CN105122024A - 通过在没有方位角数据的情况下使用回归分析识别过程效应来改进轮胎均匀性 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于基于用于一个或多个过程效应的所估计过程谐波幅值来改进轮胎的均匀性的系统和方法。与一个或多个候选过程效应相关联的过程谐波的幅值可以从所测量均匀性参数的一个或多个谐波的所观测幅值确定。所述所估计过程谐波幅值可以在不需要与所述所观测幅值相关联的相位角或方位角信息的情况下确定。所述所估计过程谐波幅值可以通过识别用于所识别的候选过程效应的过程谐波幅值图案来确定。可以构造一种模型，所述模型使由所述过程谐波幅值图案指定的所述候选幅值与所测量均匀性波形的相对应的谐波的所观测幅值相关。回归或编程技术可以用于估计与所述模型中的候选幅值项相关联的系数。

Description

通过在没有方位角数据的情况下使用回归分析识别过程效应来改进轮胎均匀性

技术领域

本发明大体上涉及用于改进轮胎均匀性的系统和方法，并且更具体来说涉及基于过程谐波的所估计幅值来分析且改进轮胎的均匀性。

背景技术

在轮胎的某些可量化特性中，轮胎非均匀性与关于轮胎的旋转轴线的对称性(或缺乏对称性)相关。不幸的是，常规轮胎成型方法具有许多产生在轮胎中的非均匀性的机会。在轮胎旋转期间，存在于轮胎结构中的非均匀性在车轮轴线处产生周期性变化的力。当这些力变化作为明显的振动传送到车辆和车辆乘员时，轮胎非均匀性是重要的。这些力通过车辆的悬架传送并且可以在车辆的座位和方向盘上被感觉到，或者作为噪声在乘客室中传送。传送到车辆乘员的振动的量已经被分类为轮胎的“行驶舒适”或“舒适”。

轮胎均匀性参数或属性一般被分类为尺寸或几何变化(径向偏心和横向偏心)、质量变量，以及滚动力变化(径向力变化、横向力变化以及切向力变化，有时也称为纵向或前后力变化)。均匀性测量机器通常通过测量在轮胎关于其轴线旋转时在围绕轮胎的多个点处的力来计算上述和其它均匀性特性以产生均匀性波形。

轮胎的所测量均匀性波形可以由归因于轮胎效应以及过程效应两者的均匀性分散产生。轮胎效应的实例包含归因于轮胎材料组成(例如，壳体织物层、皮带层、钢丝圈、内衬、胎面以及轮胎的其它橡胶层中的一个或多个的产品起始点或接头交叠位置)、制造技术(例如，其中将绿色轮胎引入在成型鼓上、放置到模具或硫化机中及类似者的相对位置)、和/或用于轮胎构造过程中的可控制条件(例如，绿色轮胎在硫化过程或其它制造步骤期间所经受的温度和压力)的那些轮胎效应。过程效应的实例可以从此类制造条件产生为辊影响、挤出机喘振、过程条件(例如，温度、压力、速度等)中的波动等。轮胎效应和过程效应在所测量均匀性波形内的影响对应地由合成均匀性波形的“轮胎谐波”或“过程谐波”分量表示。

从所测量均匀性波形获得的对应的轮胎谐波可以根据用以改进轮胎均匀性的已知方法来分析。然而，此分析可能受过程效应的影响阻碍，所述过程效应对合成均匀性波形的周期性作用与轮胎谐波不相同，从而导致较不良的补偿和调整。对此类过程谐波均匀性作用的识别可以有助于改进均匀性分析以及轮胎成型过程。

已知用以估计过程效应作用的幅值的技术。例如，一种技术提供与用于轮胎的所测量均匀性波形的多个候选过程谐波中的每一个的正弦和余弦项相关联的矩形系数坐标的构造。矩形坐标可以使用(举例而言)回归分析来解决且用于估计每一过程谐波的幅值。因为矩形坐标与正弦和余弦项两者相关联，所以所述坐标将是过程谐波的幅值和相位角(轮胎上的波峰的方位角位置)两者的函数。

然而，在某些情况下，相位角可能不是可获得的或是不希望使用的。举例来说，相位角的确定可能需要在轮胎的制造期间将条形码或其它指示物附接到轮胎以充当用于均匀性波形的测量的参考点。如果制造设备中不存在此能力，那么不能确定相位角。在其它情况下，可能从未计算相位角或将其存储在存储器中以用于未来使用。在这些情况下，上述分析技术可能不能够估计过程谐波幅值。

