KR20040023725A - 타이어가 겪는 힘들의 성분들과 자기-정렬 토크를결정하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 도로에 의해 타이어의 접촉 영역에 적용되는 힘들의 합력의 세가지 성분들과, 타이어에 의해 발생되는 자기-정렬 토크로부터 선정되는 특성들중 적어도 하나를 결정하는 방법에 있어서, 상기 특성은, 원주를 따라서 상이한 방위들에 위치하는 공간내의 고정된 두 지점들에서 타이어의 적어도 하나의 측벽에서의 원주방향 신장 또는 수축의 적어도 두 개의 측정값으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 특성 결정 방법에 관한 것이다.

Description

타이어가 겪는 힘들의 성분들과 자기-정렬 토크를 결정하는 방법{Method of determining components of forces experienced by a tyre and the self-alignment torque}

차량의 핸들링을 제어하기 위하여, 특정 롤링 변수들을 결정하기 위한 시도가 이루어져 왔다. 예를 들면, 휠의 종방향 슬립을 감소시키기 위해, 엔진이나 브레이크에 의해 휠에 전달되는 토크를 각 휠의 회전 속도의 변화로부터 유도되는 슬립의 함수로서 조절할 수 있는 슬립 제한 시스템(A.B.S., A.S.R.)들이 개발되어 왔다. 또한, 도로에 전해지는 토크의 변화를 결정하기 위하여 타이어의 측벽들의 토션(원주방향 각도 변형)을 측정하는 것이 제안되었다. 회전 속도의 변화로부터의 유도보다 훨씬 직접적인 이러한 측정은 슬립 제한 시스템들을 보다 정교하게 제어할 수 있게 한다.

운전자가 원하는 궤적을 차량이 실제로 추종하는 것을 보장하기 위해 휠들에 적용되는 제동력 또는 구동력에 영향을 주는 (E.S.P.와 같은) 시스템들 또한 알려져 있다. 이를 행하기 위해, 차량의 요잉 속도(yaw velocity)(수직축에 대한 차량의 회전 속도), 롤링 속도, 횡가속도 및 운전자가 조향 핸들에 가하는 각도 위치가 대체로 동시에 측정된다.

본 발명은 차량에 관한 것이며, 도로에 의해 차량의 타이어에 적용되는 힘들의 측정에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 예를 들어 차량의 브레이크의 안티로크 제어(antilock control) 또는 구동 휠의 안티스키드 제어(antiskid control), 차량의 궤적 제어 또는 예를 들어 타이어 압력의 제어 또는 모니터링과 같은 기타 형태의 제어에 사용되는 다양한 전자 보조 장치들에 관한 것이다.

도 1은 본 발명을 이해하는데 유용한 것들이 집합적으로 정의되고 있는 타이어의 사시도.

도 2a 및 도 2b는 수직 성분 Fz 의 효과의 도시도로서, 여기에서 실선 곡선은 400 daN 의 수직 부하에 상응하고, 점선 곡선은 500 daN 의 수직 부하에 상응하며, 일점쇄선 곡선은 300 daN 의 수직 부하에 상응하는 도면.

도 3a 및 도 3b는 성분 Fx 의 효과의 도시도로서, 여기에서 실선 곡선은 힘 Fx가 전혀 존재하지 않는 400 daN 의 수직 부하에 상응하고, 점선 곡선은 400 daN 의 수직 부하 및 400 daN의 Fx 힘(운전)에 상응하며, 일점쇄선 곡선은 400 daN 의 수직 부하 및 -400 daN의 Fx 힘 (제동)에 상응하는 도면.

도 4a 및 도 4b는 성분 Fy의 효과의 도시도로서, 여기에서 실선 곡선은 힘 Fy가 전혀 존재하지 않는 400 daN 의 수직 부하에 상응하고, 점선 곡선은 280 daN 의 힘을 갖는 400 daN 의 수직 부하에 상응하는 도면.

도 5는 캠버 각도가 적용될 때의 타이어의 변형의 도시도.

