KR20220050070A - 타이어 주행하중 측정시스템 - Google Patents

타이어 주행하중 측정시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220050070A
KR20220050070A KR1020210136756A KR20210136756A KR20220050070A KR 20220050070 A KR20220050070 A KR 20220050070A KR 1020210136756 A KR1020210136756 A KR 1020210136756A KR 20210136756 A KR20210136756 A KR 20210136756A KR 20220050070 A KR20220050070 A KR 20220050070A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tire
main body
knuckle
pressure
load
Prior art date
Application number
KR1020210136756A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102629492B1 (ko
Inventor
강재영
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Publication of KR20220050070A publication Critical patent/KR20220050070A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102629492B1 publication Critical patent/KR102629492B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/02—Attaching arms to sprung part of vehicle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/20—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring wheel side-thrust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/43—Fittings, brackets or knuckles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템은, 차량의 주행시 타이어에 인가되는 하중이 너클와 로어암의 연결부에 전달되어 발생하는 압력을 측정하는 압력측정수단을 포함하여 이루어진다.
상기 너클은 차량의 휠과 연결되는 본체와, 상기 본체와 분리 구성되며 로어암과 연결되는 체결블럭으로 이루어지며, 상기 압력측정수단은 상기 너클의 본체와 체결블럭 사이에 개재되어 본체에서 체결블럭 측으로 가해지는 압력을 측정하는 포스센서를 포함하여 이루어진다.
상기 본체와 체결블럭의 결합구조는 상기 본체에 장착되는 복수개의 체결볼트가 상기 포스센서를 관통하여 상기 체결블럭에 끼워지는 방식으로 이루어진다.
본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템에 의하면, 타이어 접지면에 가해지는 종하중 및 횡하중을 정밀하게 측정할 수 있게 됨으로써 자율주행 차량 등의 주행안정성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.

