Innovative method of experimental identification of the deformation of vehicle tyres

• Autorzy: Chołodowski J. , Dudziński P.

Warianty tytułu

PL

Innowacyjna metoda eksperymentalnej identyfikacji deformacji opon pojazdów

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The existing theoretical tyre models are not perfect; on the other hand, tyres have a significant impact on the safety of vehicle traffic. Therefore, the problem of measurements of tyre deformation when interacting with road surface still must be dealt with. The review of the state of the art in the field of transducers and tyre deformation measurement methods, presented in this article, shows the abundance and diversity of the solutions having been made available so far. Nevertheless, it has been shown, based on the systematic classification adopted, that transducers representing each of the classification groups are characterized by separate properties, which in many cases are hardly compatible with each other. The lack of a transducer that would be free from drawbacks induces attempts to aggregate selected positive features of the solutions that are known in the present state of the art and can be taken as a basis for developing an innovative deformation transducer of new generation. Such a transducer will be presented in the next article.

PL

Niedoskonałość modeli teoretycznych ogumienia i istotny wpływ opon na bezpieczeństwo ruchu pojazdów sprawiają, iż problem pomiaru deformacji ogumienia w interakcji z nawierzchnią jest aktualny. Przedstawiony w niniejszym artykule przegląd stanu techniki w dziedzinie przetworników i metod pomiaru deformacji wskazuje na bogactwo i różnorodność dostępnych rozwiązań. Mimo to, na podstawie przyjętej systematyki podziału wykazano, iż przetworniki każdej z grup charakteryzują odrębne, niejednokrotnie trudne do pogodzenia właściwości. Brak przetwornika pozbawionego niedogodności skłania do podjęcia próby agregacji wybranych korzystnych cech rozwiązań znanych ze stanu techniki stanowiących bazę do opracowania innowacyjnego przetwornika deformacji nowej generacji, który zostanie zaprezentowany w następnym artykule.

Słowa kluczowe

EN

tyre deformation transducers; measurement of tyre deformation components; state of art

PL

przetworniki deformacji ogumienia; pomiar składowych deformacji ogumienia; stan techniki

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 68, no. 2
• Strony: 21--38, 141--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Chołodowski J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Maszyn Roboczych i Pojazdów Przemysłowych, bud. B-5 ul. Łukasiewicza 7/9, 50-370 Wrocław

