本發(fā)明涉及當測試多個制品輪胎時，可在待測試的輪胎之中篩選出滾動阻力異常的輪胎的一種輪胎滾動阻力預測方法及一種輪胎滾動阻力預測裝置。

背景技術：

在相關技術中，當測量用于卡車、客運車輛、及其它車輛的輪胎的性質及性能時，輪胎的滾動阻力被認為是重要測量項目之一。輪胎的滾動阻力是當輪胎在地面上滾動時在輪胎與地面之間生產的切線方向上的力。輪胎測試機將輪胎的滾動阻力作為在測試輪胎與該輪胎旋轉接觸的對象/配合表面(例如，負載轉鼓的表面)之間所產生的切線方向上的力來測量。即，當施加在輪胎與配合表面之間具有沿徑向方向的預定量值的力(所施加負載Fz)時，則響應于輪胎的所施加負載Fz生成了滾動阻力Fx，并且測量出所施加負載Fz與滾動阻力Fx之間的關系。

這樣的“滾動阻力測量方法”是由轉鼓式輪胎行走測試機執(zhí)行的方法，并且在日本工業(yè)標準JIS D 4234(客運車輛、卡車及巴士輪胎-滾動阻力測量方法，2009年)中所限定。JIS D 4234限定了四種測量方法：利用輪胎軸測量滾動阻力Fx或通過變換獲得反作用力的“力方法”；當由負載轉鼓對輪胎施加旋轉時，測量轉矩的輸入值的“轉矩方法”：獲得負載轉鼓及輪胎的組件的減速的“惰行方法(coasting method)”；當由負載轉鼓對輪胎施加旋轉時，獲得功率輸入的“功率方法”。即便在由那些方法中的任意方法來測量輪胎的滾動阻力的情況下，必需對輪胎施加較大的施加負載Fz。因此，為了測量比所施加負載Fz更小的滾動阻力Fx，必需有具備適當精確度的專用的測試機。例如，在客運車輛的情況下，在所施加負載Fz為大約500kgf的情況下，滾動阻力Fx的量值是略小于約10kgf，并且，可測量這樣的小滾動阻力Fx的專用的測試機已經商品化。

如此的滾動阻力測試機是已知的，例如，如專利對比文件1中所例示的測試機。專利對比文件1中的滾動阻力測量裝置，其中使得輪胎壓接圓筒形的負載轉鼓(行走轉鼓)的外圓周面。輪胎穿過軸承而被支撐于主軸，由所述主軸的多分力檢測器，測量出施加于x、y、z軸方向的力與轉矩(力矩)。專利對比文件1的裝置中，關于在那些分力之間的干涉進行校正，并且此后，測量出在輪胎的軸向上所施加負載Fz與滾動阻力Fz之間的關聯性。

專利對比文件2披露了一種基于形成輪胎的各種橡膠構件的黏彈性特性的測量結果、和以輪胎的FEM(有限元方法)模型為基礎的數值分析，來預測輪胎的滾動阻力的方法。輪胎的滾動阻力是在輪胎旋轉時從各種橡膠構件的變形量與各橡膠構件的衰減特性的乘積總和運算所計算出的整體能量損耗來計算出的。

援引列表

(專利對比文件)

專利對比文件1：JP-A-2003-4598

專利對比文件2：JP-A-2011-226991。

技術實現要素：

本發(fā)明待解決的問題

當使用專利對比文件1的技術，執(zhí)行在上述JIS D 4234中所限定的輪胎的滾動阻力的測量方法時，會發(fā)生下列問題。例如，JIS D 4234的測量方法限定了：為了穩(wěn)定所述輪胎的溫度，在測量之前執(zhí)行30分鐘或更長時間的走合運轉。然而，對于大量生產的所有的制造輪胎而言，實施跨越如此長時間的走合運轉是困難的。為此，在實際的制造現場，并沒有執(zhí)行全面檢驗，而是檢查部分的采樣輪胎是否滿足滾動阻力的必需性能。

然而，因為這樣的采樣測試具有漏掉滾動阻力異常的輪胎而流出到市場上的可能性，因此理想地以與檢查輪胎均勻性的輪胎均勻性測試(日本工業(yè)標準JIS D 4233)類似的方式，也針對滾動阻力測試進行全面檢驗。例如，在輪胎均勻性測試的專用機器即TUM(輪胎均勻性機器)測試機中，大約以30秒來測量和評估一個輪胎，并且因而可對大量生產的制造輪胎執(zhí)行全面檢驗。為此，在工廠中以一定數量設置的TUM測試機中，考慮了完全測量滾動阻力。

在所述TUM測試機中，以預定負載來將負載轉鼓推壓至輪輞裝配完成的主軸的輪胎上，并且將介于主軸與負載轉鼓的軸間距離固定。隨后，以大約60rpm的速度旋轉所述輪胎，并且測量在輪胎中所產生的變動力(力變動)。具體而言，所述TUM測試機測量所述輪胎負載沿著施加方向的負載變動RFV(徑向力變動)與輪胎的沿著寬度方向的負載變動LFV(側向力變動)。用來測量所述負載變動RFV或所述負載變動LFV的負載測量裝置(測力傳感器)被安裝到所述負載轉鼓側部上從而使得所述負載轉鼓可自由旋轉。通常驅動設有所述輪胎的主軸，以利用設置在所述負載轉鼓側部上的負載測量裝置來測量所述負載變動RFV或負載變動LFV。