Description

타이어 주행하중 측정시스템{Tire lateral and longitudinal force measurement using force sensor}
본 발명은 차량의 주행중에 타이어의 접지면에 인가되는 종하중 및 횡하중을 정밀하게 측정하기 위한 타이어 주행하중 측정장치에 관한 것이다.
차량의 주행시에 휠의 타이어가 도로의 표면 혹은 지면에 접하는 부분(이하 접지면)에서 타이어에 가해지는 하중 즉 주행하중은 차량의 직진방향으로 발생하는 종방향 하중(이하 종하중)과 차량의 측면방향으로 발생하는 하중(이하 횡하중)으로 구분된다.
자율주행 차량 등에서 주행시의 안정된 방향제어를 위해서는 타이어에 가해지는 주행하중을 정밀하게 측정하고 이에 따른 데이터를 분석하는 것이 매우 중요한 요인으로 작용하게 된다.
특히, 코너링시의 주행하중 분석은 전복사고나 슬립 등의 문제가 발생하지 않도록 하기 위하여 반드시 필요하다.
그러나, 아직까지는 타이어 접지면에서의 주행하중을 정밀하게 측정하지 못하였기 때문에 자율주행 차량의 주행안정성을 효과적으로 높이기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 차량의 주행시에 타이어 접지면에 가해지는 종하중 및 횡하중을 정밀하게 측정할 수 있는 타이어 주행하중 측정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 이루기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템은, 차량의 주행시 타이어에 인가되는 하중이 너클와 로어암의 연결부에 전달되어 발생하는 압력을 측정하는 압력측정수단을 포함하여 이루어진다.
상기 너클은 차량의 휠과 연결되는 본체와, 상기 본체와 분리 구성되며 로어암과 연결되는 체결블럭으로 이루어지며, 상기 압력측정수단은 상기 너클의 본체와 체결블럭 사이에 개재되어 본체에서 체결블럭 측으로 가해지는 압력을 측정하는 포스센서를 포함하여 이루어진다.
상기 본체와 체결블럭의 결합구조는 상기 본체에 장착되는 복수개의 체결볼트가 상기 포스센서를 관통하여 상기 체결블럭에 끼워지는 방식으로 이루어진다.
본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템에 의하면, 타이어 접지면에 가해지는 종하중 및 횡하중을 정밀하게 측정할 수 있게 됨으로써 자율주행 차량 등의 주행안정성 향상에 도움이 된다는 이점이 있다.
도 1: 본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템의 원리에 대한 이해를 돕기 위한 도면
도 2: 본 발명에 있어서 타이어의 접지면에 가해지는 종하중 계산공식의 이해를 돕기 위한 도면
도 3: 본 발명에 있어서 타이어의 접지면에 가해지는 횡하중 계산공식의 이해를 돕기 위한 도면
도 4: 본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템의 주요구성을 나타낸 분해도면
도 5: 본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템의 주요구성을 나타낸 결합도면
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도 1 부터 도 5 까지를 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에서 타이어(T)의 접지면에 가해지는 종하중 및 횡하중을 산출하는 원리에 대하여 설명하면 다음과 같다.(도 1 내지 도 3 참조)
우선, 도면상의 각 인자는 다음과 같이 정의된다.
FAx : 로어암 연결부(A)에 가해지는 종하중
FAy : 로어암 연결부(A)에 가해지는 횡하중
FN : 차량 무게
FX : 타이어(T)에 가해지는 종하중
FY : 타이어(T)에 가해지는 횡하중
a : 타이어(T)의 접지면에서 로어암 연결부(A)까지의 수직거리
b : 타이어(T)의 접지면에서 어퍼암 연결부(B)까지의 수직거리
c : 로어암 연결부(A)에서 어퍼암 연결부(B)까지의 수직거리
d : 타이어(T)의 두께 중심선에서 어퍼암 연결부(B)까지의 수평거리
여기서, 어퍼암 연결부(B) 즉 어퍼암(4)과 너클(10)이 연결되는 지점의 종방향 모멘트를 구하는 계산공식은 다음과 같다.
ΣMB = FAx??c - Fx??b = 0
따라서, Fx = FAx?? c/b 가 되며, FAx 를 측정하면 타이어(T)의 접지면에 가해지는 종하중(FX)을 구할 수 있다.
어퍼암 연결부(B) 의 횡방향 모멘트를 구하는 식은 다음과 같다.
ΣMB = FY??b - FN??d - FAy??C = 0
따라서, FY = (FN??d + FAy??C)/b 이 되며, FAy 만 측정하면 타이어(T)의 접지면에 가해지는 횡하중(FY)을 구할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어 주행하중 측정시스템은, 도 4 와 도 5 에 나타난 것과 같이 차량의 주행시 타이어에 인가되는 하중이 너클(10)과 로어암(3)의 연결부(A)에 전달됨으로써 발생하는 압력을 측정하는 압력측정수단을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 너클(10)은 차량의 휠과 연결되는 본체(12)와, 상기 본체(12)와 분리 구성되며 로어암(3)과 연결되는 체결블럭(14)으로 이루어진다.
상기 압력측정수단은 상기 너클(10)의 본체(12)와 체결블럭(14) 사이에 개재되어 본체(12)에서 체결블럭(14) 측으로 가해지는 압력을 측정하는 포스센서(20)를 포함하여 이루어진다.
상기 본체(12)와 체결블럭(14)의 결합구조는 상기 본체(12)에 장착되는 복수개의 체결볼트(16)가 상기 포스센서(20)를 관통하여 상기 체결블럭(14)에 끼워지는 방식으로 이루어진다.
상기 포스센서(20)는 상기 너클(10)의 본체(12)와 체결블럭(14)의 대향면에 대하여 동일한 접촉면을 갖는 블록형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 포스센서(20)가 너클(10)의 본체(12)와 체결블럭(14) 사이에 개재되어 상기 체결볼트(16)에 의한 장착이 완료된 상태에서, 체결볼트(16)의 체결압력(preload) 은 포스센서(20)에 의한 실질적인 압력측정값에 반영이 되지 않도록 하는 이른바 0 점 조정이 완료되어야 한다.
이와 같은, 본 발명에 의하면 상기 포스센서(20)에 대하여 너클(10)의 본체(12)와 체결블럭(14)의 결합방향과 직교하는 방향(도면상 x 방향)으로 작용하는 압력과, 너클(10)의 본체(12)와 체결블럭(14)의 결합방향(도면상 y 방향)으로 작용하는 압력을 각각 너클(10)과 로어암(3)의 연결부(A)에 가해지는 종하중(FAx) 과 횡하중(FAY) 으로 환산하게 된다.
그리고, 상술한 계산 공식에 의해 결과적으로 타이어(T)의 접지면에 가해지는 종하중(Fx) 및 횡하중(FY)을 측정할 수 있게 된다.
3: 로어암 4: 어퍼암
10: 너클 12: 본체
14: 체결블럭 16: 체결볼트
20: 포스센서

Claims (3)

