專利名稱：平衡車輪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平衡車輪的方法。
背景技術(shù)：
由US 4854168得知可在車輪轉(zhuǎn)動時測量由車輪不平衡所產(chǎn)生的 力。所測量的力被用作計算平衡配重的根據(jù)，而平衡配重可以由預(yù) 定的配重等級得到，所述配重等級例如為5g,平衡配重位于車輪上 與車輪軸線相垂直的兩個平衡平面上的相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置，用 于提供動態(tài)平衡。另外，靜態(tài)不平衡矢量通過矢量加法來確定。在 兩個平衡平面上平衡可以通過使靜態(tài)剩余不平衡量最小的方式來實 現(xiàn)。這將避免主要由靜態(tài)剩余不平衡量所引起的振動，而所述振動 在通過操縱驅(qū)動機動車輛時表現(xiàn)為明顯的強烈振動。在大多數(shù)情況 下，在實踐中用于平衡操作的重物的數(shù)量和尺寸都不足以確保足夠 的平衡質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在本說明書技術(shù)領(lǐng)域部分所述類型的 方法，其中，在車輛行駛性能良好的情況下實現(xiàn)車輪平衡。
上述目的通過權(quán)利要求書中第1項的特征來實現(xiàn)，而從屬權(quán)利 要求中記載了本發(fā)明的有利特征。
本發(fā)明在對旋轉(zhuǎn)的車輪進行測量的過程中測量由車輪不平衡產(chǎn) 生的力。通過所測量的力計算在圍繞車輪軸線的相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度 位置且在預(yù)定的配重等級中能夠得到的各個平衡配重，用于在與車 輪軸線垂直的兩個平衡平面上實現(xiàn)動態(tài)平衡并在位于所述車輪上的 一個平衡平面上實現(xiàn)靜態(tài)平衡。在傳統(tǒng)的方式中，平衡配重可以由5
g配重等級或者是5 g的整數(shù)倍得到。
在計算各個平衡配重時，動態(tài)平衡中相對于各個準(zhǔn)確平衡配重
的可容許的配重偏差(公差)比靜態(tài)平tf中可容許的配重偏差(公 差)大，所述準(zhǔn)確平衡配重對應(yīng)于所測量的力。各個計算得到的平 衡配重以平衡重物的形式固定在車輪上的相關(guān)聯(lián)的角位置和相關(guān)聯(lián) 的平4軒平面上。
動態(tài)平衡的配重偏差至少可以為靜態(tài)平衡下的配重偏差的兩
倍。例如，靜態(tài)平衡下的配重偏差可以為5 g,而動態(tài)平衡下的配重 偏差可以為10 g至30 g。配重偏差的大小:取決于車輛類型。例如， 對于運動型多功能車或者SUVs或者旅居車等，配重偏差可以為私 家車或者摩托車所容許的配重偏差的1.5倍。輕型貨車的配重偏差可 以為私家車或摩托車所容許的配重偏差的大約2倍。
在計算平衡配重時，如果發(fā)現(xiàn)動態(tài)平衡計算所得的平衡配重在 相關(guān)聯(lián)的公差內(nèi)，計算設(shè)備(計算機)優(yōu)選自動轉(zhuǎn)換成計算靜態(tài)平 衡的平衡配重以及相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度。所述計算優(yōu)選需要考慮車輪 是否也在動態(tài)平衡預(yù)定的公差內(nèi)平衡。
如果車輪達到動態(tài)平衡，那么平衡程序以也在靜態(tài)平衡預(yù)定的 公差內(nèi)實現(xiàn)靜態(tài)平衡的方式進行。
如果動態(tài)平衡計算得到的平衡配重和靜態(tài)平衡計算得S 的平衡 配重都分別在預(yù)定的公差之內(nèi)，那么就不必進行平衡。在該情況下， 可以使動態(tài)平衡以及靜態(tài)平衡的各自的平衡配重的角位置逐步改 變，以確定最終的平衡配重和平衡操作，被實施的平衡操作必須使 用在動態(tài)和靜態(tài)平衡的預(yù)定公差內(nèi)的計算得到的平衡配重，并且總 的平衡配重最小。然后，將相應(yīng)的平衡重物固定到車輪上的在計算 過程中確定的相應(yīng)的平衡平面和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置上。
除了節(jié)省平衡重物之外，本發(fā)明還縮短了測量進程時間。出于 這一目的，在測量進程中至少需要以測量轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動兩圈，同時 計算出在該情況下各平衡配重和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置。當(dāng)在接下 來的轉(zhuǎn)動中計算所得的平衡配重保持在預(yù)定的公差內(nèi)，測量進程停
止。在這一情況下，在每次轉(zhuǎn)動中計算所得的平衡配重可用于計算 各個得到的平均值。 一旦在接下來的轉(zhuǎn)動運動中那些平均值還保持 在預(yù)定的公差內(nèi)，就中斷測量進程。


