一种轮胎制动性能多维度验证方法及系统

技术领域

本申请涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种轮胎制动性能多维度验证方法及系统。

背景技术

轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品，通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。

由于影响轮胎制动性能的因素有很多，为了获取到较为准确的结果目前轮胎制动性能一般采用直接安装到整车上进行评测或采用仿真方式进行评测。整车验证试验虽然获取的数据非常接近实际使用环境下得到的具体值，但是其实现过程复杂需要大量的人力和物力，对试验环境要求苛刻；而仿真方式需要搭建复杂的仿真模型，对计算机硬件要求较高且需要专业的技术人员。

因此，如何方便且准确的进行轮胎制动性能验证是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种轮胎制动性能多维度验证方法及系统，从多维度对轮胎制动性进行验证，能够根据获得的直线制动曲线和转弯制动曲线，方便快捷的获得验证结果，操作要求较低，且具有一定的准确度。

第一方面，本申请提供了一种轮胎制动性能多维度验证方法，所述方法包括以下步骤：

选定多个评价维度，所述评价维度包括胎体层数、角胶高度、带束角度、带束材料以及载荷情况；

依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

根据各所述直线制动性能曲线、各所述转弯制动曲线以及各所述评价维度，分析获得制动性能优化表；其中，

所述制动性能优化表包括在不同载荷情况下，直线制动性能最佳或转弯制动性能最佳时对应的各所述评价维度的参数。

具体的，从所述依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

选定胎体层数为单层或双层，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

具体的，从所述依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定角胶高度的多种高度尺寸，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

具体的，从所述依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定带束角度的多种角度尺寸，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

具体的，从所述依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定带束材料的两种强度尺寸，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

具体的，根据各所述直线制动性能曲线、各所述转弯制动曲线以及各所述评价维度，分析获得制动性能优化表中，包括以下步骤：

根据各所述评价维度对应的各所述直线制动性能曲线和各所述转弯制动曲线，获得各曲线对应的拐点和极值点；

根据各所述拐点和各所述极值点，分析各所述评价维度分别对直线制动性能以及转弯制动性能的影响，并获得制动性能优化表。

具体的，所述直线制动性能曲线用于表示纵向力与滑移率之间的对应关系；

所述转弯制动曲线用于表示纵向力、滑移率以及侧向力之间的对应关系。

具体的，在进行台架验证试验时：

按照预设的试验气压、试验速度、试验侧偏角以及试验滑移率对六分力试验机进行调试后进行台架验证试验。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行整车验证试验，获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

将整车验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线与台架验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线进行比对，验证台架验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线的准确度。

第二方面，本申请提供了一种轮胎制动性能多维度验证系统，所述系统包括：

计算主机，其用于选定多个评价维度，所述评价维度包括胎体层数、角胶高度、带束角度、带束材料以及载荷情况；

六分力试验机，其用于依次对应各项所述评价维度选择不同的参数，并保持其他所述评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验；

所述计算主机，其还用于根据台架验证试验结果获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

所述计算主机，其还用于根据各所述直线制动性能曲线、各所述转弯制动曲线以及各所述评价维度，分析获得制动性能优化表；其中，

所述制动性能优化表包括在不同载荷情况下，直线制动性能最佳或转弯制动性能最佳时对应的各所述评价维度的参数。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

1、本申请从多维度对轮胎制动性进行验证，能够根据获得的直线制动曲线和转弯制动曲线，方便快捷的获得验证结果，操作要求较低，且具有一定的准确度。

2、本申请获得的制动性能优化表能够直观提醒各评价维度的参数对制动性能的影响，为轮胎设计和制造提供方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的直线制动性能曲线对照图(一)；

图3为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的直线制动性能曲线对照图(二)；

图4为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的转弯制动性能曲线对照图(一)；

图5为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的转弯制动性能曲线对照图(二)；

图6为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的转弯制动性能曲线对照图(三)；

图7为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的转弯制动性能曲线对照图(四)；

图8为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的整车制动性能曲线对照图(一)；

图9为本申请实施例中提供的轮胎制动性能多维度验证方法的整车制动性能曲线对照图(二)。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

本申请实施例提供一种轮胎制动性能多维度验证方法及系统，从多维度对轮胎制动性进行验证，能够根据获得的直线制动曲线和转弯制动曲线，方便快捷的获得验证结果，操作要求较低，且具有一定的准确度。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

一种轮胎制动性能多维度验证方法，该方法包括以下步骤：

S1、选定多个评价维度，评价维度包括胎体层数、角胶高度、带束角度、带束材料以及载荷情况；

S2、依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

S3、根据各直线制动性能曲线、各转弯制动曲线以及各评价维度，分析获得制动性能优化表；其中，

制动性能优化表包括在不同载荷情况下，直线制动性能最佳或转弯制动性能最佳时对应的各评价维度的参数。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