도 6a 및 도 6b는 원주방향 변형 신호들에 대한 캠버의 효과의 도시도로서, 여기에서 실선 곡선은 힘 Fx와 Fy가 전혀 존재하지 않는 400 daN 의 수직 부하 및 제로 캠버 각도에 상응하고, 점선 곡선은 2°의 캠버 각도를 갖는 400 daN 의 수직 부하에 상응하며, 일점쇄선 곡선은 4°의 캠버 각도를 갖는 400 daN 의 수직 부하에 상응하는 도면.

도 7은 신경 망의 구조의 도시도.

도 8은 전달 함수들의 예의 도시도.

도 9a 및 도 9b는 변화될 경우 타이어의 팽창 압력을 고려할 수 있게 하는 구조의 두 예의 도시도.

도 10은 본래의(raw) 시간 신호와 필터링된 시간 신호의 도시도.

도 11은 접촉 영역의 통과에 대한 확인을 시간에 기초하여 도시한 도면.

도 12는 하나의 센서와 하나의 모델을 갖는 작동 예의 도시도.

도 13은 세개의 센서들과 하나의 모델을 갖는 작동 예의 도시도.

도 14는 세개의 센서들과 두개의 모델들을 갖는 작동 예의 도시도.

본 발명은 도로에 의해 차량에 적용되는 모든 힘들이 휠들을 통해서 전달됨을 관찰하는 것으로부터 시작된다. 차량이 겪게 되는 가속도들을 결정하는 것은 상기 힘들의 균형이다. 따라서, 이 모든 힘들을 결정하게 되면 상술한 다양한 센서들이 필요없을 수 있거나 또는 이들 센서를 보완하여 보다 완전한 정보를 제공할 수 있다.

본 발명의 방법은 타이어의 트레드와 도로 사이에 작용하는 힘들이 타이어 측벽의 원주방향 신장 또는 수축(circumferential extension or contraction) 형태의 실질적이고 재생가능한 변형을 초래한다는 사실을 인식하는 것에 기초한다. 이러한 원주방향 신장 또는 수축은, 타이어의 회전중에 이를 실시간으로 측정할 경우, 타이어에 작용하는 힘들의 방향과 크기뿐 아니라, 타이어에 의해 적용되는 자기-정렬 토크의 부호(sign) 및 크기를 매 순간 알 수 있게 한다.

그 설계 및 그 작동 모드로 인해, 구속시에 타이어에 발생하는 변형들은 그 팽창 압력에 종속된다. 상기 팽창 압력은 따라서 본원에 제안되는 방법의 여러 변수들중 하나이다. 이 압력은 본 발명의 내용에서 취해지는 측정들과 무관한 특정 측정 수단을 통해 알 수 있으며, 그러한 수단의 예로는 압력 센서가 있다. 이 압력은 또한 원주방향 변형의 측정을 특정하게 처리하는 것으로부터 유래될 수 있다.

실제 사용 조건 하에서, 타이어는 캠버 각도(camber angle)가 자주 변화된다. 이는 타이어의 변형을 변화시킨다. 상기 캠버는 따라서 본원에서 제안되는 방법의 여러 변수들중 하나이다. 상기 캠버는 본 발명의 내용에서 취해지는 측정들과 무관한 특정 측정 수단을 통해 알 수 있으며, 그러한 수단의 예로는 캠버 각도 센서가 있다. 이 캠버는 또한 원주방향 변형의 측정을 특정하게 처리하는 것으로부터 유래될 수 있다.

본 발명은, 도로에 의해 타이어의 접촉 영역상에 적용되는 힘들의 합력의 세가지 성분들과, 타이어에 의해 발생되는 자기-정렬(self-alignment) 토크, 캠버, 및 압력으로부터 선정되는 특성들중 적어도 하나를 결정하는 방법으로서, 상기 특성은, 원주를 따라서 상이한 방위들에 위치하는 적어도 두 군데의 공간내 고정 지점들에서 타이어의 적어도 하나의 측벽에서의 원주방향 신장 또는 수축에 대한 적어도 두개의 측정값을 처리함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 특성 결정 방법을 제안한다.