接下來將參考附圖對本發(fā)明進行更加詳細地描述，其中 圖1示意性地示出了車輪平衡機2的測量裝置。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了車輪平衡機2的測量裝置。該測量裝置包 括測力傳感器3、 4,所述測力傳感器3、 4被支承在車輪平衡機2 的測量軸5上。車輪l、尤其是汽車車輪以公知的方式在其中心位置 處固定到測量軸5上。角度傳感器8與測量軸5相連，所述角度傳 感器8用于檢測車輪1的各個旋轉(zhuǎn)角度，并將包含各個角度增量的 相應(yīng)的電信號傳送到計算裝置6。在關(guān)于由角度傳感器8測量的旋轉(zhuǎn) 角度6>的圖像12(見圖1)中示出了由測力傳感器3和4產(chǎn)生并由 位于左側(cè)的測力傳感器3和位于右側(cè)的測力傳感器4提供的正弦力 波動電信號L和R。這些力波動信號L和R被傳送到計算裝置6。
角度傳感器8的旋轉(zhuǎn)角度信號在計算裝置6中由解碼器DEC傳 送給電子計算設(shè)備pP。測力傳感器3和4的力波動信號L和R在計 算裝置6中經(jīng)由模擬/數(shù)字編碼器ADC傳送給電子計算設(shè)備fxP。另 外，測量裝置以及待平衡的車輪1的幾何數(shù)據(jù)被輸入到電子計算設(shè) 備^iP中。所述幾何數(shù)據(jù)包括平衡平面9和10之間的間距6，待計算 的平衡重物布置在所述平^f平面中。而且平tf平面9和IO的布置有 平衡重物的位置處的半徑也被輸入到計算裝置6的電子計算設(shè)備中， 用于計算程序。另外，在計算裝置6中的電子計算設(shè)備的計算操作 中也考慮間距a和c。間距c是測量傳感器3和4之間的固定的預(yù)定 間距，而間距a是向內(nèi)布置的平衡平面9與向外布置的(右側(cè))測 量傳感器4之間的間距。
對于與各個車輪相關(guān)聯(lián)的幾何數(shù)據(jù)，根據(jù)兩個平衡平面9和10 的兩個正弦力波動信號L和R，計算出平衡配重的關(guān)于旋轉(zhuǎn)角度《 的正弦波動信號t/,和K 。這些波動信號的各個最大值對應(yīng)于當(dāng)布置 在各個平衡平面9和IO上的相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置時實現(xiàn)準(zhǔn)確的動 態(tài)平衡的平衡配重，并且對應(yīng)于左側(cè)(內(nèi)側(cè))平衡平面上的平衡矢 量&和右側(cè)(外側(cè))平衡平面上的平衡矢量《。
平衡平面&和《由以下方程組計算得到
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關(guān)于位于相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置的平衡配重，圖像ll中示出的 由波動信號的各個最大值所得的平衡配重表示純動態(tài)平衡矢量&和 ^。通過以下方程組可以計算純靜態(tài)平衡矢量&,其同樣對應(yīng)于布 置在平衡平面上的給定旋轉(zhuǎn)角度位置的平衡配重
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，《表示純靜態(tài)矢量分量，其包括位于實現(xiàn)靜態(tài)平衡的平 衡平面上的純靜態(tài)平衡配重t/s和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置。
^a表示平衡矢量，其包括位于左側(cè)(內(nèi)側(cè))平衡平面9上的平 衡配重t/。,和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置。
6w表示位于外側(cè)(右側(cè))平衡平面IO上的平衡矢量，其包括 位于外側(cè)(右側(cè))平衡平面上的平衡配重c/^和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)角度位置。
根據(jù)純靜態(tài)平衡配重和兩種純動態(tài)平衡配重，預(yù)先確定平衡過 程所容許的不同的配重偏差(公差)。在這個方面，關(guān)于靜態(tài)平衡 配重t/,的可容許的配重偏差(公差)要小于關(guān)于兩種動態(tài)平衡配重
UDL和UDR的配重偏差(公差)。計算得到的純動態(tài)平衡配重UDL和UDR的所容許的配重偏差(公差)優(yōu)選為至少大于計算得到的純靜態(tài)平
衡配重^的所容許的配重偏差(公差)的兩倍。純靜態(tài)平衡配重所
容許的配重偏差例如可以為5 g，而兩種純動態(tài)平tf配重的可容"i午的 配重偏差可以為10g或更大，特別地為從10 g到30 g中的任意值。
最小配重等級的配重，例如，可以用于平衡過程的5g,或者是 5 g的整lt^f咅，可以;故確定為配重偏差。例如，純靜態(tài)平ff配重和純 動態(tài)平衡配重的公差可通過顯示器上的鍵盤、輸入裝置7或者其他 輸入方式輸入到計算裝置6的計算設(shè)備(iP中。
在計算用于動態(tài)平tf的平衡配重時，可以逐步改變平tf配重在 兩個平衡平面上的角位置，例如分10步改變，并且根據(jù)兩個正弦波 動信號^和^ (圖1中的信號11)分別確定最終的動態(tài)平衡配重和 靜態(tài)平衡配重。被觀察到公差且總平衡配重最小的平衡配重用于動 態(tài)平衡。為了計算純靜態(tài)平衡，所述純靜態(tài)平衡在最初計算出的用 于動態(tài)平衡的平衡配重在公差內(nèi)時優(yōu)選為自動實現(xiàn)，首先選擇在其 上待實現(xiàn)靜態(tài)平衡的合適的平衡平面。優(yōu)選地，選擇出現(xiàn)計算得到 的較大的動態(tài)平衡配重的平衡平面。為了確定位于該平衡平面上的 靜態(tài)平衡配重，改變旋轉(zhuǎn)角度位置，直到根據(jù)波動信號&和么(圖 1中的正弦信號11 )得到動態(tài)和靜態(tài)平衡預(yù)定的公差或所涉及的值 低于這些公差為止。
使動態(tài)或靜態(tài)平衡時計算得到的平衡配重顯示在顯示器和輸入 裝置7的顯示單元中。然后，將適當(dāng)尺寸的平衡重物固定在同樣被 顯示的角位置上，當(dāng)處于動態(tài)平衡時所述角位置在平衡平面9和10 上，當(dāng)處于靜態(tài)平衡時所述角位置在平衡平面9或10上。
如上文已經(jīng)說明的，在測量過程中車輪轉(zhuǎn)動的過程中，如果車 輪至少連續(xù)兩次轉(zhuǎn)動時靜態(tài)平衡配重和動態(tài)平衡配重的值位于公差 內(nèi)，那么測量過程可以終止。這與已知的不平衡測量運行時間相比， 可以縮短測量^J于。
權(quán)利要求
1.一種平衡車輪的方法，其中在對旋轉(zhuǎn)的車輪進行測量的過程中測量由車輪不平衡產(chǎn)生的力；將所測量的力用作計算各個平衡配重的依據(jù)，所述各個平衡配重從預(yù)定的配重等級得到，所述平衡配重位于圍繞車輪軸線的給定的旋轉(zhuǎn)角度位置，用于在與旋轉(zhuǎn)軸線垂直的兩個平衡平面上實現(xiàn)動態(tài)平衡并在位于所述車輪上的一個平衡平面上實現(xiàn)靜態(tài)平衡；在計算各個平衡配重時，動態(tài)平衡中相對于各個準(zhǔn)確平衡配重的可容許的配重偏差(公差)比靜態(tài)平衡中可容許的配重偏差(公差)大，所述準(zhǔn)確平衡配重對應(yīng)于所述測量的力；并且將對應(yīng)于分別計算得到的平衡配重的平衡重物固定到所述車輪上的相關(guān)聯(lián)的角度位置和相關(guān)聯(lián)的平衡平面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，動態(tài)平衡的所述 配重偏差至少為靜態(tài)平衡的配重偏差的兩倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述配重偏 差對應(yīng)于能夠?qū)崿F(xiàn)平衡的最小配重等級或其整倍數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于， 當(dāng)計算得到的動態(tài)平衡的平衡配重在公差范圍內(nèi)時，程序自動轉(zhuǎn)換 到靜態(tài)平衡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于， 在靜態(tài)平衡時，同時在預(yù)定用于動態(tài)平衡的公差內(nèi)實現(xiàn)動態(tài)平衡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于， 在動態(tài)平衡時，同時在預(yù)定用于靜態(tài)平衡的公差內(nèi)實現(xiàn)靜態(tài)平衡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在計算靜態(tài)平衡 的平衡配重時，選擇布置有計算得到的較大的平衡配重的平衡平面， 并且逐步改變平衡配重的旋轉(zhuǎn)角度位置，直到達到動態(tài)和靜態(tài)平衡 所預(yù)定的公差或者是所涉及的值低于所述公差為止。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在計算動態(tài)平衡 的平衡配重時，在改變于兩個平衡平面上平衡的角位置的同時根據(jù) 分別得到的動態(tài)平衡配重計算靜態(tài)平衡配重，并且將在該情況下確 定的平衡配重用在動態(tài)平衡的角位置，在所述角位置，總的平衡配 重最小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的方法，其特征在于， 當(dāng)從車輪的至少兩周連續(xù)轉(zhuǎn)動的測量結(jié)果中計算得到的平衡配重在 預(yù)定的公差內(nèi)時，測量進程停止。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，形成在連續(xù)測量 過程中計算得到的平衡配重的平均值，當(dāng)所述計算得到的平衡配重的平均值在預(yù)定的公差內(nèi)時，測量進程終止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平衡車輪的方法，其中，計算各個平衡配重，動態(tài)平衡所容許的配重偏差(公差)大于靜態(tài)平衡所容許的配重偏差(公差)。當(dāng)計算所得的平衡配重在預(yù)定的公差內(nèi)時，測量進程終止。
文檔編號G01M1/30GK101368866SQ200810210338
公開日2009年2月18日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者F·布拉格希羅利 申請人:施耐寶儀器股份有限公司