KR100827181B1 - Device and method for measuring dynamic loaded radius of tire - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 동하중 반경 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 평상적인 차량 주행중일 때 뿐만 아니라 차량의 급가속 및 급감속시에도 타이어 동하중 반경을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to an apparatus and method for measuring a tire dynamic load radius, and an object of the present invention is to accurately and accurately measure a tire dynamic load radius not only during normal vehicle driving but also during rapid acceleration and deceleration of a vehicle.

본 발명의 타이어 동하중 반경 측정 장치는, 서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 타이어 축(120)과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구하고, 그 중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 계산하여 타이어 축(120)과 지면과의 수직거리를 계산할 수 있도록, 타이어 축(120) 위치에 설치되는 적어도 3개의 레이저 센서(130)를 포함하여 이루어진다. The tire dynamic load radius measuring apparatus of the present invention obtains three distance values for the distance between the tire shaft 120 and the ground by irradiating a laser to the ground at different constant angles, and excluding two of the largest distance values. At least three laser sensors 130 are installed at the tire shaft 120 so as to calculate the vertical distance between the tire shaft 120 and the ground by calculating the distance value using the sine law and the second law of cosine. It is done by

따라서, 서로 다른 각도로 레이저를 지면에 조사하여 실제 타이어 동하중 반경과 가장 가까운 두 값을 취하고, 이 두 값을 통해 사인법칙과 코사인 제2법칙으로 타이어 동하중 반경을 측정함으로써, 차량의 급가속 또는 급가속에 의한 슬립 발생시에도 실시간으로 타이어 동하중 반경을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있다. Therefore, the laser is irradiated to the ground at different angles to take the two values closest to the actual tire dynamic load radius, and the tire dynamic load radius is measured using the sine law and the cosine second law through these two values, so that the rapid acceleration or rapid Accurate and accurate tire dynamic load radius can be measured in real time even when slip occurs due to acceleration.

타이어, 동하중, 반경, 측정, 레이저, 센서, 사인법칙, 코사인 제2법칙Tire, dynamic load, radius, measurement, laser, sensor, law of sines, second law of cosine

Description

타이어 동하중 반경 측정 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR MEASURING DYNAMIC LOADED RADIUS OF TIRE}DEVICE AND METHOD FOR MEASURING DYNAMIC LOADED RADIUS OF TIRE}

도 1은 종래 타이어 동하중 반경 측정 장치의 예를 나타내는 정면도 및 측면도이다. 1 is a front view and a side view showing an example of a conventional tire dynamic load radius measurement device.

도 2는 종래 타이어 동하중 반경 측정 장치에 의하여 차량 급가속 또는 급감속에 의한 슬립 발생시 타이어 동하중 반경이 측정되는 상태를 나타내는 측면도이다. 2 is a side view illustrating a state in which a tire dynamic load radius is measured when a slip occurs due to rapid acceleration or deceleration of a vehicle by a conventional tire dynamic load radius measuring apparatus.

도 3은 본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 장치를 나타내는 측면도이다. 3 is a side view showing a tire dynamic load radius measuring apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 장치에 의하여 차량 급가속 또는 급감속에 의한 슬립 발생시 타이어 동하중 반경 측정이 측정되는 상태를 나타내는 측면도이다. 4 is a side view illustrating a state in which tire dynamic load radius measurement is measured when slip occurs due to rapid acceleration or deceleration of a vehicle by a tire dynamic load radius measuring apparatus according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

120 : 타이어 축, 130 : 레이저 센서. 120: tire axis, 130: laser sensor.

본 발명은 타이어 동하중 반경 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 타이어 축과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구하고, 그 중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 계산하여 타이어 축과 지면과의 수직거리를 계산할 수 있는 타이어 동하중 반경 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a tire dynamic load radius measuring apparatus and method, and particularly, to obtain three distance values for the distance between the tire axis and the ground by irradiating a laser to the ground at different constant angles, and the largest distance value among them. The present invention relates to a tire dynamic load radius measuring apparatus and method for calculating a vertical distance between a tire axis and a ground by calculating two distance values except for a sine law and a cosine second law.