하나의 유리한 특징에 따르면, 본 발명은 측벽들에서의 카카스 플라이의 코드들 사이의 거리를 측정함으로써 측벽들의 원주방향 수축 또는 신장을 평가할 것을 제안한다. 이는 하기에서 "코드간 분리(inter-cord separation)"의 측정으로서 지칭될 것이다. 주목해야 할 것은 이 용어가 타이어의 래디얼 구조와 관련되고 있음에도 본 발명은 래디얼 카카스를 갖는 타이어에만 적용되지 않는다는 것이다. 예를 들어, "코드 분리"라는 용어는 측벽상에서 인접하지만 상이한 방위로 그려지는 두 선 사이의 평균 거리를 지칭하는 것으로 사용될 것이다.

주목해야 할 것은, 측벽들의 원주방향 신장이 측벽들의 두께에서 그 휨 중립성(flexurally neutral) 파이버로부터 상이한 위치에서 측정되는 경우에, 원주방향 신장에는, 특히 접촉 영역을 통과할 때, 측벽의 휨에 기인하는 성분이 포함된다는 것이다("팽창(bellying)"이라고도 지칭되는 현상). 이러한 휨에 기인하는 성분은 결코 문제가 아니며, 이는 휨 중립성 파이버상이 아닌 다른 곳에서 신장 측정을 수행함으로써 본 발명에 의해 사용되는 신호들의 변형 역학을 증가시키는데 이용될 수 있다.

본 명세서의 나머지는 첨부도면에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명하고 있다.

본원에 기재된 방법은, 접촉 영역에서 타이어에 적용되는 각각의 힘이 타이어 측벽들의 원주방향 신장의 수정을 초래하는 사실에 기초하고 있다. 그 휠에 장착되는 팽창된 타이어로서, 동일 반경에 위치하지만 원주 방향으로 분리되어 있는 두 지점 A₁과 A₂가 그 제 1 측벽에서 확인되는 경우가 고려될 것이다. 제 2 측벽상에서는, A₁및 A₂와 동일한 방위로 동일 반경에서, 두 지점 B₁과 B₂가 선정된다. 타이어에 적용되는 힘이 전혀 없는 상태에서, 상기 두 지점을 분리하는 거리는 타이어-휠 조립체의 회전 각도의 함수로서 일정하다.

상기 타이어에 여러 힘들이 가해지면, 상기 힘들의 각 성분에 대해 하기의 효과들이 관측된다.

·수직 성분(여기에서는 Fz로 지칭됨)은 타이어를 지면으로 가압한다. 접촉 영역을 생성함으로써, 상기 수직 성분은 상기 조립체가 회전될 때 두 지점 A₁과 A₂사이의 거리에 변화를 주며, 이는 측벽들의 원주방향 신장의 수정을 반영한다. 도 2a 및 2b는 거리 분리 지점들 A와 지점들 B를 각각 이들 지점이 놓이는 방위의 함수로서 도시하고 있다. 적용되는 수직 성분의 증가는 접촉 영역에서 양 측벽들의 신장(180°근처에서의 거리 증가)을 초래하고, 측벽의 다른 부위, 주로 접촉 영역의 입구 및 출구에서는 수축(다른 모든 곳에서, 주로 135°및 225°근처에서의 거리 감소)을 초래한다. 또한, 지적될 만한 것은 접촉 영역의 입구에서 하나의 방위가 존재하고 접촉 영역의 출구에서 하나의 방위가 존재한다는 것이며, 여기에서 원주방향 신장의 수치는 적용되는 성분 Fz 와는 거의 무관하다. α₀는 이들 특정 방위들이 (180 - α₀)°및 (180 + α₀)°와 동등하도록 한다.