  1. 차량의 주행시 타이어에 인가되는 하중이 너클와 로어암의 연결부에 전달되어 발생하는 압력을 측정하는 압력측정수단을 포함하여 이루어짐으로써
    상기 압력측정수단에서 파악된 압력데이터를 이용하여 타이어의 접지면에 인가되는 종하중 및 횡하중을 측정하는 것
    을 특징으로 하는 타이어 주행하중 측정시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 너클은 차량의 휠과 연결되는 본체와,
    상기 본체와 분리 구성되며 로어암과 연결되는 체결블럭
    으로 이루어지며,

    상기 압력측정수단은
    상기 너클의 본체와 체결블럭 사이에 개재되어 본체에서 체결블럭 측으로 가해지는 압력을 측정하는 포스센서를 포함하여 이루어지는
    타이어 주행하중 측정시스템.

  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체와 체결블럭의 결합구조는
    상기 본체에 장착되는 복수개의 체결볼트가 상기 포스센서를 관통하여 상기 체결블럭에 끼워지는 방식으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 타이어 주행하중 측정시스템.
KR1020210136756A 2020-10-15 2021-10-14 타이어 주행하중 측정시스템 KR102629492B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200133697 2020-10-15
KR20200133697 2020-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220050070A true KR20220050070A (ko) 2022-04-22
KR102629492B1 KR102629492B1 (ko) 2024-01-29

Family

ID=81452641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210136756A KR102629492B1 (ko) 2020-10-15 2021-10-14 타이어 주행하중 측정시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102629492B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938713A (en) * 1988-10-13 1999-08-17 Japan Electronics Industry, Limited Vehicle antilock braking device
JP2005104283A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Koyo Seiko Co Ltd 車輪荷重検出装置
JP2005106596A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Koyo Seiko Co Ltd 車輪荷重検出装置
JP2009504483A (ja) * 2005-08-11 2009-02-05 ザ ティムケン カンパニー 荷重感知車輪サポートナックル組立及び使用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938713A (en) * 1988-10-13 1999-08-17 Japan Electronics Industry, Limited Vehicle antilock braking device
JP2005104283A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Koyo Seiko Co Ltd 車輪荷重検出装置
JP2005106596A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Koyo Seiko Co Ltd 車輪荷重検出装置
JP2009504483A (ja) * 2005-08-11 2009-02-05 ザ ティムケン カンパニー 荷重感知車輪サポートナックル組立及び使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102629492B1 (ko) 2024-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1852814B (zh) 内置传感器的轮胎和轮胎状态的推定方法
CN101460343B (zh) 用于计算作用在轮胎的接地区域上的力的方法及用于计算所述力的装置
CN102175467B (zh) 一种车轮车轴定位仪及其车轮车轴定位检测的方法
CN202008352U (zh) 一种车轮车轴定位仪
US20120053756A1 (en) Laser diode based self-mixing sensor for a vehicle electronic stability program
CN104553992A (zh) 一种车辆侧翻预警方法
EP0504731B1 (en) Device for measuring forces acting on a wheel
CN104390601B (zh) 基于激光传导的车身变形检测装置
TW201630764A (zh) 用於測定二輪車的傾斜角度的方法
WO2021103087A1 (zh) 一种基于车体轮廓线的轨道车辆脱轨检测方法
CN103693102A (zh) 一种汽车前轮转向角的测试方法
CN108426673B (zh) 一种应急救援车辆质心位置测量及调整方法
KR100827181B1 (ko) 타이어 동하중 반경 측정 장치 및 방법
US5493920A (en) Arrangement of measuring devices on a semitrailer motor vehicle
KR20220050070A (ko) 타이어 주행하중 측정시스템
US20230303082A1 (en) Method for controlling vehicle performance by estimating the center of gravity of a loaded vehicle
KR20120102175A (ko) 인텔리전트 타이어 모니터링 시스템
CN101434235A (zh) 一种汽车转向制动稳定性控制系统
CN1323291C (zh) 一种汽车转向轮定位动态检测仪
CN102196957A (zh) 具有根据侧偏角实施的转向干预的行驶动态性调节器
KR101611967B1 (ko) 차량 휠 얼라인먼트 모니터링 시스템 및 방법
KR20180067044A (ko) 요 레이트 센서 및 횡가속도 센서의 이상 검출, 차량 제어 시스템 및 방법.
CN203148691U (zh) 车辆用定位仪
MacAdam et al. A simple differential brake control algorithm for attenuating rearward amplification in doubles and triples combination vehicles
KR20220089665A (ko) 타이어 주행하중 측정시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant