胎相關(guān)聯(lián)。
進(jìn)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(guān)聯(lián)。例如，胎面的單側(cè)磨損或者羽毛狀磨損指示轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或者懸 掛系統(tǒng)的缺陷。
基于位于十分之一毫米范圍內(nèi)的高的測(cè)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(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎的潛在磨損的早期 警告。當(dāng)使用線型掃描束(激光束)時(shí)，對(duì)胎面表面的逐點(diǎn)(dotwise) 掃描是沿著胎面表面35的圓周部分完成。當(dāng)使用平面掃描束時(shí)，可 以在車輪14的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)胎面表面35的整個(gè)寬度進(jìn)行掃描。
權(quán)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(fā)射電磁射線，(2)響應(yīng)于發(fā)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(gè)點(diǎn)的相應(yīng)高度的高度數(shù)據(jù)，(4)在連續(xù)的時(shí)間間隔中重復(fù)步驟(1)到(3)，在所述時(shí)間間隔內(nèi)車輪已經(jīng)行駛預(yù)定距離，并且分別與行駛距離相關(guān)地存儲(chǔ)相應(yīng)的高度數(shù)據(jù)，特別是這些高度數(shù)據(jù)的平均值，和(5)從一系列存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)中得出輪胎的剩余里程。
2. 如權(quán)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(dāng)前行駛距離和存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)計(jì)算得到。
3. 如權(quán)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(guò)至少一個(gè)以下步驟計(jì)算得到基于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行曲線 擬合，進(jìn)行內(nèi)插法-外推法處理。
4. 如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述高度數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中，所述存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)與相應(yīng) 的輪胎的識(shí)別數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
5. 如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì) 所述高度數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，以確定任何不正常的胎面磨損花紋。
6. 如權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所 述高度數(shù)據(jù)的獲得與車輪平衡操作或者輪胎更換搡作相關(guān)。
7. 如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通 過(guò)發(fā)射的射線對(duì)輪胎胎面的表面的至少 一 個(gè)圓周部分進(jìn)行掃描。
8. 如權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在 車輪被旋轉(zhuǎn)的同時(shí)掃描所述輪胎胎面。
9. 如權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述高度數(shù)據(jù)與相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度和沿輪胎胎面的寬度的位置相關(guān)聯(lián)。
10. —種用于確定車輪的輪胎胎面的狀況的設(shè)備，該車輪包括輪圈(20)和輪胎(34)，該設(shè)備包括發(fā)射源(22)，其用于朝向輪胎胎面發(fā)射電磁射線； 至少一個(gè)檢測(cè)器(24),其用于響應(yīng)于發(fā)射的射線接收從所述車輪組件反射的射線；數(shù)據(jù)處理裝置(26),該數(shù)據(jù)處理裝置(26)連接到所述發(fā)射源(22)和所述至少一個(gè)檢測(cè)器(24)上，以處理數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)處理裝置被構(gòu)造為執(zhí)行以下步驟基于從所述至少一個(gè)檢測(cè)器(24)接收的反射射線，獲得高度數(shù)據(jù)，所述高度數(shù)據(jù)包括位于車輪組件的表面上的多個(gè)點(diǎn)的相應(yīng)高度，存儲(chǔ)在多個(gè)時(shí)間間隔中連續(xù)獲得的高度數(shù)據(jù)，特別是所述高度 數(shù)據(jù)的平均值，其中在所述時(shí)間間隔內(nèi)車輪已經(jīng)行駛預(yù)定距離；和 從一 系列存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)中得出輪胎的剩余里程。
11. 如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝 置(26)被構(gòu)造為沿著胎面的至少一個(gè)圓周部分獲得高度數(shù)據(jù)。
12. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，覆蓋輪胎胎面的 整個(gè)表面的表面輪廓被掃描。
13. 如權(quán)利要求10到12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)處理裝置(26)適合于通過(guò)在所述車輪組件旋轉(zhuǎn)至少一圏 的同時(shí)掃描胎面表面(35)而獲得高度信息。
14. 如權(quán)利要求10到14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)射的電磁射線是激光射線。
15. 如權(quán)利要求10到15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于， 所述發(fā)射源(22)被構(gòu)造為以線型束的形式或者以平面束的形式發(fā) 射射線。
16. 如權(quán)利要求10到16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備適于應(yīng)用于車輪平衡機(jī)或者輪胎更換機(jī)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(shè)備，所述方法和設(shè)備執(zhí)行以下步驟(1)朝向輪胎胎面發(fā)射電磁射線，(2)響應(yīng)于發(fā)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(gè)點(diǎn)的相應(yīng)高度的高度數(shù)據(jù)，(4)在連續(xù)的時(shí)間間隔中重復(fù)步驟(1)到(3)，在所述時(shí)間間隔內(nèi)車輪已經(jīng)行駛預(yù)定距離，并且分別與行駛距離相關(guān)地存儲(chǔ)相應(yīng)的高度數(shù)據(jù)，特別是這些高度數(shù)據(jù)的平均值，和(5)從一系列存儲(chǔ)的高度數(shù)據(jù)中得出輪胎的剩余里程。
文檔編號(hào)G01M17/02GK101620031SQ20091013746
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者F·布拉格赫奧利 申請(qǐng)人:施耐寶儀器股份有限公司