·롤링 방향으로의 수평 성분(여기에서는 Fx로 지칭됨)은, 접촉 영역의 입구와 출구에 위치하는 부위들간에 차이를 초래한다. 이는 접촉 영역의 입구와 출구에서 필수적으로 측벽들의 신장의 변화를 수반한다. 도 3a 및 3b는 거리 분리 지점들 A와 B를 각각 이들이 놓이는 방위의 함수로서 도시함으로써 적용되는 힘들의 성분 Fx의 효과들을 도시한다. 포지티브한 힘 Fx가 가해지면(구동 토크), 양 측벽들은 접촉 영역의 입구에서는 원주 방향으로 압축되고 접촉 영역의 출구에서는 신장된다(135°근처에서의 거리 감소 및 225°근처에서의 거리 증가). 네거티브한 힘 Fx가 가해지면(제동 토크), 양 측벽들은 접촉 영역의 출구에서는 원주방향으로 압축되고 접촉 영역의 입구에서는 신장된다(225°근처에서의 거리 감소 및 135°근처에서의 거리 증가).

·횡방향으로의 수평 성분(여기에서는 Fy로 지칭됨)은 주로 두 측벽들 사이에 차별화를 초래한다. 도 4a 및 4b는 거리 분리 지점들 A와 B를 각각 이들이 놓이는 방위의 함수로서 도시함으로써 이러한 형태의 제약(constraint)의 효과들을 도시한다. 포지티브 Fy에 의한 제약의 경우에, 측벽들중 하나는 주로 원주방향으로 신장되고(A₁과 A₂사이 거리의 증가), 다른 측벽은 원주방향으로 수축된다(B₁과 B₂사이 거리의 감소).

자기 정렬 토크 N (수직축에 대한 모멘트)은 엄밀히 말해서, 타이어의 트레드와 도로 사이에 작용하는 다른 힘은 아니다. 오히려, 이 자기 정렬 토크는 접촉 영역에 성분들 Fx, Fy, Fz가 적용되는 방식의 순서이다. 그 성분들이 Fx, Fy, Fz인 합력의 적용점이 접촉 영역의 중심이 아니면, 이 합력은 자기 정렬 토크로 지칭되는 모멘트를 Oz에 대해 발생시킨다. 이러한 모멘트의 존재는 Oz에 대한 접촉 영역의 회전을 필연적으로 수반한다. 이러한 효과의 결과로는, 제로의 자기-정렬 토크를 갖는 상황에 대해, 예를 들어 하나의 측벽에서는, 접촉 영역의 입구에서의 원주방향 신장과 접촉 영역의 출구에서의 원주방향 수축을 초래하고, 다른 측벽에서는 접촉 영역의 입구에서의 원주방향 수축과 접촉 영역의 출구에서의 원주방향 신장이 관찰된다.

타이어에 캠버 각도가 적용되는 경우, 두 측벽들의 거동은 상이하다. 매우 단순하게 말하면, 모든 일은, 하나의 측벽이 다른 측벽보다 큰 부하를 담당하는 것처럼 일어난다. 도 5는 이러한 거동을, 캠버가 전혀 없는 경우와 캠버 γ를 갖는 경우의, 접촉 영역에서의 타이어 부분의 단면을 비교함으로써 나타내고 있다. 이 결과 접촉 영역이 미소하게 측방 변위되며, 이는 Y방향으로의 드러스트를 수반한다. 도 6a 및 6b는 양 측벽들에서의 원주방향 변형의 변화를 도시한다. 과부하된 측벽(지점들 A)상에서는, 상기 변화가 부하 증가의 변화와 유사하다. 다른 측벽(지점들 B)상에서는, 지지되는 부하의 감소와 매치되는 변화가 나타난다. 상기 변화가 측벽들과 관련해서는 특이하고 방위와 관련해서는 균일하다면, 캠버의 효과를 Fx, Fz, 또는 N의 효과로부터 쉽게 구분할 수 있다. 도 4 및 도 6은 Fy 및 캠버의 결과가 중요하지 않음을 도시하며, 따라서 원주방향 변형 신호들과 캠버 사이에 명백한 관계를 설정할 수 있다. 이후 타이어가 작동할 때의 캠버 각도를, 원주방향 변형에 대한 측정의 협조에 의해 평가할 수 있다.