第一方面，参见图1～9所示，本申请实施例提供一种轮胎制动性能多维度验证方法，该方法包括以下步骤：

S1、选定多个评价维度，评价维度包括胎体层数、角胶高度、带束角度、带束材料以及载荷情况；

S2、依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

S3、根据各直线制动性能曲线、各转弯制动曲线以及各评价维度，分析获得制动性能优化表；其中，

制动性能优化表包括在不同载荷情况下，直线制动性能最佳或转弯制动性能最佳时对应的各评价维度的参数。

需要说明的是，本申请实施例中，为了验证不同评价维度对直线制动性能和转弯制动性能的影响，需要在测试任一评价维度时，保证其他评价维度保持一致。

本申请实施例从多维度对轮胎制动性进行验证，能够根据获得的直线制动曲线和转弯制动曲线，方便快捷的获得验证结果，操作要求较低，且具有一定的准确度；

本申请实施例中获得的制动性能优化表能够直观提醒各评价维度的参数对制动性能的影响，为轮胎设计和制造提供方便。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

选定胎体层数为单层或双层，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定角胶高度的多种高度尺寸，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

其中，角胶高度具体可以包括由低到高依次排序的三种尺寸，即低尺寸、中尺寸以及高尺寸。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定带束角度的多种角度尺寸，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

其中，带束角度具体可以包括由低到高依次排序的三种角度，即低角度、中角度以及高角度。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定带束材料的两种强度尺寸，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

其中，带束材料具体可以包括由弱到强依次排序的两种强度，即低强度和高强度。

具体的，根据各直线制动性能曲线、各转弯制动曲线以及各评价维度，分析获得制动性能优化表中，包括以下步骤：

根据各评价维度对应的各直线制动性能曲线和各转弯制动曲线，获得各曲线对应的拐点和极值点；

根据各拐点和各极值点，分析各评价维度分别对直线制动性能以及转弯制动性能的影响，并获得制动性能优化表。

具体的，直线制动性能曲线用于表示纵向力与滑移率之间的对应关系；

转弯制动曲线用于表示纵向力、滑移率以及侧向力之间的对应关系。

具体的，在进行台架验证试验时：

按照预设的试验气压、试验速度、试验侧偏角以及试验滑移率对六分力试验机进行调试后进行台架验证试验。

进一步的，方法还包括以下步骤：

依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行整车验证试验，获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

将整车验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线与台架验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线进行比对，验证台架验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线的准确度。

需要说明的是，根据实际需求和设备条件的情况，每种评价维度对应的参数数量可以进行调整，当每种评价维度对应的参数数量增多时，虽然会增加验证工作量，但是会提高验证结果的准确度。

在此，对本申请实施例的具体实施流程进行说明，在具体实施时，进行台架验证试验后进行整车验证试验进行验证，具体流程如下：

首先，对进行台架验证试验的六分力试验机进行设置，台架验证试验采用轮胎六分力试验机，轮胎六分力试验机是由驾驶员输入和车辆响应而建立起来的轮胎使用变量的复杂的非线性函数，通过模拟车辆直线制动的纯纵滑测试和模拟车辆转向制动的复合工况滑移测试。

台架验证试验具体测试信息如表1所示：

表1

再对整车验证试验进行设置，以100km/h为起始制动速度的直线制动测试，以60km/h为固定速度按一定转角的转向制动测试两个部分。通过六分力设备测试采集车辆在行驶过程中产生的纵向力和载荷变化趋势，用于表示车辆轮胎结构改变对车辆制动性能的影响，本申请实施例中，台架与整车验证如下表2所示：

表2

在此，对各评价维度对应参数的组合进行举例说明，具体情况可以是表3所示：

表3

进行台架验证试验后，获得对应的直线制动性能曲线，如说明书附图的图2和图3，图2为直线制动性能曲线对照图(一)，图3为直线制动性能曲线对照图(二)。

通过对图2和图3分析可知：

胎体组：在三种载荷下，单层胎体提供更大的制动力，单层胎体比双层胎体的干地制动性能要好；

三角胶组：在低载荷的条件下，G方案>F方案>M方案，在中载荷下，F方案>G方案>M方案，而在高载荷的情况下，M方>F方案>G 方案，三角胶高度有一个性能最优的极值点，超过或低于这个极值点，干地直线制动性能都会变差；

带束角度组：不同载荷下，带束角度有一个性能最优的极值点，这个极值点随着载荷的增加，带束角度变化对干地直线制动性能影响都会变差。带束角度中间角度时转向制动性能更优，带束角度变小或变大会降低轮胎转弯制动性能；

带束材料组：不同载荷下，带束材料有一个性能最优的极值点，这个极值点随着载荷的增加，带束角度变化对干地直线制动性能影响都会变差。

进行台架验证试验后，获得对应的转弯制动性能曲线，如说明书附图的图4至图7，图4为转弯制动性能曲线对照图(一)，图5为转弯制动性能曲线对照图(二)，图6为转弯制动性能曲线对照图(三)，图7为转弯制动性能曲线对照图(四)。