차량의 주행중의 타어어 동하중 반경의 변화, 즉 타이어 축과 지면과의 수직거리의 변화(차축 높이)에 대한 실시간 측정은 차량 또는 타이어의 승차감을 평가하는데 중요한 척도가 되며, 주행중의 타이어 동하중 반경의 측정을 이용하여 차량 공기압 상태도 감지할 수 있다. 즉, 타이어 동하중 반경의 변화가 적다는 것은 승차감이 좋은 것을 의미한다. The real-time measurement of the change of the tire dynamic load radius while the vehicle is running, that is, the change of the vertical distance between the tire axis and the ground (axle height), is an important measure in evaluating the ride comfort of the vehicle or tire. Measurements can also be used to detect vehicle air pressure conditions. That is, a small change in the tire dynamic load radius means a good ride comfort.

대다수의 자동차에는 완충장치로 맥퍼슨형(Mcpherson Type) 현가장치가 사용되며, 이 맥퍼슨형 현가장치에서 최초로 노면으로부터 전달되는 진동에 감쇠역할을 하는 코일 스프링에 스트레인 게이지를 설치하여, 코일 스프링의 미세한 변형량을 측정함으로써, 타이어 동하중 반경을 측정하는 기술이 한국 공개특허 제2004-83580호에 제안된 바 있으나, 이러한 방법은 코일 스프링과 스트레인 게이지의 물리적 특성상 타이어 동하중 반경을 정확하게 측정하기 힘든 문제점이 있다. 예컨대, 타이어가 튀어 올라 코일 스프링에 하중이 가해지지 않을 경우에, 타이어 동하중 반경을 측정하기 힘들다. Most automobiles use a McPherson Type suspension as a shock absorber, and the strain gauge is installed on the coil spring, which is the first to dampen the vibration transmitted from the road surface. Although, a technique for measuring tire dynamic load radius has been proposed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-83580, this method has a problem that it is difficult to accurately measure tire dynamic load radius due to the physical characteristics of the coil spring and the strain gauge. For example, when the tire springs up and no load is applied to the coil spring, it is difficult to measure the tire dynamic load radius.

한편, 전술한 기술의 단점을 보완하기 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지면으로 레이저를 조사하여 타이어 동하중 반경을 측정하는 기술을 고려할 수 있는데, 예컨대 차량이 급가속 및 급감속하여 슬립 현상이 발생할 때, 도 2에 도시된 바와 같이 타이어(10)의 동하중 반경을 측정하는 레이저 센서(20)가 지면과 직각을 유지하기 어렵기 때문에, 측정 타이어 동하중 반경이 실제 타이어 동하중 반경보다 크게 나타나 정밀한 동하중 반경 측정이 어려운 문제점이 발생하게 된다. Meanwhile, in order to compensate for the disadvantages of the above-described technology, as shown in FIGS. 1 and 2, a technique of measuring a tire dynamic load radius by irradiating a laser to the ground may be considered. For example, a vehicle may suddenly accelerate and decelerate and slip. When the phenomenon occurs, the measured tire dynamic load radius is larger than the actual tire dynamic load radius because the laser sensor 20 for measuring the dynamic load radius of the tire 10 is difficult to maintain a right angle to the ground as shown in FIG. 2. The problem arises that precise dynamic load radius measurement is difficult.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 평상적인 차량 주행중일 때 뿐만 아니라 차량의 급가속 및 급감속시에도 타이어 동하중 반경을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to enable accurate and accurate measurement of a tire dynamic load radius not only during normal vehicle driving but also during rapid acceleration and deceleration of a vehicle.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 장치는, 서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 타이어 축과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구하고, 그 중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 계산하여 타이어 축과 지면과의 수직거리를 계산할 수 있도록, 타이어 축 위치에 설치되는 적어도 3개의 레이저 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the tire dynamic load radius measuring apparatus according to the present invention, by irradiating the laser to the ground at different constant angles to obtain three distance values for the distance between the tire axis and the ground, the largest It comprises at least three laser sensors installed at the tire axis position to calculate the vertical distance between the tire axis and the ground by calculating two distance values excluding the distance value using the sine law and the second cosine law. It is done.