在使用如這樣的TUM測試機執(zhí)行上述JIS D 4234的四種測量方法的情況下，一般的TUM測試機并不具備用于測量沿輪胎的滾動阻力Fx方向的負載或所述輪胎或所述轉鼓的驅動轉矩的傳感器，并且因此不能測量滾動阻力Fx。在所述TUM測試機中，輪胎軸本身或轉鼓軸本身的旋轉阻力比用于測量所述滾動阻力的專用機器更大。這樣的較大旋轉阻力在所述TUM測試機測量所述輪胎的滾動阻力Fx的情況下會變成大的誤差因素，并且因此有必要改進結構以便盡可能降低所述旋轉阻力，這使得輪胎測試機的成本大幅度地增加。

在測量使輪胎或負載轉鼓旋轉的馬達功率的“功率方法”、以及測量正在旋轉的輪胎及負載轉鼓的減速時間的“惰行方法”的情況下，有可能在不添加上述傳感器的情況下測量所述滾動阻力。然而，因為存在著輪胎或負載轉鼓的旋轉軸的旋轉阻力的影響，并且應以60rpm的低速旋轉來執(zhí)行所述測試，則難以精確地測量滾動阻力以及應對全面檢驗。

當然，專利對比文件2并未對這樣的問題提出解決方案。

本發(fā)明是考慮到上述問題而進行的，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于在短時間篩選出滾動阻力異常的輪胎的輪胎滾動阻力預測方法和輪胎滾動阻力預測裝置。

用于解決問題的手段

為實現上述目的，本發(fā)明的輪胎滾動阻力預測方法采取以下的技術性手段。即，根據本發(fā)明，提供一種輪胎滾動阻力預測方法，用于通過使用一種滾動阻力預測裝置篩選出滾動阻力異常的輪胎。所述滾動阻力預測裝置包括：負載測量傳感器，配置成用以當模擬行走路面的負載轉鼓壓接所述輪胎的胎面表面時測量施加到所述輪胎的所施加負載；以及位移傳感器，配置成用以測量所述負載轉鼓在負載方向上的位置。所述滾動阻力預測方法包括：通過交替地在接近和離開所述輪胎的方向上移動所述負載轉鼓，來改變作用于所述輪胎上的所施加負載；計算出在所述負載轉鼓的位置的變動與所施加負載的變動之間的相位差；以及基于所計算出的相位差來篩選出滾動阻力異常的輪胎。

優(yōu)選地，所述相位差超過預定閾值的輪胎可被判定為滾動阻力異常的輪胎。

優(yōu)選地，當上述相位差被設置為δ時，則tanδ超過預定閾值的輪胎可被判定為滾動阻力異常的輪胎。

優(yōu)選地，可以計算出所述負載轉鼓的位置的變動與已移除掉所述負載轉鼓的慣性力之后的所施加負載之間的相位差，并且可以從所述負載轉鼓的沿著所述接近和離開方向的加速度與所述負載轉鼓的質量的乘積計算出所述負載轉鼓的慣性力。

優(yōu)選地，可以使用用于評估所述輪胎的圓周方向的均勻性的輪胎均勻性測試機作為所述滾動阻力預測裝置。

優(yōu)選地，當所述負載轉鼓沿所述接近和離開方向交替地移動時，可以將空氣密封于所述輪胎中。

優(yōu)選地，在所述負載轉鼓及所述輪胎旋轉的情況下，作用于所述輪胎上的所施加負載可以變動。

優(yōu)選地，當測量施加到所述輪胎的所施加負載、且同時改變作用于所述輪胎上的所施加負載時，在其中所述負載轉鼓沿著所述接近和離開方向的激勵周期被設置為Td、并且所述輪胎的旋轉周期被設置為Tt的情況下，將用于測量所施加負載的測量時間設置為N×Tt(N為2或以上的整數)，并且將所述Td設置成使得Tt/Td不是整數、且N×Tt/Td是整數值。

優(yōu)選地，具有公知的滾動阻力的輪胎可以被設置為標準輪胎，可以在多個溫度條件中的每個溫度條件下獲得所述負載轉鼓相對于標準輪胎的位置和所施加負載，在所述多個溫度條件下所獲得的負載轉鼓的位置和所施加負載可被用來作出相對于所述相位差的溫度校正函數，并且可以利用所作出的所述溫度校正函數來篩選滾動阻力異常的輪胎。