需要说明的，本申请实施例在分析转向制动时除了考虑纵向力Fx 外，还要考虑侧向力Fy的变化；

曲线分析：转向制动测试评价，轮胎在转弯制动时横向抓地力的变化趋势，从而判定车辆转弯制动时的行驶稳定性，推断是否会出现推头或甩尾现象。

通过对图4至图7分析可知：

胎体组：胎体组的表现与直线制动时的表现趋势相同，随着载荷增加侧向力差异增大，直线抓地力Fx和横向抓地力Fy都是A方案优于B方案。故在三个不同载荷下，单层胎体转弯制动优于双层胎体；

三角胶组：在不同载荷在，M方案的转弯制动性能比其它两个方案都要好，F方案与G方案的数据较为接近，后续在考虑车辆转弯制动性能路，选取50mm高度的三角胶更优；

带束角度组：在不同载荷下，转向制动性能：N方案＞J方案≈H 方案，带束角度J转向制动性能更优，带束角度变小或变大都会降低轮胎转弯制动性能；

带束材料组：由图可以看出在不同载荷下，带束钢丝材料A方案的转弯制动性能更优。

进行整车验证试验，轮胎整车制动性能评价通过分析在车辆制动的过程中，施加在轮胎上的载荷会发生突变，探究纵向力和载荷之间的关系，分析不同结构轮胎对制动性能的影响，如说明书附图的图8 和图9，图8为整车制动性能曲线对照图(一)，图9为整车制动性能曲线对照图(二)。

将台架验证试验获得的图2至图7与整车验证试验获得的图8至图9进行比对，比对发现胎体组在整车验证和台架验证的结果一致，三角胶组在整车验证和台架验证的结果基本一致，带束角度组在整车验证和台架验证的结果一致，带束材料对整车制动表现影响极小。

本申请实施例，通过对比整车与台架对比，有效的识别了整车与台架制动性能测试的一致性。通过多维度评价结果，可以有效的识别出轮胎选型的特性指标。

本申请实施例根据整车验证和台架验证可以得出有关制动性能多维度评价结果，从下方表4可以看出，直线制动性能好的轮胎转向制动性能不是最优，因而，主机厂在进行轮胎选型，进行方案设计时，要充分考虑轮胎制动性能的多维度评价，二者需要权衡，提升轮胎的综合水平，避免仅考察直线制动忽略转弯制动，影响整车的整体评价效果。

表4

第二方面，本申请实施例提供一种轮胎制动性能多维度验证系统，该系统包括：

计算主机，其用于选定多个评价维度，评价维度包括胎体层数、角胶高度、带束角度、带束材料以及载荷情况；

六分力试验机，其用于依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验；

计算主机，其还用于根据台架验证试验结果获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

计算主机，其还用于根据各直线制动性能曲线、各转弯制动曲线以及各评价维度，分析获得制动性能优化表；其中，

制动性能优化表包括在不同载荷情况下，直线制动性能最佳或转弯制动性能最佳时对应的各评价维度的参数。

需要说明的是，本申请实施例中，为了验证不同评价维度对直线制动性能和转弯制动性能的影响，需要在测试任一评价维度时，保证其他评价维度保持一致。

本申请实施例从多维度对轮胎制动性进行验证，能够根据获得的直线制动曲线和转弯制动曲线，方便快捷的获得验证结果，操作要求较低，且具有一定的准确度；

本申请实施例中获得的制动性能优化表能够直观提醒各评价维度的参数对制动性能的影响，为轮胎设计和制造提供方便。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

选定胎体层数为单层或双层，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定角胶高度的多种高度尺寸，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

其中，角胶高度具体可以包括由低到高依次排序的三种尺寸，即低尺寸、中尺寸以及高尺寸。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定带束角度的多种角度尺寸，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

其中，带束角度具体可以包括由低到高依次排序的三种角度，即低角度、中角度以及高角度。

具体的，从依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线中，包括以下步骤：

分别选定带束材料的两种强度尺寸，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行台架验证试验，验证获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线。

其中，带束材料具体可以包括由弱到强依次排序的两种强度，即低强度和高强度。

具体的，根据各直线制动性能曲线、各转弯制动曲线以及各评价维度，分析获得制动性能优化表中，包括以下步骤：

根据各评价维度对应的各直线制动性能曲线和各转弯制动曲线，获得各曲线对应的拐点和极值点；

根据各拐点和各极值点，分析各评价维度分别对直线制动性能以及转弯制动性能的影响，并获得制动性能优化表。

具体的，直线制动性能曲线用于表示纵向力与滑移率之间的对应关系；

转弯制动曲线用于表示纵向力、滑移率以及侧向力之间的对应关系。

具体的，在进行台架验证试验时：

按照预设的试验气压、试验速度、试验侧偏角以及试验滑移率对六分力试验机进行调试后进行台架验证试验。

进一步的，方法还包括以下步骤：

依次对应各项评价维度选择不同的参数，并保持其他评价维度对应的参数一致，进行整车验证试验，获得对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线；

将整车验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线与台架验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线进行比对，验证台架验证试验对应的各直线制动性能曲线以及各转弯制动曲线的准确度。

需要说明的是，根据实际需求和设备条件的情况，每种评价维度对应的参数数量可以进行调整，当每种评价维度对应的参数数量增多时，虽然会增加验证工作量，但是会提高验证结果的准确度。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。