또한, 본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 방법은, 타이어 축 위치에 설치되는 적어도 3개의 레이저로부터 서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 타이어 축과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구하고, 그 중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 계산하여 타이어 축과 지면과의 수직거리를 계산하는 것을 특징으로 한다. In addition, the tire dynamic load radius measuring method according to the present invention, by irradiating the laser to the ground at different constant angles from at least three lasers installed at the tire axis position to determine three distance values for the distance between the tire axis and the ground The distance between the tire axis and the ground is calculated by calculating two distance values excluding the largest distance value using the sine law and the cosine second law.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.

도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 장치가 도시되어 있다. 3 and 4 show a tire dynamic load radius measuring apparatus according to the present invention.

차량 주행시의 동하중 반경을 측정하기 위하여, 타이어 휠(110) 둘레로 타이어(100)가 장착되고, 상기 타이어 휠(110)의 중앙을 타이어 축(120)에 결합함으로써, 타이어(100)가 회전할 수 있는 상태로 만든다. In order to measure the dynamic load radius when the vehicle is driven, the tire 100 is mounted around the tire wheel 110, and the tire 100 is rotated by coupling the center of the tire wheel 110 to the tire shaft 120. I make it possible.

본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 장치는, 상기 타이어 축(120)의 위치에, 서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 타이어 축(120)과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구할 수 있는 적어도 3개의 레이저 센서(130)를 포함하여 이루어진다. Tire dynamic load radius measuring apparatus according to the present invention, the position of the tire shaft 120, by irradiating the laser to the ground at different constant angles three distance values for the distance between the tire shaft 120 and the ground It comprises at least three laser sensors 130 available.

이 레이저 센서(130)들은 미도시된 연산장치 및 표시장치에 접속될 수 있고, 따라서 상기 연산장치에 의해 상기 레이저 센서(130)들에 의해 구해진 값들중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 통하여 사인법칙과 코사인 제2법칙으로 타이어 축(120)과 지면과의 수직거리가 계산되고, 이 값이 표시장치에 표시됨으로써 타이어 동하중 반경의 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 위에서 언급한 연산장치나 표시장치는 통상적인 개념이므로, 여기서의 그 도시를 생략하였다. These laser sensors 130 may be connected to an arithmetic device and a display device not shown, and thus, through two distance values except the largest distance value among the values obtained by the laser sensors 130 by the arithmetic device. The sine law and the cosine second law calculate the vertical distance between the tire shaft 120 and the ground, and this value is displayed on the display device to monitor the change in the tire dynamic load radius in real time. Since the above-mentioned computing device and display device are conventional concepts, their illustration is omitted here.

예컨대, 가강 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 a, b라 하고, 이 두 거리값을 측정하는 레이저 센서(130)들간의 각도를

Figure 112006036211542-pat00001
라 하며, 구하고자 하는 타이어 동하중 반경, 즉 타이어 축(120)과 지면과의 수직거리를
Figure 112006036211542-pat00002
라 할 때,
Figure 112006036211542-pat00003
는 다음의 수학식 1을 통하여 구할 수 있다. For example, two distance values excluding the strongest distance value are referred to as a and b, and the angle between the laser sensors 130 measuring the two distance values is determined.
Figure 112006036211542-pat00001
The tire dynamic load radius to be obtained, that is, the vertical distance between the tire shaft 120 and the ground
Figure 112006036211542-pat00002
When we say
Figure 112006036211542-pat00003
Can be obtained through Equation 1 below.