根據本發(fā)明的輪胎滾動阻力預測裝置包括被配置用以執(zhí)行上述滾動阻力預測方法的輪胎篩選單元。

輪胎滾動阻力預測裝置包括：被配置用來當模擬行走路面的負載轉鼓壓接輪胎的胎面表面時，測量施加于所述輪胎的所施加負載的負載測量傳感器；被配置用來測量沿著負載方向的所述負載轉鼓的位置的位移傳感器；被配置用以通過交替地沿著接近和離開所述輪胎的方向移動所述負載轉鼓來改變所施加負載的轉鼓移動單元；以及被配置用來計算出在所述負載轉鼓的位置的變動與所施加負載的變動之間的相位差、并以被配置成基于所計算出的所述相位差來篩選出滾動阻力異常的輪胎的輪胎篩選單元。

(發(fā)明優(yōu)點)

根據本發(fā)明，有可能在短時間篩選出滾動阻力異常的輪胎。

附圖說明

圖1為圖示出輪胎滾動阻力預測裝置的平面視圖。

圖2為圖示出輪胎滾動阻力預測裝置的前視圖。

圖3為示意性圖示出在負載轉鼓的位移與負載振幅之間的相位差的圖表。

圖4是圖示出用作模型的輪胎的黏彈性特性的圖。

圖5A是圖示出在將輪胎的旋轉速度設置為1Hz，并且將負載轉鼓的激勵頻率設置為5Hz的情況下的輪胎的變形軌跡的圖。

圖5B是圖示出在將輪胎的旋轉速度設置為1Hz，并且將負載轉鼓的激勵頻率設置為5.5Hz的情況下的輪胎的變形軌跡的圖。

圖5C是圖示出在其中將設輪胎的旋轉速度設置為1Hz，并且將負載轉鼓的激勵頻率設置為5.333Hz的情況下的輪胎的變形軌跡的圖。

具體實施方式

在下文中，將基于附圖詳細描述本發(fā)明的輪胎滾動阻力預測方法，以及實施該滾動阻力預測方法的滾動阻力預測裝置1的實施例。圖1、圖2示意性圖示出實施本實施例的輪胎篩選方法的滾動阻力預測裝置1。所述滾動阻力預測裝置1是一種輪胎均勻性測試機，其通過測量制品輪胎的輪胎均勻性，即，指示出沿著輪胎徑向方向的力的變動的RFV等，來評估輪胎在徑向方向的均勻性作為制品檢驗。然而，當本發(fā)明的滾動阻力預測裝置1包括負載測量傳感器2或位移傳感器3(將要在下文加以描述)時，所述滾動阻力預測裝置1除了所述輪胎均勻性測試機外可用作另外的輪胎測試機。

如圖1及圖2所圖示，本實施例的所述滾動阻力預測裝置1(均勻性測試機)包括：布置成使得其軸向中心(旋轉軸7)豎直地指向(圖1中的紙面深度方向以及圖2中的豎直方向)的圓筒狀負載轉鼓4，以及安裝成使得其軸向中心豎直地指向的輪胎軸5。所述負載轉鼓4的軸向中心與輪胎軸5的軸向中心是彼此平行的。在所述滾動阻力預測裝置1中，模擬行走路面的負載轉鼓4的外圓周面壓接于安裝在輪胎軸5上的輪胎的胎面表面。所述滾動阻力預測裝置1包括：測量施加于輪胎的所施加負載的負載測量傳感器2，和測量沿著負載方向的負載轉鼓4的位置的位移傳感器3。

負載轉鼓4是軸向中心豎直地指向的圓筒狀構件，并且所述負載轉鼓4的外圓周面是用于測試輪胎的模擬路面6。具體而言，所述負載轉鼓4被形成為呈具有長度短和直徑大使得豎直尺寸比徑向尺寸更短的圓筒形狀。在負載轉鼓4的中心安置有旋轉軸7，所述旋轉軸7旋轉地支撐所述負載轉鼓4豎直地旋轉的。所述旋轉軸7的上端與下端被框架構件8所支撐。所述框架構件8被設置成水平地擴展開(圖1及圖2中的左右方向)，并且被配置成將上述旋轉軸7支撐為垂直地跨設或橋接。

所述負載測量傳感器2設置在所述旋轉軸7與所述框架構件8之間，所述負載測量傳感器2在所述負載轉鼓4被推壓進入安裝于輪胎軸5上的輪胎的胎面表面時，可測量所述旋轉軸7產生的負載。具體而言，框架構件8(支撐框架)具有通過所述負載測量傳感器2支撐所述旋轉軸7的結構。因此，當使得所述負載轉鼓4壓接所述輪胎的胎面表面時，向所述旋轉軸7的所述負載測量傳感器2傳送負載，并且利用所述負載測量傳感器2來測量對所述輪胎施加的所施加負載。

在上述框架構件8的下側安置可相對于基部在水平方向移動所述負載轉鼓4的轉鼓移動單元(未圖示)。所述轉鼓移動單元水平地移動所述負載轉鼓4，從而使得所述負載轉鼓4可相對于固定至所述基部的輪胎軸5接近和分離開。在所述轉鼓移動單元中設有位移傳感器，所述位移傳感器測量所述負載轉鼓4相對于所述輪胎的位置(推壓位置)。