autor

Dudziński P.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Maszyn Roboczych i Pojazdów Przemysłowych, bud. B-5 ul. Łukasiewicza 7/9, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Andrzejewski, R.: Dynamika pneumatycznego koła jezdnego. WNT. Warszawa 2010, ss. 129 – 143.
• [2] Aubel, T.: Simulationsverfahren zur Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Reifen und nachgiebiger Fahrbahn auf der Basis der Finite Elemente Methode, rozprawa doktorska. Universität der Bundeswehr Hamburg, Institut für Kraftfahrwesen und Kolbenmaschinen. Hamburg 1994, ss. 135 – 140.
• [3] Bickel, B.: Sensor apparatus for determination of the tire internal pressure for a motor vehicle, patent: US 7,444,858. USA 2008.
• [4] Chołodowski, J.: Opracowanie metody pomiaru deformacji opony w procesie jej interakcji z dowolnym podłożem, praca dyplomowa inżynierska, promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Dudziński, prof. zw. PWr. Politechnika Wrocławska. Wrocław 2013.
• [5] Chołodowski, J.: Projekt przetwornika nowej generacji do pomiaru deformacji opony, praca dyplomowa magisterska, promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Dudziński, prof. zw. PWr.. Politechnika Wrocławska. Wrocław 2014.
• [6] Demaie, H., Gougnaud, P., Lion, M. and Poulbot, V.: A tire having a deformation sensor and method of evaluation of the deflection of a tire, patent: US 7,493,807. USA 2009.
• [7] Dudziński, P.: Lenksysteme für Nutzfahrzeuge. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg 2005.
• [8] Dudziński, P., Chołodowski, J.: Czujnik do pomiaru przemieszczeń, zwłaszcza elementów ogumienia względem obręczy koła jezdnego, zgłoszenie patentowe: P.409800. Warszawa 2014.
• [9] Dudziński, P., Chołodowski, J.: Czujnik do pomiaru przemieszczeń, zwłaszcza elementów ogumienia względem obręczy koła jezdnego, zgłoszenie patentowe: P.409801. Warszawa 2014.
• [10] Erdogan, G.: New Sensors and Estimation Systems for the Measurement of Tire-Road Friction Coefficient and Tire Slip Variables, rozprawa doktorska. The University of Minnesota. Minneapolis 2009.
• [11] Frey, N.W. and Albertson, R.j.: Tire monitoring system and method, patent: US 5,749,984. USA 1998.
• [12] Giustino, J.M.: System and method for predicting tire forces using tire deformation sensors, patent: US 6,550,320. USA 2003.
• [13] Green, R.W.: A Non-contact Method for Sensing Tire Contact Patch Deformation Using a Monocular Vision System and Speckled Image Tracking, praca dyplomowa magisterska. Auburn University. Auburn, USA 2011.
• [14] Hammerschmidt, D. And Kvisteroey, T.: Capacitive measurement of tire deformation, patent: US 7,543,491, USA 2009.
• [15] Hanada, R. and Seto, H.: Method for measuring deformation of tire tread, patent: US 8,037,744. USA 2011.
• [16] Hiraoka, N., Matsuzaki, R. and Todoroki, A.: Current Monitoring of In-plane and Out-of-plane Displacement of Tire Using Digital Image Correlation Method. Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, J-STAGE, vol. 3., no. 11, 2009.
• [17] Kosiara, A.: Control effectiveness comparison of wheel loader’s longitudinal vibrations by means of passive and active vibration stabilisers. Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 18, 2011, ss. 287 – 294.
• [18] Matsuzaki, R., Keathing, T., Todoroki, A. and Hiraoka, N.: Rubber-based strain sensor fabricated using photolithography for intelligent tires. Sensors and Actuators A, Elsevier, 148, 2008, ss. 1 – 9.
• [19] Matsuzaki R. and Todoroki A.: Passive wireless strain monitoring of actual tire using capacitance-resistance change and multiple spectral features. Sensors and Actuators A, Elsevier, 126, 2006, ss. 277 – 286.
• [20] Matsuzaki R. and Todoroki A.: Wireless strain monitoring of tires using electrical capacitance changes with a oscillating circuit. Sensors and Actuators A, Elsevier, 119, 2005, ss. 323 – 331.
• [21] Matsuzaki R. and Todoroki A.: Wireless flexible capacitive sensor based on ultraflexible epoxy resin for strain measurement of automobile tires. Sensors and Actuators A, Elsevier, 140, 2007, ss. 32 – 42.
• [22] Matsuzaki, R., Todoroki, A., Kobayashi, H. and Shimamura, Y.: Passive wireless strain monitoring of a tire using capacitance and electromagnetic induction change. Advanced Composite Materials, Taylor & Francis, vol. 14, No. 2, 2005, ss. 147 – 164.
• [23] Pohl, A., Steindl, R. and Reindl, L.: The “Intelligent Tire” Utilizing Passive SAW Sensors – Measurement of Tire Friction. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Institute of Electrical and Electronics Engineers, vol. 48, No. 6, 1999, ss. 1041 – 1046.
• [24] The Apollo Consortium: Intelligent Tyre for Accident-free Traffic, Intelligent Tyre Systems – State of the Art and Potential Technologies. IST-2001-34372, 2002.
• [25] Tuononen, A.: Optical position detection to measure tyre carcass deflections and implementation for vehicle state estimation, rozprawa doktorska. Helsinki University of Technology, TKK Dissertations 205. Espoo 2009.
• [26] Yi, J.: A Piezo-Sensor-Based “Smart Tire” System for Mobile Robots and Vehicles. IEEE/ASME Transactions on Mecha-tronics, Institute of Electrical and Electronics Engineers, vol. 13, No. 1, 2008, ss. 95 – 103.
• [27] Yilmazoglu, O., Brandt, M., Sigmund, J., Genc, E. and Hartnagel, H.l.: Integrated InAs/GaSb 3d magnetic field sensors for “the intelligent tire”. Sensors and Actuators A, Elsevier, 94, 2001, ss. 59 – 63.
• [28] Dr. D. Wehrhahn Meßsysteme für die Qualitätssicherung: Lasermessung in der Reifen- und Gummiindustrie: Karta katalogowa laserowego systemu do pomiaru defromacji ogumienia, dokument on-line: http://www.drwehrhahn.de/pdf_de_en/deutsch/anwendungsbereiche/gummi_de.pdf, dostęp: 26 stycznia 2015.