Figure 112007040651412-pat00004

여기서, 상기 수직거리
Figure 112007040651412-pat00009
를 구하는 수학식 1은 삼각형의 두 변의 길이와 그 사이의 각도가 주어지면 나머지 한 변의 길이를 구할 수 있도록 한 코사인 제2법칙을 이용한 것으로, 두 변의 길이 a, b와 둘 사이의 각도
Figure 112007040651412-pat00010
에 의하여 나머지 한 변의 길이는
Figure 112007040651412-pat00011
가 된다. 이때, 타이어 축(120)과 지면과의 수직거리를
Figure 112007040651412-pat00012
, 즉 타이어의 동하중 반경이 이 삼각형의 꼭지점으로부터 해당 변에 이르는 수선이 되므로, 이 삼각형의 면적 S는 xy/2가 된다. 또, 삼각형의 면적 S는 사인법칙에 의하여 absinθ/2로 나타나므로, 이 둘의 등치시켜 타이어의 동하중 반경을 구하면 수학식 1과 같이 나타난다.
Figure 112007040651412-pat00004
Here, the vertical distance
Figure 112007040651412-pat00009
Equation 1, which uses the second law of cosine to calculate the length of two sides of a triangle and the length of the other side, given the angle between them.
Figure 112007040651412-pat00010
By the length of the other side
Figure 112007040651412-pat00011
Becomes At this time, the vertical distance between the tire shaft 120 and the ground
Figure 112007040651412-pat00012
In other words, since the radius of dynamic load of the tire becomes the waterline from the vertex of the triangle to the corresponding side, the area S of this triangle is xy / 2. In addition, since the area S of the triangle is represented by ab sin θ / 2 according to the sine law, when the dynamic load radius of the tire is obtained by equalizing the two, it is represented by Equation (1).

즉, 지면에 대하여 타이어 축(120)으로부터 측정된 가장 가까운 두 거리값을 통하여 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 타이어 동하중 반경을 계산함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 차량의 급가속 또는 급가속에 의한 슬립 발생시에도 실시간으로 타이어 동하중 반경을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있게 된다. That is, by calculating the tire dynamic load radius by using the sine law and the cosine second law through the two closest distance values measured from the tire shaft 120 with respect to the ground, as shown in FIG. Even when slippage occurs due to acceleration, the dynamic dynamic radius of tires can be accurately and accurately measured in real time.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 타이어 동하중 반경 측정 장치 및 방법에 의하면, 서로 다른 각도로 레이저를 지면에 조사하여 실제 타이어 동하중 반경과 가장 가까운 두 값을 취하고, 이 두 값을 통해 사인법칙과 코사인 제2법칙으로 타이어 동하중 반경을 측정함으로써, 차량의 급가속 또는 급가속에 의한 슬립 발생시에도 실시간으로 타이어 동하중 반경을 정밀하고 정확하게 측정할 수 있으므로, 타이어(100)의 승차감을 정확하게 평가할 수 있고, 이에 따라 고품질의 타이어(100) 설계에 큰 도움을 줄 수 있다. According to the tire dynamic load radius measuring apparatus and method according to the present invention configured as described above, the laser beam is irradiated to the ground at different angles to take two values closest to the actual tire dynamic load radius, and the sinus law and cosine through these two values. By measuring the tire dynamic load radius according to the second law, since the tire dynamic load radius can be accurately and accurately measured in real time even when the vehicle is subjected to rapid acceleration or rapid acceleration, it is possible to accurately evaluate the riding comfort of the tire 100. Accordingly, it can be a great help in designing a high quality tire 100.

Claims (2)

서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 타이어 축(120)과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구하고, 그 중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 계산하여 상기 타이어 축과 지면과의 수직거리를 계산할 수 있도록, 상기 타이어 축 위치에 설치되는 적어도 3개의 레이저 센서(130)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 동하중 반경 측정 장치. Three distance values for the distance between the tire shaft 120 and the ground are obtained by irradiating the laser with respect to the ground at different constant angles, and two distance values excluding the largest distance value are the sine law and the second law of cosine. Tire dynamic radius measurement apparatus comprising at least three laser sensors (130) installed at the tire axis position to calculate the vertical distance between the tire axis and the ground by calculating using. 타이어 축(120) 위치에 설치되는 적어도 3개의 레이저로부터 서로 다른 일정한 각도로 지면에 대하여 레이저를 조사하여 상기 타이어 축과 지면과의 거리에 대한 3개의 거리값을 구하고, 그 중 가장 큰 거리값을 제외한 두 거리값을 사인법칙과 코사인 제2법칙을 이용하여 계산하여 상기 타이어 축과 지면과의 수직거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 타이어 동하중 반경 측정 방법. Irradiate the laser to the ground at different constant angles from at least three lasers installed at the tire shaft 120 position to obtain three distance values for the distance between the tire shaft and the ground, and calculate the largest distance value among them. And calculating the vertical distance between the tire axis and the ground by calculating the two distance values excluding the sine law and the cosine second law.
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