타이어의 겉보기 강성(apparent rigidity)은 그 공기압적 거동(그 팽창 압력) 및 그 구조적 강성(구조의 강성)에 기인하고 있다. 측정된 원주방향 변형 신호들 자체는 또한 공기압 성분(pneumatic component) 및 구조적 성분(structural component)을 포함한다. 예를 들면, 2 bar 까지 팽창되고 Z를 따라서 400 daN 이 부하된 타이어의 변형 신호들은 2.5 bar로 팽창되고 500 daN 이 부하된 동일 타이어에 의해 전달되는 변형 신호들과는 동일하지 않다. 이러한 차이는 구조적인 원인에 상응하며, 타이어의 팽창 압력에 대한 평가를 가능하게 한다.

팽창 압력이 변화하는 경우, 적용되는 힘들과 변형 신호들 간의 연관 관계가 정량적으로 변경되지만, 그 본질은 변화되지 않는다. 측벽들에서의 신장 인자(factor)들은 압력 및 부하에 의해 영향을 받으며, "공기압적" 거동(즉 팽창 압력에 종속적인 거동)으로 인한 원인과, 압력이 변화할 때 변화하지 않으며 따라서 압력에 대한 정보를 얻을 수 있는 구조적 거동(즉, 타이어의 구성 재료들과 그배치)으로 인한 다른 원인으로 이루어진다.

본 방법은 따라서 간명함을 위해, 우선, 일정할 것으로 간주되는 팽창 압력의 경우에 대해 설명될 것이다. 마찬가지로, 이하에서는, 설명을 보다 명료하게 하기 위해 캠버가 일정하고 제로인 것으로 간주될 것이며, 이 변수에 관한 가장 관심있는 경우들만이 언급될 것이다.

Fx, Fy, Fz 성분들을 혼합하는 제약이 적용되면, 원주방향 신장에 대한 상기 효과들의 중첩이 관측된다. 제안된 방법의 장점들중 하나는 적용되는 제약의 각 성분의 기여들(contributions)을 분리함으로써 이들 성분의 각각을 평가할 수 있다는 것이다.

사용되는 접근방법은, 이 분리를 수행하기 위해, 타이어의 고유 대칭성에 상응하는 현저한 패리티(parity:奇偶性) 특성에 부분적으로 의존한다.

상기 방위 θ는 측벽들의 원주방향 신장이 분석되는 각도로서 정의될 것이다. 상기 방위의 원점은 접촉 영역의 중심으로부터 대향 측부상에서 취해진다. 따라서 접촉 영역의 중심은 180°의 방위를 갖는다.

방위 함수로서의 신장 신호, s(θ)는 이후 다음과 같이 두 개의 신호 s_p(θ)와 s_i(θ)로 분할될 수 있으며,

s(θ) = s_p(θ) + s_i(θ)

s_i(180+θ) = - s_i(180-θ)

s_p(180+θ) = s_p(180-θ)

여기에서 s_i는 s의 기수(odd) 부분으로 지칭되고, s_p는 s의 우수(even) 부분으로 지칭된다.

마찬가지로, s¹(θ) 및 s²(θ)는 타이어의 각 측벽 상의 원주방향 신장의 측정과 연관된 신호들로 한다. 다음과 같이 정의되며,

여기에서 s^p는 측벽 관련 우수 부분으로 지칭되며, sⁱ는 측벽 관련 기수 부분으로 지칭된다.

측벽들에 따른 패리티에 의한 이러한 구분은 s_i및 s_p에 동등하게 적용될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 각 측벽에 대해 실시되는 측정에 기초하여 네 개의 s_i ⁱ, s_i ^p, s_p ⁱ, s_p ^p가 얻어진다.

힘들 Fx, Fy, Fz 및 자기-정렬 토크 N은 그 배향들로 인해 특정 대칭성들과 연관된다. 특히, 이 원리는 타이어에 대한 힘 성분들의 효과를 완화시키는데 사용될 수 있다.

그러므로, 관측들(도 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b)에 따르면, 신호들은 다음과같이 연관되어 있다:

·s_i ^p는 주로 힘 Fx와 연관되어 있다.

·s_p ⁱ는 주로 힘 Fy와 연관되어 있다.

·s_p ^p는 주로 힘 Fz와 연관되어 있다.