當在具備上述構造的滾動阻力預測裝置1中執(zhí)行輪胎均勻性的測試時，使得所述負載轉鼓4接近以預定旋轉速度旋轉的輪胎軸5的輪胎。當由所述負載測量傳感器2所測量的平均負載為預定負載時，停止所述負載轉鼓4，并且使用所述負載測量傳感器2測量所述輪胎一整圈旋轉過程中沿推壓方向施加于輪胎的負載。所述負載的所述測量是在所述輪胎正常旋轉的狀態(tài)與所述輪胎反向旋轉的狀態(tài)中的每種狀態(tài)下執(zhí)行的。以此方式，當輪胎旋轉一次期間，可測量出施加于所述輪胎的力發(fā)生變動的程度，由此評估所述輪胎均勻性。

所述輪胎均勻性的上述測量可以每個輪胎在30秒期間執(zhí)行，因此可以全面檢驗由生產線所制造的全部輪胎。在此，當甚至由上述輪胎均勻性機器的構造可以測量出作為測量所述輪胎的特性和性能的測量項目之一的“輪胎的滾動阻力”時，可獲得關于所述輪胎的大量信息。然而，所述輪胎均勻性測量機器通常不能測量“輪胎的滾動阻力”，并且即便在測量輪胎的滾動阻力的滾動阻力測試機的情況下，當根據JIS規(guī)格(日本工業(yè)標準)的順序執(zhí)行測量時會耗費很長時間。因此，變得難以應對全面檢驗。

在本實施例的滾動阻力預測裝置1中，與“輪胎的滾動阻力”相關的另一特征值被用來預測滾動阻力，并且甚至，所述輪胎均勻性測量機器可篩選出“輪胎的滾動阻力”異常的輪胎。作為與所述輪胎的滾動阻力相關的另一特征值，“指示輪胎橡膠的衰減特征的tanδ”的參數被用于本實施例的滾動阻力預測裝置1。例如，作為所述輪胎的滾動阻力的因素，能量損耗(滯后損耗)是通過重復地使經旋轉由所述負載而變形的所述輪胎橡膠發(fā)生扭曲而導致的，其在很大程度上影響所述阻力。所述滯后損耗可以基于tanδ而加以評估。所述tanδ的“δ”與當外力周期性地作用于輪胎橡膠時在所產生的變形與應力之間的相位差對應。隨著tanδ的值越大，則由于所述輪胎的變形所產生的能量損耗越大，這導致更大的滾動阻力。

具體而言，通過使上述負載轉鼓4交替地沿前后方向移動(激勵)來測量該tanδ的“δ(相位差)”。即，當使所述負載轉鼓4交替地沿前后方向移動時，觀察所施加負載的變動，其比所述負載轉鼓4的位置的變動略微更超前并且作用在輪胎上。為此，當將所述負載轉鼓4的位置的變動與所施加負載的變動相比較以計算出兩者之間的相位差，所述相位差的tan與上述的“tanδ”對應。在本實施例的滾動阻力預測裝置1中，通過判定以此方式計算出的tanδ的值是否超過預定閾值，則篩選出了“滾動阻力”異常的輪胎。這樣的輪胎篩選方法通過使用實際上設置于滾動阻力預測裝置1中的輪胎篩選單元9而執(zhí)行。

接下來，將描述關于設置在本實施例的滾動阻力預測裝置1中的輪胎篩選單元9以及由所述該輪胎篩選單元9執(zhí)行的輪胎篩選方法。如圖1及圖2所圖示，輪胎篩選單元9包括設置在與所述負載轉鼓4和所述輪胎軸5分離地設置的滾動阻力預測裝置中的諸如個人計算機這樣的計算機。由所述負載測量傳感器2所測量的所施加負載以及由所述位移傳感器3所測量的負載轉鼓4的位置被作為信號被輸入至所述輪胎篩選單元9。在所述輪胎篩選單元9中，在下面所描述的過程中處理了所述負載轉鼓4的位置和所施加負載的輸入信號以便篩選所述輪胎。

接下來，將描述關于由所述輪胎篩選單元9執(zhí)行的信號處理的過程，換言之，即本發(fā)明的輪胎篩選方法。當上述輪胎篩選單元9篩選出“滾動阻力”異常的輪胎時，首先，必需由所述轉鼓移動單元交替地沿前后方向(沿接近和離開所述輪胎的方向以及沿由圖2中的箭頭所指示的方向)移動所述負載轉鼓4。所述負載轉鼓4沿著前后方向移動。具體地，從所述負載轉鼓4被朝著輪胎推壓從而使得由所述負載測量傳感器2測量的所施加負載是預定負載的狀態(tài)，沿相反的推壓方向向后移動所述負載轉鼓4，以便減少所施加負載，并且在所述負載轉鼓4與所述輪胎分離開之前使得負載轉鼓4沿推壓方向轉向前。所述負載轉鼓4前進，直至由所述負載測量感測器2測量的所施加負載變?yōu)轭A定負載為止，并且之后，使得所述負載轉鼓4再次轉向并且沿相反方向后退。以此方式向前和向后重復地移動所述負載轉鼓4，并且所述負載轉鼓4交替地在前后方向上移動。