因此，存在对用于在不依赖于用于候选过程谐波的相位角信息的情况下估计过程谐波作用的幅值的系统和方法的需要。

发明内容

本发明的方面和优点将部分在以下描述中进行阐述，或可以从所述描述中显而易见，或可以通过实践本发明来习得。

本发明的一个示例性方面涉及用于改进轮胎的均匀性的方法。所述方法包含识别至少一个候选过程效应和识别用于至少一个候选过程效应的过程谐波幅值图案。所述过程谐波幅值图案指定用于至少一个候选过程效应的一个或多个过程谐波中的每一个的候选幅值。所述方法进一步包含获得用于在多个测试轮胎中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值。所述方法进一步包含利用计算装置至少部分基于与过程谐波相关联的候选幅值和与在一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的相对应的谐波相关联的所观测幅值来确定用于一个或多个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值。在特定实施方案中，用于一个或多个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值在没有用于所测量均匀性参数的一个或多个谐波的所观测相位角信息的情况下进行估计。所述方法进一步包含至少部分基于针对至少一个候选过程效应的一个或多个过程谐波中的每一个确定的所估计过程谐波幅值来修改轮胎制造。

另一示例性方面涉及用于改进轮胎的均匀性的系统。所述系统包含经配置以测量用于多个测试轮胎中的每一轮胎的均匀性波形的测量机器。所述系统进一步包含耦合到测量机器的计算装置。所述计算装置包含一个或多个处理器以及至少一个非暂时性计算机可读存储器。所述存储器存储计算机可读指令，所述计算机可读指令在被一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器实施根据本文中所揭示的示例性实施例的用于确定所估计过程谐波幅值的方法中的任一个。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以说明本发明的原理。

附图说明

本发明的针对所属领域的技术人员的完整且能够实现的揭示内容(包含其最佳模式)在说明书中得到阐述，所述揭示内容参考附图，在所述附图中：

图1(a)描绘与五个代表性轮胎的轮胎效应相关联的均匀性波形。图1(a)沿着纵坐标绘制均匀性参数且沿着横坐标绘制关于轮胎的方位角位置。

图1(b)描绘与过程效应相关联的均匀性波形。图1(a)沿着纵坐标绘制均匀性参数且沿着横坐标绘制关于轮胎的方位角位置。

图1(c)描绘针对五个代表性轮胎所测量的且组合轮胎效应和过程效应两者的合成均匀性波形。图1(c)沿着纵坐标绘制所测量均匀性参数且沿着横坐标绘制关于轮胎的方位角位置。

图2描绘根据本发明的示例性实施例的用于改进轮胎的均匀性的示例性方法的流程图。

图3描绘用于与第一过程效应相关联的过程谐波幅值图案的示例性候选幅值的直方图。图3沿着纵坐标绘制幅值且沿着横坐标绘制具体过程谐波(例如，第1谐波、第2谐波等)。

图4描绘用于与第二过程效应相关联的过程谐波幅值图案的示例性候选幅值的直方图。图4沿着纵坐标绘制幅值且沿着横坐标绘制具体过程谐波(例如，第1谐波、第2谐波等)。

图5描绘根据本发明的示例性实施例的用于获得所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值的示例性方法的流程图。

图6描绘用于从候选幅值和所观测幅值确定所估计过程谐波幅值的示例性方法的流程图。

图7描绘根据本发明的示例性实施例的用于改进轮胎的均匀性的示例性系统。

图8描绘比较根据本发明的示例性实施例确定的所估计过程谐波幅值与所观测过程谐波图案的绘图。图8沿着纵坐标绘制幅值且沿着横坐标绘制过程谐波的周期。

图9描绘比较所估计的和所观测的与候选过程效应相关联的波形的绘图。图9沿着纵坐标绘制幅值且沿着横坐标绘制相位角(即方位角)。

图10描绘利用测试轮胎的幅值和相位角信息确定的测试轮胎的集合的估计幅值的直方图。图10沿着纵坐标绘制轮胎的数目且沿着横坐标绘制幅值。

图11描绘根据本发明的示例性实施例的在没有测试轮胎的相位角信息的情况下确定的测试轮胎的集合的估计幅值的直方图。图11沿着纵坐标绘制轮胎的数目且沿着横坐标绘制幅值。

具体实施方式

所属领域的技术人员将理解，本论述仅是对示例性实施例的描述，且并不意图为限制本发明的更广泛的方面。每个实例作为本发明的说明而非本发明的限制而提供。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改以及改变。举例来说，图示或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改和改变，所述修改和改变处于所附权利要求书及其等效物的范围内。