적용되는 대칭성들은 또한 신호 s_i ⁱ가 주로 자기-정렬 토크 N과 연관됨을 확인할 수 있게 해준다.

이러한 관측들에 의하면, 본원에 설명된 방법은 타이어의 적어도 하나의 측벽상에서의 원주방향 신장 측정을 실시할 것을 제안한다. 수학적 연산들(다양한 방위들에서 실시되는 측정들의 선형 또는 비선형 조합들)로 인해, 이들 측정은 특정 방위들에서 신호들 s_i ^p, s_p ⁱ, s_p ^p, s_i ⁱ의 값을 평가하고 그로 인해 적용되는 힘의 성분들을 구할 수 있게 한다.

절차를 명료하게 하기 위해, 본 방법을 사용하는 일부 예로서, 포괄적이지는 않지만 본원에 열거된 것들에 대해 이용가능한 구성을 결코 제한하지 않는 예들이 제시된다.

하나의 측벽에 대해서만 측정이 이루어지는 경우가 고려될 것이다.

실시예 1:

접촉 영역에 적용되는 힘들의 성분과, 자기-정렬 토크를, 세개의 방위에서 측정되는 타이어의 일 측벽의 원주방향 신장 측정에 기초하여 평가하고자 한다. 측정 방위들은 하기의 방식으로 선정된다:

·방위들중 하나의 방위는 접촉 영역의 중앙(방위 180°)에 대응한다. 이 지점에서 측정된 값을 Vc라 한다. 접촉 영역으로부터의 반대쪽에 대응하는 방위가 동등하게 사용될 수 있다.

·다른 두개의 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대해 대칭적이다(180°+ α°, 180°- α°). 이들 지점에서 측정된 값들을 V₁및 V₂라 한다.

상기 관측에 따르면,

·V₂- V₁은 접촉 영역의 입구와 출구 사이의 불균형을 평가할 수 있게 한다. 이 값은 주로 성분 Fx와 연관될 것이다. Fx의 평가는 f_x(r₂V₂- r₁V₁)에 의해 주어지며, 여기에서 r₁과 r₂는 양의 실계수들(positive real coefficients)이며 f_x는 단조 연속 함수이다.

·Vc - (V₁+ V₂) 는 접촉 영역의 통과와 접촉 영역의 외부 사이의 차이를 평가할 수 있게 한다. 이 결과는 주로 성분 Fz와 연관될 것이다. Fz의 평가는 f_z(s_cV_c-(s₁V₁+s₂V₂))에 의해 주어지며, 여기에서 s₁,s₂,s_c는 양의 실계수들이고, f_z는 단조(monotonic) 연속 함수이다.

·Vc + V₁+ V₂는 측벽의 전체 신장을 표시한다. 이 값은 주로 적용되는 힘의 성분 Fy와 연관될 것이다. Fy의 평가는 f_y(u_cV_c+ u₁V₁+u₂V₂)에 의해 주어지며, 여기에서 u₁,u₂,u_c는 양의 실계수들이고, f_y는 단조 연속 함수이다.

본 실시예에서, 네개의 성분들(Fx, Fy, Fz, N)은 원주방향 신장에 대한 세번의 측정들에 기초하여 평가된다. 실제로, 자기-정렬 토크가 성분들 Fx, Fy, Fz에만 직접 종속되는 경우들이 존재한다. 이는 이후 평가될 수 있다. 자기-정렬 토크가 다른 변수들에 종속되는 경우에는, 측벽들에서의 원주방향 신장을 복수의 방위들에서 측정할 필요가 있다.

실시예 2:

접촉 영역에 적용되는 힘들의 성분과, 자기-정렬 토크를, 다섯개의 방위에서 측정되는 타이어의 일 측벽의 원주방향 신장 측정에 기초하여 평가하고자 한다. 측정 방위들은 하기의 방식으로 선정된다:

·방위들중 하나의 방위가 접촉 영역의 중앙에 대응한다(방위 180°). 이 지점에서 측정된 값을 Vc라 한다.

·다른 두개의 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대해 대칭적이다(180°+ α°, 180°- α°). 이들 지점에서 측정된 값들을 V₁및 V₂라 한다.