所述負載轉鼓4的前進位置和后退位置優(yōu)選地被預先儲存在所述輪胎篩選單元9中，與上述輪胎均勻性測試時獲得的預定負載中的推壓位置類似。例如，當在所述負載轉鼓4前進最多的情況下所述負載轉鼓4的位置、以及在所述負載轉鼓4后退最多的情況下所述負載轉鼓4的位置均被預先儲存時，可以控制以在那兩個位置之間移動所述負載轉鼓4。

在此實施例中，用以調換所述負載轉鼓4的前進與后退的時機被設定為的頻率。然而，根據所述輪胎的類型、滾動阻力系數等，改變了用于調換前進與后退的頻率。因此，優(yōu)選地，通過預先的預備試驗獲得了與所述測試輪胎一致(具有與所述測試輪胎的很高相關性)的驅動條件。上述負載轉鼓4的前進與后退的重復進行大約1至2秒。由所施加的負載測量傳感器2所測量的所施加負載和由所述位移傳感器3所測量的負載轉鼓4的位置被輸出至所述輪胎篩選單元9。

可以在所述測試輪胎上執(zhí)行沿正轉方向及逆轉方向的所述輪胎均勻性測試之前，沿前后方向移動上述負載轉鼓4，但優(yōu)選地是，在所述輪胎均勻性測試之后移動。在沿正轉方向及逆轉方向執(zhí)行了所述輪胎均勻性測試之后，所述輪胎橡膠的特性穩(wěn)定了，并且因此可以在相同的條件下對于所有輪胎執(zhí)行所述測試，并且可以改善篩選所述輪胎的精確性。

具體地，所述負載轉鼓4交替地沿所述前后方向移動，以便將作用于所述輪胎的所施加負載變大和變小。由上述的位移傳感器3測量所述負載轉鼓4的位置的變動，并且由所述負載測量傳感器2測量所施加負載的變動。當以此方式測量的所述負載轉鼓4的位置的循序變動被繪制成“轉鼓位移”、并且所施加負載的變動在同一圖表上被繪制成“所施加負載”時，獲得了如圖3所圖示的變化曲線。

如圖3所圖示，“所施加負載”的變化曲線被記錄，其中由于輪胎橡膠的衰減特性而在所述輪胎的推壓方向上從“轉鼓位移”的變化曲線被移動了相位差δ。在上述輪胎篩選單元9中，計算出在“轉鼓位移”的變化曲線與“所施加負載”的變化曲線之間的水平相位差δ?；谝源朔绞接嬎愠龅南辔徊瞀膩碛嬎愠觥皌anδ”。根據所計算出的“tanδ”是否超過預定閾值來篩選出滾動阻力異常的輪胎。具體而言，初始地，測量了特性和特征無異常的標準輪胎的相位差δ。接下來，測量測試輪胎的相位差δ。在存在與標準輪胎的相位差δ的值相比超過了允許范圍的值的情況下，換言之，在所述相位差δ超過了預定閾值的情況下，可以判定所述輪胎的滾動阻力大于標準值。為此，在相位差δ超過預定閾值的情況下，所述輪胎篩選單元9判定所述測試輪胎是滾動阻力異常的輪胎，并且對應的輪胎按需被排除。

在所計算出的“tanδ”等于或小于預定閾值(換言之，所計算出的tanδ與標準輪胎的tanδ相比是在預定范圍內)的情況下，則判定受測試的輪胎是滾動阻力正常的輪胎，并且作為滿足制品標準的輪胎處理。當使用了上述的滾動阻力預測裝置1和輪胎篩選方法時，可獲得與所述輪胎的滾動阻力高度相關的“tanδ”，并且基于所計算出的“tanδ”可簡單地判斷輪胎的滾動阻力的異常。因此，可以在短時間內精確地篩選出滾動阻力異常的輪胎，從而使得能夠以與輪胎均勻性類似地對多個所制造的制品輪胎執(zhí)行所述滾動阻力的全面檢驗。利用所述輪胎均勻性測試機，可能判定滾動阻力的異常，并且可以可靠地排除掉缺陷輪胎。

可以由上述方法實施本發(fā)明的輪胎篩選方法。然而，為更精確地獲得“tanδ”，所述輪胎篩選方法理想地是根據在以下(1)～(4)中描述的下列操作來執(zhí)行。

(1)“從所述負載轉鼓4的位置的變動以及通過從在所述負載測量傳感器2中所測量的所施加負載移除所述負載轉鼓4的慣性力而獲得的所施加負載，計算出上述相位差δ?！?/p>

在移動了具有很大質量和很大慣性矩的負載轉鼓4的情況下，在所述負載轉鼓4中生成了大的慣性力。在所述負載測量傳感器2被設置于如上所述的負載轉鼓4的旋轉軸7中的情況下，在所述負載轉鼓4中生成的慣性力也被包括在由所述負載測量傳感器2測量的所施加負載的測量值中。例如，慣性力被所述負載測量傳感器2測量為通過加上輪胎本身的反作用力而獲得的值。所述慣性力和負載轉鼓4的加速度成比例，并以與所述負載轉鼓4的位置的變動相同的相位在相反方向上作用。為此，所述慣性力作用以減少從測量值所計算出的相位差δ，并且劣化用以篩選所述輪胎所必需的相位差δ的精度。

在本實施例的輪胎篩選方法中，通過所述負載轉鼓4的沿著前后方向的加速度與所述負載轉鼓4的質量的乘積，獲得了所述負載轉鼓4的慣性力。通過關于時間對由所述位移傳感器3所測量的負載轉鼓4的位置進行二階微分，可以獲得所述負載轉鼓4在前后方向上的加速度。在計算出所述負載轉鼓4的慣性力之后，從由所述負載測量傳感器2所測量的所施加負載減去所述負載轉鼓4的所計算慣性力，以便計算出排除掉慣性力的影響的所施加負載(精確的所施加負載)。

當使用了所計算出的所施加負載的變動與所述負載轉鼓4的位置的變動時，可以更精確地計算出上述的相位差δ，并且進一步更精確地計算出tanδ。

在使用上述標準輪胎進行測量的情況下，通過與標準輪胎的相對比較來執(zhí)行了判定。為此，也在所述測試輪胎中，只要在與所述標準輪胎相同的條件下執(zhí)行測量，所述慣性力并不影響到所述輪胎的評估結果。

(2)“以在將空氣密封入待測量輪胎內部的狀態(tài)下，使負載轉鼓4交替地在前后方向上移動的方式，計算出上述的相位差δ。”

即，在空氣被輸入到輪胎內的狀態(tài)下執(zhí)行測試的輪胎均勻性測試中，一般是采用壓力控制器，其將輪胎內的氣壓維持恒定。所述壓力控制器被配置成迅速地供應空氣進入所述輪胎內或者從所述輪胎內側排出空氣，從而使得當路面等被推壓以使得所述輪胎內的氣壓與容積急劇地變化時，輪胎的內側氣壓維持恒定。

為此，當沿著前后方向移動所述負載轉鼓4以改變由所述負載測量傳感器2所測量的所施加負載時，由于所述輪胎根據所述負載轉鼓4位移的變形量，空氣流出和流入所述輪胎的內，從而維持所述輪胎內的氣壓恒定。這樣借助于所述壓力控制器的的空氣流動影響所述輪胎的反作用力，并且導致能量損耗以改變所述測量負載的相位。即，利用所述壓力控制器對所述氣壓的調整作用于tanδ的測量精度以使其降低。

在本實施例的輪胎篩選方法中，當負載轉鼓4交替地在前后方向上移動時，在上述壓力控制器沒有執(zhí)行壓力控制的密封狀態(tài)下所述空氣被密封于所述輪胎中。具體地，當負載轉鼓4沿著前后方向移動時，預先設置一種切換閥，其能夠阻塞通過在形成上述壓力控制器的壓力控制閥與輪胎之間的空氣管的空氣的流動。

以此方式，當負載轉鼓4交替地在前后方向上移動時，可以將所述轉換閥切換到控制空氣流動的一側，并且在終止了所述相位差δ的測量之后，可以將所述切換閥切換到允許空氣流動的一側。結果，可以抑制如下情況：所述壓力控制器不利地影響到所施加負載測量傳感器2的負載測量精度。當在將空氣密封入所述輪胎內的情況下執(zhí)行測量時，空氣并不流動，從而使得根據空氣的壓縮和膨脹的衰減被減小，并且因而可以僅計算出由于輪胎的幾乎單純變形而導致的能量損耗(tanδ)。

在使用上述的標準輪胎測量的情況下，通過與標準輪胎的相對比較來執(zhí)行判定。為此，也在測試輪胎中，只要在與所述標準輪胎相同的條件下執(zhí)行測量，則所述空氣的壓縮和膨脹并不影響所述輪胎的評估結果。

(3)“在旋轉所述輪胎和所述負載轉鼓4的狀態(tài)下，使所述負載轉鼓4前進和后退(測量tanδ)。”

即，在負載轉鼓4被推壓至未旋轉的輪胎的情況下，所述負載轉鼓4與所述輪胎的僅一個位置相接觸，從而使得所述輪胎胎面的一部分多次變形。當輪胎的僅一部分的這樣的變形被連續(xù)地產生時，在輪胎橡膠中生成了扁平點(輪胎形狀的部分改變)，使得不會獲得所述輪胎橡膠的精確的衰減特性。

為此，在本實施例的滾動阻力預測裝置1中，所述負載轉鼓4在輪胎和所述負載轉鼓4旋轉的情況下前進及后退。以此方式，防止了輪胎胎面的僅一個位置被連續(xù)地變形，并且因而可以精確地評估所述輪胎橡膠的衰減特性。以此方式，可以獲得輪胎相交的精確的衰減特性，并且也可計算出所述輪胎的整個圓周的平均tanδ。

(4)“具有已知的滾動阻力的輪胎被設置為標準輪胎，并且在所述多個溫度條件下的每個溫度條件下獲得所述標準輪胎的tanδ?；谒@得的tanδ來作出了關于相位差tanδ的溫度校正函數，并且使用所作出的溫度校正函數來篩選出滾動阻力異常的輪胎?！?/p>

在輪胎均勻性的測試中，測量環(huán)境的溫度并未加以管理，使得測量時的溫度根據季節(jié)及時間極大地改變。基于與標準溫度不同的相對溫度差，在JIS D 4234中限定了一類對滾動阻力系數的校正。然而，有必要在多個溫度條件下預先執(zhí)行對每種輪胎的測量，并且通過與所述結果的相對比較來校正tanδ。

具體而言，預先地，可以理解測量環(huán)境的溫度對于其特性和性能是處于標準中的標準輪胎的相位差的測量結果具有什么影響，并且作出用于校正tanδ的值的校正公式(溫度校正函數)。例如，通過改變所述滾動阻力預測裝置1的測量環(huán)境的溫度，預先測量了所述標準輪胎在寬廣的溫度范圍上的tanδ的值。優(yōu)選地，也在季節(jié)、日期、時間等發(fā)生改變的情況下執(zhí)行對于tanδ的這樣的預備測量。

在難以收集關于溫度的影響的數據的情況下，優(yōu)選地，使用了如公式(1)中所描述的在JIS D 4234中限定的“滾動阻力測量的校正公式”。在JIS的校正公式中，其中測量環(huán)境的溫度是作為標準測量溫度的25度的情況被設置為標準，并且通過使用以下的公式來校正了滾動阻力的值。另外，JIS的校正公式涉及滾動阻力，并且設定所述滾動阻力與tanδ具有成比例的關系，則即便當所述公式中的滾動阻力F置換成tanδ，所述公式仍可成立。因此，考慮到這點，通過使用將公式中的滾動阻力F置換成tanδ的校正公式可執(zhí)行校正。

[公式1]

在20℃或以上溫度以及30℃或以下溫度執(zhí)行測量。在除了25℃以外的溫度執(zhí)行測量的情況下，根據以下公式(1)執(zhí)行了溫度校正。

在此，F_r25表示25℃條件下的滾動阻力(N)。

F_r25＝F_r×[1+K_t×(t_amb-25)]…(1)

在此，

F_r：滾動阻力(N)

tamb：周圍環(huán)境溫度(℃)

K_t：溫度校正系數：

在用于客運車輛的輪胎中為0.008(/℃)

在卡車及巴士輪胎中(LI≤121)為0.010(/℃)

在卡車及巴士輪胎中(LI≥122)為0.006(/℃)

L1：負載能力指數

在上述的圖3的示例中，當所述負載轉鼓4沿著前后方向移動時，負載轉鼓4的位置沿著正弦波移動，使得減少了反轉所述移動方向時產生的加速度。然而，可以沿著三角波移動所述負載轉鼓4的位置，從而使得所述負載轉鼓4總是并且重復地以恒定速度前進和后退。

也可利用使用傅立葉變換的頻率分析來實施對于“tanδ”的上述計算。例如，可計算出負載/位移的傳遞函數，并且從在激勵頻率的相位的值計算出δ。

當由所述輪胎均勻性測試機器測量輪胎均勻性時，則在將所述輪胎的內壓維持在約200kPa的情況下執(zhí)行測量。然而，為改善所述輪胎橡膠的上述衰減特性(tanδ)的測量精度，優(yōu)選的是，在其中所述輪胎的內壓被降低到比所述輪胎均勻性測試時更低的程度的情況下執(zhí)行測量，例如，從200kPa下降至100kPa。在所述輪胎的內壓如上所述降低的情況下執(zhí)行測量的原因如下。

由橡膠的黏彈性特性(黏彈性系數)來呈示了與所述滾動阻力相關聯的輪胎的衰減。所述衰減通常由使用指示彈性特征的彈性系數以及指示黏性特性的tanδ的公式(2)來呈示。

[公式2]

k(1+tanδ·j)···(2)

然而，j為復數。

在此，考慮了內部具有空氣的輪胎的黏彈性特性。首先，輪胎僅利用橡膠的剛性不能支撐所述負載，而是內部的氣壓在橡膠中產生張力，從而使得所述負載由形狀的剛性(幾何剛性)來支撐。在此情況下，如圖4中所圖示，所述輪胎的黏彈性特性包括輪胎內的空氣的幾何剛性以及形成輪胎的橡膠的剛性，并且其可被認為是通過并行結合它們而形成。由氣壓所產生的幾何剛性可以使用彈性系數Ka來呈示。形成輪胎的橡膠的黏彈性特性可以使用彈性系數Kg與輪胎橡膠的損失系數tanδg來呈示。

在空氣的幾何剛性中，由于形狀的剛性而不存在衰減?？諝獾膸缀蝿傂耘c由輪胎的內部氣壓所產生的橡膠的張力成比例。考慮以上描述，輪胎整體的黏彈性特性(黏彈性系數)可以如公式(3)表示。

[公式3]

根據式(3)，所述整個輪胎的損失系數(tan δt)可以如式(4)描述來表示。

[公式4]

即，從上述公式(4)顯而易見的是，當輪胎的內部氣壓變小時，則由氣壓所產生的幾何剛性的彈性系數Ka也會變小，并且通過測量獲得的輪胎的損失系數tanδt變大。換言之，δt與測量對象的負載與位移之間的相位差對應，并且因此，當輪胎的內部氣壓變小時，則δt的值(絕對值)也會變大。

因此，當輪胎的內部氣壓變小時，換言之，將通常在測量所述輪胎均勻性時一般使用的200kPa輪胎內壓被減少至100kPa的程度，并且所述輪胎的衰減特性(輪胎的損失系數tanδt)是通過使得所述負載轉鼓4前進和后退、而同時旋轉所述輪胎來進行測量的，則可以精確地測量所述輪胎橡膠的損失系數tanδg。

當上述負載轉鼓4沿前后方向在所述負載作用于的范圍中被推壓到所述輪胎時，則在負載轉鼓4的推壓周期(負載轉鼓4的激勵周期)與所述輪胎的旋轉周期之間的關系優(yōu)選地被限定于預定的關系。例如，當在其中所述負載轉鼓4被移動為沿前后方向受推壓的情況下所述激勵頻率被設定為所述輪胎的旋轉頻率的整數倍時，如圖5A所圖示，由于負載轉鼓4的前后運動所形成的輪胎的不規(guī)則性的變形狀態(tài)被固定在輪胎的圓周方向上的特定位置。

所述輪胎的橡膠特性在圓周方向上并不一定是均勻的(即為何執(zhí)行輪胎均勻性測量的理由)，即，例如，當對相同的輪胎進行兩次衰減特性的測量時，負載轉鼓4的相對于輪胎而言在特定位置的推壓時的相位在第1次與第2次之間不同。因而，即使在同一輪胎中，在第1次與第2次之間所述輪胎的所述衰減特性(在位移與負載之間的相位差)不同，這由本發(fā)明人通過實驗來檢查。當如上描述將輪胎的不規(guī)則性的變形固定在特定位置時，盡管輪胎旋轉許多次也不會改變變形軌跡，并且因此盡管將測量時間設置為較長，精度也不會得到改善。

在其中所述負載轉鼓4沿著前后方向的激勵周期被設置為Td、并且所述輪胎的旋轉周期被設置為Tt的情況下，則測量所施加負載的測量時間被設置為N×Tt(N為等于或大于2的整數)。所述負載轉鼓4的沿著前后方向的激勵周期Td被設置成使得Tt/Td不是整數而N×Tt/Td是整數值。在以上的關系滿足的情況下，可測量與滾動阻力相關的沿輪胎的圓周方向上的平均衰減。

在表述“N×Tt/Td是整數值”中的“整數值”包括數學意義上的“整數”，以及極為接近于整數的小數。例如，在將“2.04”和“1.98”的小數舍入到小數點后兩位的情況下，小數點以下變?yōu)?的值也被包括在上述“整數值”中。在其中滿足了上述測量條件“在所述負載轉鼓4的沿著前后方向上的激勵周期Td中，Tt/Td不是整數”的情況下，如圖5B或圖5C所圖示，在所述輪胎的每一次旋轉使得受負載轉鼓4推壓的位置的相位被改變。即，受負載轉鼓4推壓的位置在第1圈與第2圈之間在所述輪胎的圓周方向上不同，并且在圓周方向上相同的位置處不會形成由所述負載轉鼓4的推壓所導致的輪胎表面的不規(guī)則性。因此，可以改善所述衰減特性的測量精度。

在其中滿足了“Tt/Td的N倍是整數值”條件的情況下，當輪胎旋轉N次時，輪胎回到初始狀態(tài)。例如，在圖5B的情況下因為N為2，則當輪胎旋轉兩次時所述輪胎回到初始的推壓位置，并且所述負載轉鼓4推壓于所述輪胎的外援周上的相同位置。在圖5C的情況下，因為N為3，則當輪胎旋轉三次時所述輪胎回到初始的推壓位置，并且所述負載轉鼓4推壓于輪胎的外圓周上的相同位置。

以此方式，可以將負載轉鼓4推壓于輪胎的整個圓周被細微地且均等地分割的位置處，并且受所述負載轉鼓4推壓的位置被毫無不規(guī)則性地均等地布置在輪胎的外圓周中，由此極大地改善輪胎的衰減特性的測量精度。

本文中所披露的實施例僅僅是從每個方面的示例并且應被理解為非限制性的。特別地，未被清楚地披露于所披露實施例中的內容，諸如驅動條件、運行條件、各種參數、結構的尺寸、質量、以及體積，沒有偏離本領域普通技術人員通常使用的范圍。實施例使用了本領域普通技術人員可容易地采用的值。

本申請基于2014年5月12日提交的日本特許申請?zhí)?014-098691和2015年2月16日提交的日本特許申請案2015-027672，它們的內容通過援引而被合并到本文中。

附圖標記列表

1：滾動阻力預測裝置

2：負載測量傳感器

3：位移傳感器

4：負載轉鼓

5：輪胎軸

6：模擬路面

7：旋轉軸

8：框架構件

9：輪胎篩選單元