KR101229308B1 - Measurement apparatus for load of vehicle, measurement method for load of vehicle and recording medium for the same method - Google Patents

Measurement apparatus for load of vehicle, measurement method for load of vehicle and recording medium for the same method Download PDF

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KR101229308B1 KR1020110005563A KR20110005563A KR101229308B1 KR 101229308 B1 KR101229308 B1 KR 101229308B1 KR 1020110005563 A KR1020110005563 A KR 1020110005563A KR 20110005563 A KR20110005563 A KR 20110005563A KR 101229308 B1 KR101229308 B1 KR 101229308B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 차량의 타이어에 장착된 물리량 측정부를 통해 측정된 물리량을 이용해 차량의 하중을 정확하고 용이하게 측정할 수 있으며, 측정된 차량의 하중을 사용자 등에 전달하여 차량 하중에 대한 정보를 용이하게 제공할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히, 본 발명의 일 실시예는 차량의 타이어에 장착되어 타이어의 회전에 따른 가속도 값 또는 변형률을 측정하는 물리량 측정부; 타이어의 공기압을 측정하는 공기압 측정부; 및 가속도 값 또는 변형률에 기반하여 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하고, 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 하중 연산부;를 포함하는 차량의 하중 측정 장치를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the load of the vehicle can be accurately and easily measured using the physical quantity measured through the physical quantity measuring unit mounted on the tire of the vehicle, and the measured vehicle load is transmitted to the user to the vehicle load. There is an effect that can easily provide information about. To this end, in particular, an embodiment of the present invention includes a physical quantity measuring unit mounted on a tire of a vehicle to measure an acceleration value or strain according to the rotation of the tire; Air pressure measuring unit for measuring the air pressure of the tire; And a load calculation unit calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the acceleration value or the strain, and calculating a load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure. Include.

Figure R1020110005563
Figure R1020110005563

Description

차량의 하중 측정 장치, 하중 측정 방법 및 그 기록 매체{MEASUREMENT APPARATUS FOR LOAD OF VEHICLE, MEASUREMENT METHOD FOR LOAD OF VEHICLE AND RECORDING MEDIUM FOR THE SAME METHOD}Load measuring device for vehicle, method for measuring load and recording medium therefor {MEASUREMENT APPARATUS FOR LOAD OF VEHICLE, MEASUREMENT METHOD FOR LOAD OF VEHICLE AND RECORDING MEDIUM FOR THE SAME METHOD}

본 발명은 차량의 하중 측정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 타이어에 물리량 측정부가 장착되어 측정된 물리량을 연산함으로써 간편하게 차량의 하중을 측정할 수 있는 차량의 하중 측정 장치, 하중 측정 방법 및 그 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a load measuring device for a vehicle. More specifically, the present invention relates to a vehicle load measuring apparatus, a load measuring method, and a recording medium thereof, by which a tire has a physical quantity measuring unit mounted thereon and calculates the measured physical quantity.

도로 인프라 정비가 불충분한 고도 성장기에는 경제발전을 지지하는 중요한 테마로써 교통 용량의 확대나 효율적인 활용이 중점적으로 다루어져 교통관리에 필요한 교통량, 평균속도, 점유율(주로 시간 점유율) 등의 계측이 필요하게 되었다. 한편, 최근에는 도로 활용의 최대화를 실현하기 위해서 지금까지와 같이 교통정보의 수집은 지속적으로 필요로 하지만, 구축된 도로 인프라의 유지관리라고 하는 새로운 과제가 도로관리자에게 중요한 문제로 대두되고 있다.In the period of high growth with insufficient road infrastructure maintenance, it is an important theme to support economic development, focusing on the expansion of traffic capacity and efficient utilization, so that the measurement of traffic volume, average speed, share (mainly time share) required for traffic management is necessary. It became. On the other hand, in order to maximize the utilization of the road in recent years, traffic information collection is still required as it has been until now, but a new task of maintaining the built road infrastructure has emerged as an important problem for the road manager.

도로의 유지관리는 도로관련 사회간접자본과 국가경제적 측면, 교통류에의 영향, 도로안전 등의 다양한 측면에서 영향을 미치고 있다. 따라서 도로상에서 운행하는 대형차량의 중량을 계측하여 도로를 효율적으로 유지 관리하는 것이 필요하게 되었다.Road maintenance affects various aspects of road-related social overhead capital, national economic aspects, impact on traffic flows and road safety. Therefore, it is necessary to measure the weight of a large vehicle running on the road and to efficiently maintain the road.

종래의 중량계측은 정지 또는 저속상태에서 계측하는 것을 기본으로 하고 있지만, 효율적인 유지관리를 위해서는 교통류에 있어서 주행중 차량의 중량을 높은 정확도로 계측할 수 있는 동적 중량계측(HS-WIM; High speed Weigh-in-motion) 기술의 개발이 필수가 된다.Conventional weighing is based on measuring at a stop or low speed.However, for efficient maintenance, a dynamic weighing (HS-WIM; High speed Weigh-) can measure the weight of a vehicle with high accuracy during driving in traffic flow. Development of in-motion technology is essential.