大体上，本发明涉及使用与至少一个候选过程效应相关联的过程谐波幅值的估计来改进轮胎均匀性。在分析轮胎均匀性时，可以针对多个轮胎测量多种不同的均匀性参数。所获得的均匀性测量结果大体上与表示在围绕轮胎的圆周的多个点处的均匀性测量结果相对应的合成均匀性波形。均匀性波形可以(举例来说)使用傅立叶分析分解成许多对应的谐波。

即使是在相似条件下制造时，轮胎也可能经受归因于采用两种主要方式的循环制造变化的均匀性变化。在第一情况下，制造变化的周期与轮胎圆周一致。这些效应被称作轮胎效应，因为它们与轮胎圆周相关联。轮胎效应可以大体上由各种轮胎谐波组成，所述轮胎谐波具有在轮胎的圆周内符合(fit)整数倍的周期。典型的轮胎效应可以归因于胎面接头宽度、成型鼓的失圆度、按压效应和其它效应。

在第二情况下，制造变化的周期不与轮胎圆周一致。这些效应被称作过程效应，因为它们涉及过程元素而非轮胎圆周。过程效应可以大体上由各种过程谐波组成，所述轮胎谐波具有在轮胎的圆周内不符合整数倍的周期。典型的过程效应可以(举例而言)在半成品(例如，胎面带)的制备过程中由归因于挤出机控制系统的厚度变化或由可以使较软产品的形状变形的辊导致。

根据本发明的方面，与至少一个候选过程效应相关联的一个或多个过程谐波的所估计过程谐波幅值可以从所测量均匀性参数的一个或多个谐波的所观测幅值确定。所估计过程谐波幅值可以在不需要与所观测幅值相关联的相位角或方位角信息的情况下确定。以此方式，本发明的系统和方法可以提供用以识别过程谐波幅值的简化方法，所述简化方法可以用于在相位角信息不可获得的时的情况中和/或用于简化估计过程。

更具体来说，所估计过程谐波幅值可以在没有相位角信息的情况下通过识别用于所识别候选过程效应的过程谐波幅值图案来确定。已发现，给定候选过程效应具有用于候选过程效应的一个或多个过程谐波的候选幅值的相关联图案。可以构造一种模型，所述模型使由过程谐波幅值图案指定的候选幅值与所测量均匀性波形的相对应的谐波的所观测幅值相关。回归或编程技术可以用于估计与所述模型中的候选幅值项相关联的系数。所估计过程谐波幅值随后可以从所估计的系数确定。

所估计过程谐波幅值可以用于更好地分析所测量均匀性参数且用于从轮胎谐波对过程谐波确定均匀性作用。此分析可以最终导致在轮胎制造过程中的改进。举例来说，可以将所估计过程谐波幅值与阈值相比以判定是否需要采取校正动作。特定过程谐波可以用于确定需要被校正/调整的轮胎制造过程的不当部分。作为另一个实例，所估计过程谐波幅值可以跨越不同时间区间确定。所估计过程谐波幅值可以跨越时间区间进行比较以确定过程效应的稳定性且以判定在制造过程中是否已经发生任何新干扰。举例来说，如果所估计过程谐波幅值跨越不同时间区间变化，那么这可以提供对需要维护事件来处理特定过程谐波的指示。

现在参考图式，现将详细地论述本发明的示例性实施例。图1(a)到1(c)提供过程谐波可以如何添加到现有轮胎谐波以导致跨越多个轮胎的均匀性变化的图形表示。在图1(a)中，所述图形表示与五个对应的测试轮胎的轮胎效应相关联的均匀性波形。所述均匀性波形可以是(举例而言)径向力变化波形或其它合适的均匀性波形。注意，与每一轮胎的轮胎效应相关联的均匀性波形是实质上类似的。图1(a)的均匀性波形可以由多个不同轮胎谐波组成，所述轮胎谐波中的每一个在由个别的测试轮胎的圆周(即L_T)界定的周期内符合整数倍。

图1(b)表示可以影响轮胎的均匀性分散的示例性过程效应的模型。如图所示，过程效应具有在由轮胎圆周L_T界定的周期内不符合整数倍的周期L_P。对于图1(b)中所描绘的实例，过程效应具有大致为轮胎圆周L_T1.5倍的周期L_p。所述过程效应具有幅值(例如，峰峰振幅)A_p。

图1(c)表示所顺序观测(即，所测量的)轮胎的合成均匀性波形。如图1(c)中所示，显而易见的是，将过程效应添加到轮胎效应可能导致在所测量均匀性波形(或其特定谐波分量，例如径向力变化的第一谐波)内的最大观测值在轮胎间发生变化，即使所有轮胎谐波跨越所述多个轮胎保持不变。对所观测波形的过程效应作用的所估计幅值可以用于更好地分析均匀性测量结果和/或用于校正轮胎制造过程的各种方面。

图2描绘根据本发明的示例性实施例的用于使用与至少一个候选过程效应相关联的所估计过程谐波幅值来改进轮胎的均匀性的示例性方法(200)的流程图。方法(200)可以使用任何合适的系统实施，例如图7中所描绘的系统。另外，尽管图2描绘出于说明和论述的目的以特定次序执行的步骤，但本文论述的方法不限于任何特定次序或布置。使用本文中提供的揭示内容，所属领域的技术人员将了解，本文中所揭示的方法中的任一个的各步骤可以省略、重新布置、组合和/或以各种方式调适。

在(202)处，所述方法包含识别至少一个候选过程效应。单一过程效应可以被当成用于分析的候选过程效应，或多个过程效应可以被当成用于分析的候选过程效应。

至少一个候选过程效应可以就各种参数而言来表示或识别，所述参数包含但不限于关于轮胎的尺寸(例如，轮胎圆周、半径、直径、围绕轮胎的数据点的离散数目或类似者)引入的频率或周期。引入的速率还可以表示为谐波数目(例如，1.25、0.8等)。谐波数目可以通过以下公式与候选过程谐波的频率(ω)相关：2πh/N，其中h是谐波数目且N是在获得均匀性测量结果时围绕轮胎的外周所测量的数据点的数目。频率(ω)可以量化为每围绕轮胎所测量的数据点的弧度。当考虑p个候选过程效应的总数目时，每一过程效应的引入的速率可以就其对应的谐波数目h_k和/或引入的频率ω_k而言来界定。

所述候选过程效应可以是基于制造过程的某些已知特征识别的已知过程效应，或所述候选过程效应可以是未知的。举例来说，如果物理过程源是已知的，那么从某些方面和/或制造过程的条件识别候选过程效应可以是可能的。

如果候选过程效应是未知的，那么候选过程效应可以通过指定在候选过程效应的范围上阶梯式递增的一系列候选过程效应(例如，0.2、0.3、0.4...1.5等)。回归/编程分析可以通过对与所述范围中的每一递增候选过程效应相关联的系数求解来识别候选过程效应的范围内的过程效应。可以确定与非零系数相关联的过程效应有助于轮胎的总均匀性。在不偏离本发明的范围的情况下，其它合适的技术可以用于识别候选过程效应。

参考图2，在(204)处，针对至少一个过程效应识别过程谐波幅值图案。已发现，每一候选过程效应都可以具有可以用于将所述过程效应与其它过程效应区分开的具体过程谐波幅值图案。举例来说，与谐波数目1.2相关联的候选过程效应将具有与和谐波数目0.9相关联的候选过程效应不同的过程谐波幅值图案。类似于所测量均匀性波形，候选过程效应可以分解为一个或多个过程谐波分量。过程谐波幅值图案指定用于与候选过程效应相关联的一个或多个过程谐波的候选幅值。

为了说明此原理，图3描绘与第一候选过程效应相关联的过程谐波幅值图案300的示例性表示。过程谐波幅值图案300指定用于多个过程谐波(例如，第1谐波、第2谐波、第3谐波等)中的每一个的多个候选幅值。

图4描绘与第二候选过程效应相关联的过程谐波幅值图案310的示例性表示。过程谐波幅值图案310还指定用于多个过程谐波(例如，第1谐波、第2谐波、第3谐波等)中的每一个的多个候选幅值。然而，如图3和4中示出，与第一候选过程效应相关联的候选幅值不同于与第二候选过程效应相关联的候选幅值。

用于具体候选过程谐波的过程谐波幅值图案可以在没有相位角信息的情况下通过将p个候选过程效应中的每一过程效应k建模为延伸h倍通过每一轮胎的纯余弦曲线，其中h是与特定候选过程效应k相关联的谐波数目。针对每一过程效应k执行傅里叶变换以产生与过程效应k的每一过程谐波相关联的余弦和正弦项。用于候选过程效应k的每一过程谐波的候选幅值图案可以产生自针对每一过程谐波产生的余弦项。

这在下文通过以下操作说明：

针对k＝1到k＝p个过程效应，到表示作为用于围绕轮胎的数据点n＝1,2,...,N的纯余弦波的经建模过程效应。针对k＝1到k＝p个过程效应，到表示余弦项且到表示通过对每一过程效应k的傅立叶分析所获得的多个过程谐波的正弦项。到表示针对k＝1到k＝p个过程效应的每一过程谐波以标准方式(例如，获得的候选幅值。每一过程效应的候选幅值表示与每一过程效应相关联的过程谐波幅值图案。除非另外指明，否则上标在本文中用于识别目的而非是指数。

识别与每一过程效应相关联的过程谐波幅值图案(204)可以包含存取与存储在存储器中的每一候选过程效应相关联的预计算过程谐波幅值图案。替代地，所述方法可包含在使用上述技术识别候选过程效应之后在运行中计算用于每一候选过程效应的过程谐波幅值图案。

由相同谐波数目表示但具有不同幅值的过程效应与相同过程谐波幅值图案相关联。例如，由谐波数目0.8表示的过程效应具有幅值1.0，如由谐波数目0.8表示的过程效应具有幅值2.0。然而，用于对应的过程效应的实际过程谐波的幅值将基于过程效应的幅值而不同。以此方式，由过程谐波幅值图案指定的候选幅值可以充当用于估计与候选过程效应相关联的过程谐波幅值的乘数。因此，所估计过程谐波幅值可以仅基于幅值信息来获得而不需要相位角或方位角信息。

为了确定与过程效应相关联的所估计过程谐波幅值，所述方法在(206)处包含获得用于在一个或多个轮胎的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波的所观测幅值。所观测幅值可以从每一轮胎的所测量均匀性参数得到。在一个实施例中，所观测幅值可以事先从所测量的均匀性参数得到且存储在存储器中。获得所观测幅值可以包含存取存储于存储器中的所观测幅值。在另一实施例中，获得所观测幅值可以包含结合测量均匀性参数从所测量的均匀性参数计算所观测幅值。

图5描绘根据本发明的示例性实施例的确定用于在一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波的所观测幅值的示例性方法(500)的流程图。在(502)处，所述方法包含测量在一个或多个轮胎的集合中的每一轮胎的均匀性参数。应了解，即使所有测试轮胎都根据相同或类似的制造过程制造，一些过程效应也有可能将不在每一轮胎中显现其最大影响。例如，具有小于1.0的谐波数目的过程效应在连续制造的轮胎的集合中可能仅每隔一个轮胎、每隔两个轮胎等呈现其最大幅度。

所测量的参数可以与(例如)此类均匀性参数相对应，所述均匀性参数例如径向偏心(RRO)、横向偏心、质量变量、平衡、径向力变化(RFV)、横向力变化(LFV)以及切向力变化(TFV)。所测量的参数通常与由在轮胎的一次旋转期间在等间隔的点中测量的多个数据点(例如，每轮胎转数128个、256个、512个或其它合适的数目的数据点)构造的波形相对应。

考虑在围绕轮胎的多个等间隔数据点N处获得的所测量均匀性参数(w)，使得在对应的数据点处获得测量结果w_n，其中n＝1,2,...,N。应了解，实际w_n值可以根据多种已知技术决定。例如，通过对在轮胎的多次旋转期间在每个数据点处所获得的值求平均值，可以获得在轮胎的超过仅单次旋转处的w_n值。在另一个实例中，w_n值可以通过在所有对应的数据点上减去所测量均匀性参数的平均幅值使得合成数据波形居中来决定。

在(504)处，所测量均匀性参数可以分解成多个谐波。举例来说，所测量均匀性参数可以分解成均匀性参数的多个谐波中的每一个的正弦和余弦项。正弦和余弦项可以表示每一谐波对围绕轮胎的每一经测量数据点的作用w_n。

在(406)处，每一谐波的所观测幅值可以从与所述谐波相关联的正弦和余弦项计算。举例来说，与每一谐波j相关联的所观测幅值可以根据下式计算：

$m_j^w=\sqrt{{\left(c_j^w\right)}^2+{\left(s_j^w\right)}^2}$

表示与每一谐波j的余弦项相关联的系数。表示与每一谐波j的正弦项相关联的系数。

以下提供用于获得轮胎的所观测幅值的示例性操作：

$\left[\begin{array}{c}{w}_1\\ w_2\\ .\\ .\\ .\\ w_N\end{array}\right]\→\left[\begin{array}{cc}{c}_1^w& s_1^w\\ c_2^w& s_2^w\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ c_{N/2}^w& s_{N/2}^w\end{array}\right]\→\left[\begin{array}{c}{m}_1^w\\ m_2^w\\ .\\ .\\ .\\ m_{N/2}^w\end{array}\right]$

w₁到w_N表示围绕轮胎的数据点n＝1,2,...,N的所测量均匀性参数。针对谐波j＝1到j＝N/2，到表示余弦项且到表示正弦项。到表示谐波j＝1到j＝N/2的所观测幅值。

返回参考图2，在(208)处，一旦已经获得用于所测量均匀性参数的一个或多个谐波的所观测幅值，就可以基于由候选过程效应的过程谐波幅值图案指定的候选幅值和从所测量均匀性参数得到的所观测幅值确定候选过程效应的所估计过程谐波幅值。候选过程效应的所估计过程谐波幅值可以在不需要与所测量均匀性参数相关联的相位角信息的情况下确定。

图6描绘根据本发明的示例性实施例的用于确定候选过程效应的过程谐波的所估计过程谐波幅值的示例性方法(600)的流程图。在(502)处，所述方法包含构造一个模型，所述模型使与一个或多个过程谐波中的每一个相关联的候选幅值与所测量均匀性参数的相对应的谐波的所观测幅值相关。以下提供示例性模型：

w＝P·β+∈

w表示与所测量均匀性参数的一个或多个谐波相关联的所观测幅值，P表示与候选过程效应的一个或多个过程谐波相关联的候选幅值，β表示用于一个或多个过程谐波中的每一个的系数，且ε表示残差。

下文提供适用于具有j＝64个谐波和p个候选过程效应的t个轮胎的模型的实例。注意，对于每一过程效应仅存在一个系数β，且所述β跨越所有谐波和轮胎采用固定值。

在(504)处，使用回归分析或编程分析估计用于候选过程效应的一个或多个过程谐波中的每一个的系数β。回归分析可以估计系数β以最小化平方残差ε且可以提供许多统计测量，例如假设检验和置信区间，所述统计测量可能是有价值的。编程分析可以最小化残差ε的绝对值。

如果候选过程谐波包含已知过程谐波，那么估计用于所有候选过程谐波的非零系数的回归或编程解将是足够的。然而，如果考虑对未知的过程谐波的搜索，那么可以使用逐步回归或套索方法来找到其中将仅选定候选过程谐波的某一子集的系数的稀疏解。

示例性编程分析可以最小化以下目标函数：

$\begin{array}{cc}\min & \underset{r=1}{\overset{t*j}{\Σ}}\left|{\mathrm{\ϵ}}_r\right|+\mathrm{\λ}\underset{p=1}{\overset{P}{\Σ}}{\mathrm{\β}}^p\end{array}$

其中|β^p≥0。目标函数中的第一项最小化误差的绝对值之和，且第二项通过处罚(penalizing)太多非零估计的选择规律化所述解。如果过程谐波是已知的，那么参数λ可以设定成零。如果过程谐波是未知的，那么参数λ可以用作用以平衡解的稀疏性对拟合优度的调谐参数。估计为非负这一约束确保各项不能简单地彼此抵消。可以将其它约束添加到编程分析。

一旦已经估计系数，就可以基于所述系数确定用于候选过程谐波的一个或多个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值，如在图6的(506)处所示。举例来说，所述系数可以乘以与过程谐波相关联的候选幅值以获得过程谐波的所估计过程谐波幅值。所估计过程谐波幅值可以经分析以评估至少一个候选过程效应，例如，与至少一个候选过程效应相关联的所估计幅值。

所估计过程谐波幅值可以用于更好地分析均匀性测量结果和/或用于校正轮胎制造过程的各种方面。举例来说，参考图2，在(210)处，所估计过程谐波幅值可以与阈值相比。可以针对超出阈值的过程谐波采取校正动作(212)。特定过程谐波可以用于确定需要被校正/调整的轮胎制造过程的不当部分。这在其中本文中所揭示的分析技术用于搜索未知的候选过程谐波的情况下可以是特别地有益的。

例如，一旦识别与特定谐波数目(例如1.2)相关联的过程效应，所述过程效应就可以用于通过首先识别在轮胎制造过程中的可能的循环元素来追溯到过程效应原因。可以计算这些循环元素的相对周期(例如，1.5m、1.33m、1.00m和0.75m)且将其与轮胎的圆周(例如1.2m)相比。这给出每一可能原因的过程谐波数目(0.8、0.9、1.2和1.6)。随后人们可以选择所识别的激活的过程谐波的最接近的匹配的可能原因。

举例来说，挤出机周期可以与在胎面厚度变化过程中具有谐波数目1.2的过程效应匹配。如果过程效应的幅度超出给定水平(例如0.25kg力)，那么可以采取校正动作来处理挤出机周期。此类校正动作可以包含重调挤出机控制系统算法、改变挤出机速度、和/或特意的拉伸胎面以抵消所述变化。

作为另一个实例，可以跨越制造过程的不同时间区间确定所估计过程谐波幅值。所估计过程谐波幅值可以跨越时间区间进行比较(212)以评估过程效应的稳定性且以判定在制造过程中是否已经发生任何新干扰。举例来说，如果所估计过程谐波幅值跨越不同时间区间变化，那么这可以提供对需要维护事件来处理特定过程效应的指示。可以采取校正动作来处理所估计过程谐波幅值的变化。

现在参考图7，图示用于实施上述方法的示例性系统组件的示意性概述。根据多个对应的制造过程构造了示例性轮胎600。此类轮胎成型过程可以(例如)包含应用各种橡胶化合物和/或其它合适的材料的层以形成轮胎胎体、提供轮胎带部分以及胎面部分以形成轮胎峰块、将绿色轮胎定位在硫化模具中，以及硫化成品绿色轮胎等。此类对应的过程元素表示为图7中的602a，602b，...，602n并经组合以形成示例性轮胎600。应了解，可以通过各种过程602a到602n的一次迭代构造一批多个轮胎。

仍参考图7，提供测量机器604以获得各种均匀性测量结果。一般来说，此测量机器可以包含安装夹具等特征，轮胎安装在所述夹具上且以一个或多个速度离心地旋转。在一个实例中，采用激光传感器以通过相对于轮胎600的接触、非接触或近接触定位来操作，以便确定在轮胎表面关于中心线旋转时，所述轮胎表面在多个数据点(例如128个点)处的相对位置。测量机器还可以包含行走轮，其用于负载轮胎以在轮胎于测量机器604中旋转时获得力测量结果。

尽管出于说明的简单和清楚目的，图7中仅示出一个计算机和处理器，但可将由测量机器604获得的测量结果转发，使得其在可对应地包含一个或多个处理器608的一个或多个计算装置606处被接收。处理器608可以经配置以接收来自输入装置614的输入数据或存储在存储器612中的数据。处理器608随后可以根据所揭示的方法分析此类测量结果，并且经由输出装置616向用户提供可使用的输出(例如数据)或者向过程控制器618提供信号。均匀性分析可以替代地通过一个或多个服务器610或在多个计算和处理装置上实施。

可提供各种存储器/媒体元件612a、612b、612c(统称为“612”)作为一个或多个种类的非暂时性计算机可读媒体的单一或多个部分，包含但不限于RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器、光学媒体、磁性媒体或其它存储器装置。图7的计算/处理装置可以适合于充当专用机器，所述专用机器通过存取存储在存储器/媒体元件中的一个或多个中的以计算机可读形式呈现的软件指令来提供所需功能性。当使用软件时，任何合适的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合可以用于实施本文中包含的教示。

在一个实施方案中，处理器608可以执行存储于存储器元件612a、612b和612c中的计算机可读指令以使得处理器执行操作。所述操作可以包含：识别至少一个候选过程效应；识别用于至少一个候选过程效应的过程谐波幅值图案；(举例来说)从存储器获得用于在一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值；以及利用计算装置至少部分基于与过程谐波相关联的候选幅值和与在测试轮胎中的一个或多个的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的相对应的谐波相关联的所观测幅值来确定用于一个或多个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值。

实例

针对二十(20)个测试轮胎的集合获得径向力变化波形。径向力变化波形包含用于围绕每一轮胎的圆周的128个数据点的数据。将所述波形分解成64个谐波且针对每一谐波获得所观测幅值。

识别与谐波数目0.8相关联的候选过程效应和相对应的过程谐波幅值图案。使用本文中所揭示的回归技术确定用于候选过程效应的64个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值。所估计过程谐波幅值用于确定过程效应的幅值。在此实例中，过程效应的幅值估计为1.25391。从与测试轮胎相关联的数据已知的过程效应的值是1.25。

图8描绘比较所估计过程谐波幅值与所观测过程谐波图案的绘图。具体来说，曲线710表示与所观测过程效应相关联的过程谐波幅值。曲线720表示根据本发明的示例性方面确定的所估计过程谐波幅值。曲线730描绘用于与过程效应相关联的过程谐波幅值图案的候选幅值。注意，所估计的幅值提供对真正幅值的密切匹配。

图9描绘所估计和观测的过程效应的绘图。曲线740表示所观测的过程效应。曲线750表示所估计的过程效应。表示所估计的过程效应的曲线750是具有零相位角的纯余弦曲线。曲线740和750仅幅值是相当的，因为相位角并未使用根据本发明的方面的技术配合。如所图示，用于过程效应的所估计和所观测幅值是类似的。

作为另一个实例，针对31个轮胎获得均匀性数据。识别与谐波数目0.8相关联的径向偏心过程效应。使用幅值和相位角信息两者确定过程效应的所估计幅值。正弦和余弦曲线适用于前十个谐波。所述分析给出182.8微米的结果平均幅值。图10描绘轮胎的幅值的直方图。

随后在没有相位角信息的情况下使用本文中所揭示的分析技术确定径向偏心过程效应的所估计幅值。余弦曲线适用于前十个谐波。所述分析给出202.58微米的结果平均幅值。图11描绘轮胎的幅值的直方图。

作为另一个实例，将数据用于相同的31个轮胎，执行对在0.5谐波数目到1.7谐波数目的范围内的较大的径向力变化过程效应的搜索。识别在0.5处具有幅值1.70kg和在1.40处具有幅值1.05kg的两个谐波。

尽管已关于具体示例性实施例和其方法详细地描述本发明，但是应了解，在理解前述内容之后所属领域的技术人员可以容易地对此类实施例的变体以及等效物作出更改。因此，本发明的范围是作为举例而非作为限制，并且本发明并不排除包含所属领域的技术人员使用本文所揭示的教示将容易明白的对本发明的此类修改、变化和/或添加。

Claims (13)

1.一种用于改进轮胎的均匀性的方法，其包括：

识别至少一个候选过程效应；

识别用于所述至少一个候选过程效应的过程谐波幅值图案，所述过程谐波幅值图案指定用于所述至少一个候选过程效应的一个或多个过程谐波中的每一个的候选幅值；

获得用于在一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值；

利用计算装置至少部分基于与所述过程谐波相关联的所述候选幅值和与在所述一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所述所测量均匀性参数的相对应的谐波相关联的所述所观测幅值来确定用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值；以及

至少部分基于针对所述至少一个候选过程效应的所述一个或多个过程谐波中的每一个确定的所述所估计过程谐波幅值来修改轮胎制造。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个测试轮胎的集合以类似制造过程制造，使得所述至少一个候选过程效应将显现在所述一个或多个测试轮胎的集合中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中识别至少一个候选过程效应包括识别与所述多个测试轮胎相关联的已知过程效应。

4.根据权利要求1所述的方法，其中识别至少一个候选过程效应包括识别在候选过程效应的范围上阶梯式递增的候选过程效应的集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中获得用于每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值包括：

利用均匀性测量机器测量在所述一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的均匀性波形；

将每一轮胎的所述均匀性波形分解成用于所述一个或多个谐波中的每一个的正弦和余弦项；以及

从所述正弦和余弦项计算所述一个或多个谐波中的每一个的所述所观测幅值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中获得用于在多个测试轮胎中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值包括存取存储在计算装置的存储器中的所述所观测幅值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述所估计过程谐波幅值在没有用于所述所测量均匀性参数的所述一个或多个谐波的所观测相位角信息的情况下确定。

8.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述计算装置确定用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所述所估计过程谐波幅值包括构造一个模型，所述模型使用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所述候选幅值与和所述所测量均匀性参数的所述相对应的谐波相关联的所述所观测幅值相关。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述模型如下构造：

w＝P·β+ε

其中w表示与一个或多个谐波相关联的所观测幅值，P表示与所述至少一个候选过程效应的一个或多个过程谐波相关联的候选幅值，β表示用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的系数，且ε表示残差。

10.根据权利要求9所述的方法，其中与所述一个或多个过程谐波中的每一个相关联的所述系数β使用回归分析或编程分析来估计，且用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所述所估计过程谐波幅值基于与所述过程谐波相关联的所述系数来确定。

11.根据权利要求1所述的方法，其中修改轮胎制造包括：

将用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所述所估计过程谐波幅值与阈值比较；以及

当所述所估计过程谐波幅值超出所述阈值时，采取校正动作来处理所述所估计过程谐波。

12.根据权利要求1所述的方法，其中修改轮胎制造包括跨越多个不同时间区间比较用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所述所估计过程谐波幅值以检测任何过程变化。

13.一种用于改进轮胎的均匀性的系统，所述系统包括：

测量机器，其经配置以测量在多个测试轮胎中的每一轮胎的均匀性波形；以及

耦合到所述测量机器的计算装置，所述计算装置包括一个或多个处理器和至少一个非暂时性计算机可读存储器，所述存储器存储在被所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作的计算机可读指令，所述操作包括：

识别至少一个候选过程效应；

识别用于所述至少一个候选过程效应的过程谐波幅值图案，所述过程谐波幅值图案指定用于所述至少一个候选过程效应的一个或多个过程谐波中的每一个的候选幅值；

获得用于在一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所测量均匀性参数的一个或多个谐波中的每一个的所观测幅值；以及

利用所述计算装置至少部分基于与所述过程谐波相关联的所述候选幅值和与在所述一个或多个测试轮胎的集合中的每一轮胎的所述所测量均匀性参数的相对应的谐波相关联的所述所观测幅值来确定用于所述一个或多个过程谐波中的每一个的所估计过程谐波幅值。