종래 동적 중량계측 방식으로 벤딩 프레이트를 이용한 1점 계측 방식이 있으며, 주행 중 차량 진동의 영향을 크게 받기 때문에 정확도 향상을 위해 저속 축중계(LS-WIM ; Low speed Weighin- motion)로 이용되는 실정이며 도로 구조와 관련하여 시공성에 대한 문제를 안고 있다.There is a one-point measurement method using a bending plate as a dynamic weighing method, and it is currently used as a low speed weighing (LS-WIM) to improve accuracy because it is greatly affected by vehicle vibration while driving. There is a problem of constructability with respect to road structure.

또한, 피에조 센서를 도로 표층에 설치하고 이를 통과하는 차량의 중량을 2점 계측에 의하여 측정하는 피에조 방식이 있다. 이러한 피에조 방식은 중량계측의 정확성을 높일 수 있고 시공성 측면에서도 상기 벤딩 프레이트 방식을 개선하였다는 점에서 우수성이 인정될 수 있다. 하지만, 여전히 도로상에 피에조 센서를 설치하여야 하는 관계로 특정 도로상에서만 계측이 이루어질 수 있고 특정한 시점에서의 중량 계측이 이루어질 수 있다는 한계가 있다.In addition, there is a piezo method in which a piezo sensor is installed on a road surface layer and the weight of the vehicle passing through the piezo sensor is measured by two-point measurement. This piezo method can be recognized for its excellence in that it can improve the weight measurement accuracy and improve the bending plate method in terms of workability. However, there is a limitation that the measurement can be made only on a specific road and the weight can be measured at a specific time since the piezo sensor must be installed on the road.

한편, 차량에 센서가 부착되어 차량의 중량이 실시간으로 측정될 수 있는 종래 방식으로서 차량의 판스프링 휨에 의한 미세각도 변화를 측정하여 차량의 하중을 계산하는 방식이 있었다. 그러나, 이 또한 일부 판스프링이 장착된 차종에 대해서만 계산할 수 있어 제한적 계측이라는 문제점이 있다.On the other hand, there is a method of calculating the load of the vehicle by measuring a change in the micro-angle due to the bending of the leaf spring of the vehicle as a conventional method in which a sensor is attached to the vehicle to measure the weight of the vehicle in real time. However, this also has a problem of limited measurement because it can be calculated only for the vehicle model equipped with some leaf spring.

따라서, 일반적인 차종에 적용되어 실시간으로 차량 하중 측정이 가능하고 그 중량계측이 용이하면서도 정확한 중량계측 시스템 연구의 필요성이 대두된다.Therefore, it is applied to a general vehicle model, it is possible to measure the vehicle load in real time, the weighing is easy and the need for accurate weighing system research has emerged.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 타이어에 장착된 물리량 측정부를 통해 측정된 물리량을 이용해 정확하게 차량의 하중을 측정할 수 있는 차량의 하중 측정 장치, 하중 측정 방법 및 그 기록 매체를 제공하는 데 있다.The present invention has been made by the necessity as described above, an object of the present invention is to measure the load of the vehicle accurately by using the physical quantity measured through the physical quantity measurement unit mounted on the tire of the vehicle, load measurement A method and a recording medium thereof are provided.

또한, 본 발명의 목적은 타이어에 장착된 가속도 센서 또는 변형 게이지에서 측정된 가속도 값 또는 변형률과 공기압 측정부에서 제공된 타이어의 공기압에 기반하여 차량의 하중을 용이하게 측정할 수 있는 차량의 하중 측정 장치, 하중 측정 방법 및 그 기록 매체를 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is a load measuring device of a vehicle that can easily measure the load of the vehicle based on the acceleration value or strain measured in the acceleration sensor or strain gauge mounted on the tire and the air pressure of the tire provided from the air pressure measurement unit And a load measuring method and a recording medium thereof.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 차량의 타이어에 장착되어 타이어의 회전에 따른 가속도 값 또는 변형률을 측정하는 물리량 측정부; 타이어의 공기압을 측정하는 공기압 측정부; 및 가속도 값 또는 변형률에 기반하여 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하고, 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 하중 연산부;를 포함하는 차량의 하중 측정 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.An object of the present invention as described above, the physical quantity measuring unit is mounted to the tire of the vehicle to measure the acceleration value or strain according to the rotation of the tire; Air pressure measuring unit for measuring the air pressure of the tire; And a load calculation unit calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the acceleration value or the strain, and calculating a load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure. By providing.

물리량 측정부는 측정된 가속도 값에 대응하는 가속도 센서 또는 측정된 변형률에 대응하는 변형 게이지인 것이 바람직하다.The physical quantity measuring unit is preferably an acceleration sensor corresponding to the measured acceleration value or a strain gauge corresponding to the measured strain.

가속도 센서 또는 변형 게이지 각각은 타이어의 이너 라이너에 장착된 것이 바람직하다.Each of the acceleration sensors or strain gauges is preferably mounted to the inner liner of the tire.

가속도 센서 또는 변형 게이지 각각은 타이어의 폭을 따라 복수 개로 구비된 것이 바람직하다.Preferably, the acceleration sensor or the strain gauge is provided in plural along the width of the tire.

하중 연산부는 타이어와 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 가속도 값에 기반하여 노면 접촉 면적을 산출하는 것이 바람직하다.The load calculator preferably calculates a road surface contact area based on an acceleration value that changes corresponding to the contact point and the contact end point of the tire and the road surface, respectively.

하중 연산부는 타이어와 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 변형률에 기반하여 노면 접촉 면적을 산출하는 것이 바람직하다.The load calculating unit preferably calculates the road surface contact area based on the strain which changes in correspondence with the contact point and the contact end point of the tire and the road surface, respectively.

공기압 측정부는 타이어에 장착되어 공기압을 감지하는 압력 센서를 포함하는 것이 바람직하다.The air pressure measuring unit preferably includes a pressure sensor mounted on the tire to sense air pressure.

차량의 하중 측정 장치는 연산된 하중을 디스플레이하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the vehicle load measuring apparatus further includes a display unit for displaying the calculated load.

한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서, 물리량 측정부가 차량의 타이어에 장착되어 타이어의 회전에 따른 가속도 값을 측정하는 단계 및 공기압 측정부가 타이어의 공기압을 측정하는 단계가 동시 또는 순차적으로 수행되는 단계(S10); 하중 연산부가 가속도 값에 기반하여 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하는 단계(S20); 하중 연산부가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 단계(S30);를 포함하는 차량의 하중 측정 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention is another category, the step of measuring the acceleration value according to the rotation of the tire and the air pressure measurement unit is mounted on the tire of the vehicle, the step of measuring the air pressure of the tire at the same time or sequentially (S10); Calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the acceleration value (S20); Computing the load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure (S30) can be achieved by providing a load measurement method of the vehicle comprising a.

하중 연산부의 노면 접촉 면적 산출단계(S20)는, 하중 연산부가 타이어와 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 가속도 값에 기반하여 노면 접촉 면적을 산출하는 단계인 것이 바람직하다.The road surface contact area calculating step (S20) of the load calculation unit may be a step of calculating the road surface contact area based on an acceleration value that changes in correspondence with the tire contact point and the contact point of the road surface, respectively.

하중 연산부의 하중 연산단계(S30)는, 하중 연산부가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압의 곱에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 단계인 것이 바람직하다.The load calculation step S30 of the load calculation unit is preferably a step of calculating the load of the vehicle based on the product of the road surface contact area calculated by the load calculation unit and the measured air pressure.

하중 연산부의 하중 연산단계(S30) 이후에, 디스플레이부가 연산된 하중을 디스플레이하는 단계(S40);를 더 포함하는 것이 바람직하다.After the load calculation step (S30) of the load calculation unit, the display unit (S40) for displaying the calculated load; preferably further comprises.

또한, 본 발명의 목적은, 물리량 측정부가 차량의 타이어에 장착되어 타이어의 회전에 따른 변형률을 측정하는 단계 및 공기압 측정부가 타이어의 공기압을 측정하는 단계가 동시 또는 순차적으로 수행되는 단계(S110); 하중 연산부가 변형률에 기반하여 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하는 단계(S120); 하중 연산부가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 단계(S130);를 포함하는 차량의 하중 측정 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.In addition, an object of the present invention, the step of measuring the strain according to the rotation of the tire mounted on the tire of the physical quantity measuring unit and the air pressure measuring unit to measure the air pressure of the tire simultaneously or sequentially (S110); Calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the deformation rate (S120); Computing the load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure (S130) can be achieved by providing a load measurement method of the vehicle comprising a.

하중 연산부의 노면 접촉 면적 산출단계(S120)는, 하중 연산부가 타이어와 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 변형률에 기반하여 노면 접촉 면적을 산출하는 단계인 것이 바람직하다.The road surface contact area calculating step (S120) of the load calculation unit is preferably a step of calculating the road surface contact area based on a strain that changes in correspondence with the contact point and the end point of contact between the tire and the road surface, respectively.

하중 연산부의 하중 연산단계(S130)는, 하중 연산부가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압의 곱에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 단계인 것이 바람직하다.The load calculation step S130 of the load calculation unit is preferably a step of calculating the load of the vehicle based on the product of the road surface contact area calculated by the load calculation unit and the measured air pressure.

하중 연산부의 하중 연산단계(S130) 이후에, 디스플레이부가 연산된 하중을 디스플레이하는 단계(S140);를 더 포함하는 것이 바람직하다.After the load calculation step (S130) of the load calculation unit, the display unit displays the calculated load (S140); preferably further comprises.

그리고, 본 발명의 목적은 차량의 하중 측정 방법을 실행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공함으로써 달성될 수 있다.And the object of the present invention can be achieved by providing a recording medium on which a computer readable program capable of executing a method for measuring a load on a vehicle is recorded.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 차량의 타이어에 장착된 물리량 측정부를 통해 측정된 물리량을 이용해 차량의 하중을 정확하고 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention as described above, the load of the vehicle can be accurately and easily measured using the physical quantity measured through the physical quantity measuring unit mounted on the tire of the vehicle.

또한, 측정된 차량의 하중을 사용자 등에 전달하여 차량 하중에 대한 정보를 용이하게 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can easily provide information on the vehicle load by transferring the measured vehicle load to the user.

도 1은 본 발명인 차량의 하중 측정 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명인 차량의 하중 측정 장치 일 실시예 구성 중 물리량 측정부가 장착되는 복수의 장착 지점을 나타낸 이너 라이너의 개략도,
도 3은 본 발명인 차량의 하중 측정 장치의 일 실시예에 따라 노면 접촉 면적을 산출하기 위해 측정되는 가속도를 그래프로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명인 차량의 하중 측정 장치의 일 실시예에 따라 노면 접촉 면적을 산출하기 위해 측정되는 변형률을 그래프로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명인 차량의 하중 측정 방법의 일 실시예 중 가속도 변화에 기반하여 차량 하중을 측정하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명인 차량의 하중 측정 방법의 일 실시예 중 변형률에 기반하여 차량 하중을 측정하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of a load measuring device of the present invention vehicle,
2 is a schematic view of an inner liner showing a plurality of mounting points to which the physical quantity measuring unit is mounted in one embodiment of a load measuring apparatus of the present invention vehicle;
3 is a graph showing acceleration measured to calculate a road surface contact area according to an embodiment of a load measuring device of a vehicle of the present invention;
Figure 4 is a graph showing the strain measured to calculate the road surface contact area according to an embodiment of the present invention load measurement device,
FIG. 5 is a flowchart sequentially illustrating a method of measuring a vehicle load based on an acceleration change in one embodiment of a method of measuring a vehicle load according to the present invention; FIG.
6 is a flowchart sequentially illustrating a method of measuring a vehicle load based on a strain rate in one embodiment of a method of measuring a load on a vehicle according to the present invention.

<차량의 하중 측정 장치><Load measuring device of vehicle>

도 1은 본 발명인 차량의 하중 측정 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 타이어(10)에 장착되어 소정 물리량을 측정하는 물리량 측정부(20)와 타이어(10)의 공기압을 측정하는 공기압 측정부(30)와 차량의 하중을 연산하는 하중 연산부(40)를 포함한다. 아울러, 하중 연산부(40)에서 연산된 차량의 하중을 디스플레이하는 디스플레이부(50)를 더 포함할 수 있다.1 is a configuration diagram showing a configuration according to an embodiment of the load measuring apparatus of the present invention vehicle. As shown in FIG. 1, the present embodiment includes a physical quantity measuring unit 20 mounted on a tire 10 to measure a predetermined physical quantity, an air pressure measuring unit 30 to measure air pressure of the tire 10, and a load of a vehicle. It includes a load calculation unit 40 for calculating the. In addition, the load calculation unit 40 may further include a display unit 50 for displaying the load of the vehicle calculated.

본 실시예는 타이어(10)에 물리량 측정부(20)를 장착하여 가속도 값 또는 변형률에 대한 정보를 획득하고, 공기압 측정부(30)에서 제공된 공기압에 기반하여 하중 연산부(40)가 차량의 하중을 연산함으로써 차량 하중을 측정하도록 작용한다. 또한, 디스플레이부(50)를 통해 측정된 차량의 하중을 모니터링할 수 있도록 디스플레이할 수도 있다.In this embodiment, the physical quantity measuring unit 20 is mounted on the tire 10 to obtain information on the acceleration value or the strain, and the load calculating unit 40 loads the vehicle based on the air pressure provided by the air pressure measuring unit 30. It calculates the vehicle load by calculating. In addition, the display unit 50 may be displayed to monitor the load of the vehicle measured.

물리량 측정부(20)는 차량의 타이어(10)에 장착되어 타이어(10)의 회전에 따른 가속도 값 또는 변형률을 측정하는 역할을 하며, 가속도 값은 가속도 센서(210)에 의해 측정되고 변형률은 변형 게이지(220, strain gauge)에 의해 측정될 수 있다.The physical quantity measuring unit 20 is mounted on the tire 10 of the vehicle and serves to measure an acceleration value or a strain rate according to the rotation of the tire 10. The acceleration value is measured by the acceleration sensor 210 and the strain is deformed. It can be measured by a gauge (220).

가속도 센서(210) 또는 변형 게이지(220)는 타이어(10)의 이너 라이너(110, inner liner)에 장착될 수 있으며, 각각이 타이어(10)의 폭을 따라 복수 개로 구비될 수 있다. 이렇게 가속도 센서(210) 또는 변형 게이지(220)가 복수 개로 구비되는 것은 타이어(10)가 그 폭을 따라 노면과 접촉하는 부분이 있지만, 접촉하지 않는 부분도 있을 수 있기 때문에 노면과 접촉하는 부분에서의 가속도 값 또는 변형률의 정확한 데이터를 얻기 위함이다.The acceleration sensor 210 or the deformation gauge 220 may be mounted on the inner liner 110 of the tire 10, and each of the acceleration sensor 210 or the deformation gauge 220 may be provided in plurality along the width of the tire 10. The acceleration sensor 210 or the strain gauge 220 is provided with a plurality of parts that the tire 10 is in contact with the road surface along its width, but may not be in contact with the road surface because there may be a portion that is not in contact with the road surface This is to obtain accurate data of the acceleration value or the strain rate.

도 2는 본 발명인 차량의 하중 측정 장치 일 실시예 구성 중 물리량 측정부가 장착되는 복수의 장착 지점을 나타낸 이너 라이너의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이너 라이너(110)의 폭을 따라 총 5 개의 장착 지점(Point 1, 2, 3, 4, 5)이 도시되어 있으며 장착 지점(Point 1, 2, 3, 4, 5)에서의 물리량 측정부(20)의 운동에 대응하여 데이터를 얻게 된다. 이렇게 얻어지는 각 장착 지점(Point 1, 2, 3, 4, 5)의 데이터 해석에 관해서는 도 3 및 도 4를 참고하여 후술한다.Figure 2 is a schematic diagram of an inner liner showing a plurality of mounting points to which the physical quantity measuring unit is mounted in one embodiment of the load measuring apparatus of the present invention vehicle. As shown in FIG. 2, a total of five mounting points (Point 1, 2, 3, 4, 5) are shown along the width of the inner liner 110 and the mounting points (Point 1, 2, 3, 4, Data is obtained corresponding to the motion of the physical quantity measuring unit 20 in 5). The data analysis of each mounting point (Point 1, 2, 3, 4, 5) thus obtained will be described later with reference to Figs.

공기압 측정부(30)는 타이어(10)의 공기압을 측정하는 역할을 한다. 공기압 측정부(30)는 타이어(10)에 장착되는 압력 센서(미도시)를 포함하여 구성될 수 있는데, 이러한 공기압 측정부(30)로는 타이어 모니터링 시스템(TPMS; Tire Pressure Monitoring System)이 있을 수 있다.The air pressure measuring unit 30 serves to measure the air pressure of the tire 10. The air pressure measuring unit 30 may include a pressure sensor (not shown) mounted on the tire 10. The air pressure measuring unit 30 may include a tire pressure monitoring system (TPMS). have.

하중 연산부(40)는 가속도 값 또는 변형률에 기반하여 타이어(10)와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하고, 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 역할을 한다.The load calculator 40 calculates a road surface contact area between the tire 10 and the road surface based on the acceleration value or the strain, and calculates a load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure.

이러한 하중 연산부(40)는 가속도 값을 가속도 센서로부터 수신하여 가속도 값이 급격히 변하는 지점인 데이터 피크를 도출하고 이 데이터 피크 간격으로부터 타이어(10)가 노면과 접촉하는 노면 접촉 면적을 산출하게 된다. 아울러, 하중 연산부(40)는 변형률을 변형 게이지로부터 수신하여 급격하게 변하는 변형률 데이터로부터 타이어(10)가 노면과 접촉하는 노면 접촉 면적을 산출하게 된다. 각각의 경우 실제로는 노면 접촉 길이를 구하는 것이지만, 타이어(10)의 폭은 큰 변화가 없기 때문에 노면 접촉 길이와 타이어(10)의 폭의 곱으로 노면 접촉 면적을 구할 수 있다.The load calculation unit 40 receives the acceleration value from the acceleration sensor to derive a data peak that is a point where the acceleration value changes rapidly, and calculates the road surface contact area where the tire 10 contacts the road surface from the data peak interval. In addition, the load calculator 40 receives the strain from the strain gauge and calculates a road surface contact area where the tire 10 contacts the road surface from the rapidly changing strain data. In each case, the road surface contact length is actually obtained. However, since the width of the tire 10 is not largely changed, the road surface contact area can be obtained by multiplying the road surface contact length by the width of the tire 10.

하중 연산부(40)는 산출된 노면 접촉 면적에 공기압 측정부(30)로부터 제공받은 타이어(10)의 공기압을 곱함으로써 타이어(10)의 하중을 연산하게 된다. 여기서, 하중은 차량의 축 하중으로 연산될 수 있는데 축 하중의 경우 양쪽 타이어(10)에 걸리는 하중의 합으로 구할 수 있다. 또한, 일반적으로 복수의 타이어(10)가 장착된 차량의 하중에 대해서는 각각에 대한 하중의 합으로 총 하중을 구할 수 있으며 모든 축 하중의 합산함으로써 구할 수 있음도 자명하다.The load calculating unit 40 calculates the load of the tire 10 by multiplying the calculated road surface contact area by the air pressure of the tire 10 provided from the air pressure measuring unit 30. Here, the load can be calculated as the axial load of the vehicle, in the case of the axial load can be obtained by the sum of the loads applied to both tires 10. In addition, in general, the load of a vehicle equipped with a plurality of tires 10 can be obtained by the sum of the loads for each of them, and it is obvious that the total load can be obtained by summing all the axial loads.

이러한 차량의 하중 연산 장치는 차량에 장착되어 차량의 사용자에게 하중 정보를 전달하게 되며, 더 나아가 차량에 RF 송수신기를 장착하여 차량 외부의 단속 시스템에서도 연산된 하중 정보가 수신될 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우 수신된 하중에 기반하여 차량이 과적 차량인지 여부를 외부 단속 시스템에서 판단하여 과적 차량 단속에 사용될 수도 있다. 결국, 실시간으로 연산된 하중 정보는 차량의 사용자(또는 운전자) 뿐만 아니라 도로 관리자에도 제공될 수 있다.
The load calculation device of the vehicle is mounted on the vehicle to transmit load information to the user of the vehicle, and further, may be configured to receive the calculated load information even in an intermittent system outside the vehicle by mounting an RF transceiver on the vehicle. . In this case, whether the vehicle is an overloaded vehicle based on the received load may be determined by the external regulation system to be used for overcharging the vehicle. As a result, the load information calculated in real time may be provided to the road manager as well as the user (or driver) of the vehicle.

<< 실험예Experimental Example >>

도 3은 본 발명인 차량의 하중 측정 장치의 일 실시예에 따라 노면 접촉 면적을 산출하기 위해 측정되는 가속도를 그래프로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 차량의 하중 측정 장치의 일 실시예에 따라 노면 접촉 면적을 산출하기 위해 측정되는 변형률을 그래프로 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 그래프는 가로축을 휠턴(wheel turn)에 대응하는 회전 각도 축으로 하고 세로축을 가속도 축으로 하는 그래프이며, 도 4에 도시된 그래프는 가로축을 회전 각도(rotation angle) 축으로 하고 세로축을 변형률(strain) 축으로 하는 그래프이다.3 is a graph showing acceleration measured to calculate a road surface contact area according to an embodiment of the present invention load measurement apparatus, Figure 4 is a road surface according to an embodiment of the load measurement apparatus of the present invention vehicle It is a graph which shows the strain measured in order to calculate a contact area. 3 is a graph in which the horizontal axis is a rotation angle axis corresponding to a wheel turn, and the vertical axis is an acceleration axis, and the graph shown in FIG. 4 is a horizontal axis, a rotation angle axis, and a vertical axis. Is a graph of the strain axis.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시되었던 Point 1, Point 2, Point 3에 대한 가속도 값 데이터를 그래프로 나타내었다. 물론, Point 4, Point 5에 대한 가속도 값 데이터도 얻어지지만 노면과의 접촉이 적어 제외되었다. 복수의 장착 지점(Point 1, 2, 3, 4, 5) 중 피크가 가장 큰 장착 지점(Point 3)에서 얻어지는 가속도 값의 데이터 피크 간격으로 정확한 노면 접촉 면적을 구할 수 있다.As shown in FIG. 3, acceleration value data for Point 1, Point 2, and Point 3 shown in FIG. 2 are graphically represented. Of course, acceleration value data for Point 4 and Point 5 were also obtained, but the contact with the road surface was small and excluded. An accurate road surface contact area can be obtained from data peak intervals of acceleration values obtained at mounting points Point 3 having the largest peak among the plurality of mounting points Point 1, 2, 3, 4, and 5.

그리고, 도 4에 도시된 그래프는 하중이 1 kN과 6 kN인 경우 각각에 대해 타이어(10)의 노면 접촉 면적을 연산하기 위해 얻어진 변형률 데이터를 나타내고 있다. 각각에서 노면 접촉 면적은 변형률이 큰 영역을 차지하는 회전 각도(rotation) 값을 통해 얻게 된다. 이러한 변형률이 커지고 작아지는 지점이 타이어(10)가 노면과 접촉을 시작하고 끝내는 각도에 대응하기 때문이다.
The graph shown in FIG. 4 shows strain data obtained for calculating the road surface contact area of the tire 10 for each of the loads of 1 kN and 6 kN. In each case, the road surface contact area is obtained through a rotation value that occupies an area of high strain rate. This is because the point where the strain increases and decreases corresponds to the angle at which the tire 10 starts and ends contact with the road surface.

<차량의 하중 측정 방법><Measurement method of vehicle load>

<제1 <First 실시예Example >>

도 5는 본 발명인 차량의 하중 측정 방법의 제1 실시예로서 가속도 변화에 기반하여 차량 하중을 측정하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하여 제1 실시예에 대해 설명하면, 우선 물리량 측정부(20)가 차량의 타이어(10)에 장착되어 타이어(10)의 회전에 따른 가속도 값을 측정하는 단계 및 공기압 측정부(30)가 타이어(10)의 공기압을 측정하는 단계가 동시 또는 순차적으로 수행된다(S10).FIG. 5 is a flowchart sequentially illustrating a method of measuring a vehicle load based on an acceleration change as a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a physical quantity measuring unit 20 is first mounted on a tire 10 of a vehicle to measure an acceleration value according to rotation of the tire 10 and an air pressure measuring unit ( Step 30 of measuring the air pressure of the tire 10 is performed simultaneously or sequentially (S10).

다음, 하중 연산부(40)가 가속도 값에 기반하여 타이어(10)와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출한다(S20). 여기서, 하중 연산부(40)의 노면 접촉 면적 산출단계(S20)는, 하중 연산부(40)가 타이어(10)와 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 가속도 값에 기반하여 노면 접촉 면적을 산출하는 단계일 수 있다.Next, the load calculation unit 40 calculates the road surface contact area between the tire 10 and the road surface based on the acceleration value (S20). Here, the road surface contact area calculating step (S20) of the load calculation unit 40 may include a road surface contact area based on an acceleration value at which the load calculation unit 40 changes in correspondence with the contact point and the end point of contact between the tire 10 and the road surface, respectively. It may be a step of calculating.

마지막으로, 하중 연산부(40)가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산함으로써(S30) 차량의 하중 측정 방법의 일 실시예가 수행될 수 있다.Finally, an embodiment of the load measuring method of the vehicle may be performed by calculating the load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure (S30).

여기서, 하중 연산부(40)의 하중 연산단계(S30)는, 하중 연산부(40)가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압의 곱에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 단계일 수 있다. 또한, 하중 연산부(40)의 하중 연산단계(S30) 이후에, 디스플레이부(50)가 연산된 하중을 디스플레이함으로써(S40) 사용자에게 하중 정보를 전달할 수도 있다.
Here, the load calculation step S30 of the load calculation unit 40 may be a step of calculating the load of the vehicle based on the product of the road surface contact area calculated by the load calculation unit 40 and the measured air pressure. In addition, after the load calculation step S30 of the load calculation unit 40, the display unit 50 may transfer the load information to the user by displaying the calculated load (S40).

<제2 <2nd 실시예Example >>

도 6은 본 발명인 차량의 하중 측정 방법의 제2 실시예인 변형률에 기반하여 차량 하중을 측정하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 6을 참조하여 제2 실시예에 대해 설명하면, 우선 물리량 측정부(20)가 차량의 타이어(10)에 장착되어 타이어(10)의 회전에 따른 변형률을 측정하는 단계 및 공기압 측정부(30)가 타이어(10)의 공기압을 측정하는 단계가 동시 또는 순차적으로 수행된다(S110).6 is a flowchart sequentially illustrating a method of measuring a vehicle load based on a strain, which is a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the second embodiment will be described. First, the physical quantity measuring unit 20 is mounted on the tire 10 of the vehicle to measure the strain according to the rotation of the tire 10 and the air pressure measuring unit 30. The step of measuring the air pressure of the tire 10 is performed simultaneously or sequentially (S110).

다음, 하중 연산부(40)가 변형률에 기반하여 타이어(10)와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출한다(S120). 여기서, 하중 연산부(40)의 노면 접촉 면적 산출단계(S120)는, 하중 연산부(40)는 타이어(10)와 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 변형률에 기반하여 노면 접촉 면적을 산출하는 단계일 수 있다.Next, the load calculation unit 40 calculates the road surface contact area between the tire 10 and the road surface based on the strain (S120). Here, the road surface contact area calculating step (S120) of the load calculation unit 40, the load calculation unit 40 is based on the deformation rate corresponding to the contact point and the end point of contact between the tire 10 and the road surface, respectively, the road surface contact area. The calculating may be a step.

마지막으로, 하중 연산부(40)가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압에 기반하여 차량의 하중을 연산함으로써(S130) 차량의 하중 측정 방법의 일 실시예가 수행될 수 있다. Finally, an embodiment of the load measurement method of the vehicle may be performed by calculating the load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure (S130).

여기서, 하중 연산부(40)의 하중 연산단계(S130)는, 하중 연산부(40)가 산출된 노면 접촉 면적과 측정된 공기압의 곱에 기반하여 차량의 하중을 연산하는 단계일 수 있다. 또한, 하중 연산부(40)의 하중 연산단계(S130) 이후에, 디스플레이부(50)가 연산된 하중을 디스플레이함으로써(S140) 사용자에게 하중 정보를 전달할 수도 있다.
Here, the load calculation step (S130) of the load calculation unit 40 may be a step of calculating the load of the vehicle based on the product of the road surface contact area calculated by the load calculation unit 40 and the measured air pressure. In addition, after the load calculation step (S130) of the load calculation unit 40, the display unit 50 may transmit the load information to the user by displaying the calculated load (S140).

본 발명은 상기와 같은 제1, 2 실시예에 따른 차량의 하중 측정 방법을 실행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 기록 매체를 포함할 수 있다.The present invention may include a recording medium having recorded thereon a computer readable program capable of executing the load measuring method of the vehicle according to the first and second embodiments as described above.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all aspects. In addition, the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the detailed description above. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

10: 타이어
110: 이너 라이너
Point 1, 2, 3, 4, 5: 물리량 측정부 장착 지점
20: 물리량 측정부
210: 가속도 센서
220: 변형 게이지
30: 공기압 측정부
310: 압력센서
40: 하중 연산부
50: 디스플레이부10: tire
110: inner liner
Point 1, 2, 3, 4, 5: Mounting point of physical quantity measuring part
20: physical quantity measuring unit
210: acceleration sensor
220: strain gauge
30: air pressure measuring unit
310: pressure sensor
40: load calculation unit
50:

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 차량의 타이어에 장착되어 상기 타이어의 회전에 따른 가속도 값 또는 변형률을 측정하는 물리량 측정부;
상기 타이어의 공기압을 측정하는 공기압 측정부; 및
상기 가속도 값 또는 상기 변형률에 기반하여 상기 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하고, 상기 산출된 노면 접촉 면적과 상기 측정된 공기압에 기반하여 상기 차량의 하중을 연산하는 하중 연산부
를 포함하고,
상기 물리량 측정부는 상기 측정된 가속도 값에 대응하는 가속도 센서 또는 상기 측정된 변형률에 대응하는 변형 게이지이며,
상기 가속도 센서 또는 상기 변형 게이지 각각은 상기 타이어의 이너 라이너에 장착된 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 장치.
A physical quantity measuring unit mounted on a tire of a vehicle and measuring an acceleration value or a strain rate according to the rotation of the tire;
An air pressure measuring unit measuring an air pressure of the tire; And
A load calculation unit calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the acceleration value or the strain rate, and calculating a load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure
Including,
The physical quantity measuring unit is an acceleration sensor corresponding to the measured acceleration value or a strain gauge corresponding to the measured strain,
Each of the acceleration sensor or the strain gauge is mounted to the inner liner of the tire.
제3항에 있어서,
상기 가속도 센서 또는 상기 변형 게이지 각각은 상기 타이어의 폭을 따라 복수 개로 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 장치.
The method of claim 3,
Each of the acceleration sensor or the strain gauge is provided with a plurality along the width of the tire.
제3항에 있어서,
상기 하중 연산부는 상기 타이어와 상기 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 상기 가속도 값에 기반하여 상기 노면 접촉 면적을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 장치.
The method of claim 3,
And the load calculating unit calculates the road surface contact area based on the acceleration value which changes in correspondence with the contact point and the contact end point of the tire and the road surface, respectively.
제3항에 있어서,
상기 하중 연산부는 상기 타이어와 상기 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 상기 변형률에 기반하여 상기 노면 접촉 면적을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 장치.
The method of claim 3,
And the load calculator calculates the road surface contact area based on the deformation rate corresponding to the contact point and the contact end point of the tire and the road surface, respectively.
제3항에 있어서,
상기 공기압 측정부는 상기 타이어에 장착되어 상기 공기압을 감지하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 장치.
The method of claim 3,
The air pressure measuring unit is mounted on the tire, the load measuring device of the vehicle, characterized in that it comprises a pressure sensor for detecting the air pressure.
제3항에 있어서,
상기 연산된 하중을 디스플레이하는 디스플레이부;를 더 포함하는 차량의 하중 측정 장치.
The method of claim 3,
And a display unit configured to display the calculated load.
삭제delete 물리량 측정부가 차량의 타이어에 장착되어 상기 타이어의 회전에 따른 가속도 값을 측정하는 단계 및 공기압 측정부가 상기 타이어의 공기압을 측정하는 단계가 동시 또는 순차적으로 수행되는 단계(S10);
하중 연산부가 상기 가속도 값에 기반하여 상기 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하는 단계(S20);
상기 하중 연산부가 상기 산출된 노면 접촉 면적과 상기 측정된 공기압에 기반하여 상기 차량의 하중을 연산하는 단계(S30)
를 포함하고,
상기 하중 연산부의 노면 접촉 면적 산출단계(S20)는,
상기 하중 연산부가 상기 타이어와 상기 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 상기 가속도 값에 기반하여 상기 노면 접촉 면적을 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 방법.
A step in which a physical quantity measuring unit is mounted on the tire of the vehicle to measure the acceleration value according to the rotation of the tire and the air pressure measuring unit measures the air pressure of the tire simultaneously or sequentially (S10);
Calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the acceleration value (S20);
Calculating a load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure (S30);
Including,
Road surface area calculation step (S20) of the load calculation unit,
And the load calculating unit calculates the road surface contact area based on the acceleration value which changes in correspondence with the contact point and the end point of contact between the tire and the road surface, respectively.
제10항에 있어서,
상기 하중 연산부의 하중 연산단계(S30)는,
상기 하중 연산부가 상기 산출된 노면 접촉 면적과 상기 측정된 공기압의 곱에 기반하여 상기 차량의 하중을 연산하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 방법.
The method of claim 10,
The load calculation step (S30) of the load calculation unit,
And the load calculating unit calculates a load of the vehicle based on a product of the calculated road surface contact area and the measured air pressure.
제10항에 있어서,
상기 하중 연산부의 하중 연산단계(S30) 이후에,
디스플레이부가 상기 연산된 하중을 디스플레이하는 단계(S40);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 방법.
The method of claim 10,
After the load calculation step (S30) of the load calculation unit,
And a display unit displaying the calculated load (S40).
삭제delete 물리량 측정부가 차량의 타이어에 장착되어 상기 타이어의 회전에 따른 변형률을 측정하는 단계 및 공기압 측정부가 상기 타이어의 공기압을 측정하는 단계가 동시 또는 순차적으로 수행되는 단계(S110);
하중 연산부가 상기 변형률에 기반하여 상기 타이어와 노면과의 노면 접촉 면적을 산출하는 단계(S120);
상기 하중 연산부가 상기 산출된 노면 접촉 면적과 상기 측정된 공기압에 기반하여 상기 차량의 하중을 연산하는 단계(S130)
를 포함하고,
상기 하중 연산부의 노면 접촉 면적 산출단계(S120)는,
상기 하중 연산부가 상기 타이어와 상기 노면의 접촉 시점과 접촉 종점에 각 대응하여 변화되는 상기 변형률에 기반하여 상기 노면 접촉 면적을 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 방법.
A step in which a physical quantity measuring unit is mounted on a tire of a vehicle to measure strain according to rotation of the tire and an air pressure measuring unit measures air pressure of the tire simultaneously or sequentially (S110);
Calculating a road surface contact area between the tire and the road surface based on the deformation rate (S120);
Calculating the load of the vehicle based on the calculated road surface contact area and the measured air pressure (S130)
Including,
The road surface contact area calculating step (S120) of the load calculation unit,
And the load calculation unit calculates the road surface contact area based on the strain which changes in correspondence with the contact point and the contact end point of the tire and the road surface, respectively.
제14항에 있어서,
상기 하중 연산부의 하중 연산단계(S130)는,
상기 하중 연산부가 상기 산출된 노면 접촉 면적과 상기 측정된 공기압의 곱에 기반하여 상기 차량의 하중을 연산하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 방법.
15. The method of claim 14,
The load calculation step (S130) of the load calculation unit,
And the load calculating unit calculates a load of the vehicle based on a product of the calculated road surface contact area and the measured air pressure.
제14항에 있어서,
상기 하중 연산부의 하중 연산단계(S130) 이후에,
디스플레이부가 상기 연산된 하중을 디스플레이하는 단계(S140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 하중 측정 방법.
15. The method of claim 14,
After the load calculation step (S130) of the load calculation unit,
And a display unit displaying the calculated load (S140).
제10항, 제11항, 제12항, 제14항, 제15항, 및 제16항 중 어느 한 항에 따른 차량의 하중 측정 방법을 실행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 기록 매체.A recording medium having recorded thereon a computer readable program capable of executing a method for measuring a load on a vehicle according to any one of claims 10, 11, 12, 14, 15, and 16.
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