본질적으로는 같지만 실시예 1에 설명된 것보다 약간 더 복잡한 조합들에 의해, 자기-정렬 토크가 성분들 Fx, Fy, Fz에만 종속되지 않는 경우들을 포함하는 경우에, 성분들 Fx, Fy, Fz를 결정할 수 있다.

실험적으로 증명된 바에 의하면, 이러한 측정 구성은 Fy의 효과들을 캠버의 효과들로부터 식별할 수 있게 하며, 따라서 본 방법은 비제로 캠버의 조건들 하에서도 유효하고, 성분들 Fx, Fy, Fz, N과 동시에 캠버 각도를 평가할 수 있다.

양 측벽들상에서 측정이 이루어지는 경우가 이제 고려될 것이다.

실시예 3:

접촉 영역에 적용되는 힘들의 성분과, 자기-정렬 토크를, 각 측벽상의 두 방위에서 측정되는 타이어의 양 측벽들의 원주방향 신장 측정에 기초하여 평가하고자 한다. 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정된다(180°+ α°, 180°- α°). Fz가 평가될 수 있도록, α는 α₀와 동일하지 않아야 한다. 제 1 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들을 V₁ ¹및 V₂ ¹이라 하고, 제 2 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들을 V₁ ²및 V₂ ²라 한다.

이들 네개의 값에 의하면, 방위관련 패리티 및 측벽관련 패리티에 따라 분해(decomposition)를 사용함으로써 성분들을 결정할 수 있다.

·V₁ ¹+ V₁ ²+ V₂ ¹+ V₂ ²는 방위관련 우수 성분및 측벽관련 우수 성분을 부여한다. 이 조합은 따라서 Fz와 직접 연관되어 있다. Fz의 평가는 f_z(a₁V₁ ¹+ a₂V₂ ¹+ b₁V₁ ²+ b₂V₂ ²)에 의해 주어지며, 여기에서 a₁,a₂,b₁,b₂는 양의 실계수들이며 f_z는 단조 연속 함수이다.

·V₁ ¹+ V₁ ²- (V₂ ¹+ V₂ ²)는 방위관련 기수 성분과 측벽관련 우수 성분을 부여한다. 이 조합은 따라서 Fx와 직접 연관되어 있다. Fx의 평가는 f_x(c₁V₁ ¹- c₂V₂ ¹+ d₁V₁ ²- d₂V₂ ²)에 의해 주어지며, 여기에서 c₁,c₂,d₁,d₂는 양의 실계수들이며 f_z는 단조 연속 함수이다.

·V₁ ¹- V₁ ²+ (V₂ ¹- V₂ ²)는 방위관련 우수 성분과 측벽관련 기수 성분을 부여한다. 이 조합은 따라서 Fy와 직접 연관되어 있다. Fy의 평가는 f_y(e₁V₁ ¹+ e₂V₂ ¹- f₁V₁ ²- f₂V₂ ²)에 의해 주어지며, 여기에서 e₁,e₂,f₁,f₂는 양의 실계수들이며 f_y는 단조 연속 함수이다.

·V₁ ¹- V₁ ²- (V₂ ¹- V₂ ²)는 방위관련 기수 성분과 측벽관련 기수 성분을 부여한다. 이 조합은 따라서 N과 직접 연관되어 있다. N의 평가는 f_n(g₁V₁ ¹- g₂V₂ ¹- h₁V₁ ²+h₂V₂ ²)에 의해 주어지며, 여기에서 g₁,g₂,h₁,h₂는 양의 실계수들이며 f_n은 단조 연속 함수이다.

이러한 형태의 배치에 의하면 타이어의 대칭성을 최대한 이용하게 되고, 접촉 영역에 적용되는 제약의 성분들을 재구성할 때 매우 양호한 정확성이 기대될 수 있다.

실시예 4:

접촉 영역에 적용되는 힘들의 성분과, 자기-정렬 토크를, 각 측벽상의 세개의 방위에서 측정되는 타이어의 양 측벽들의 원주방향 신장 측정에 기초하여 평가하고자 한다. 측정 방위들은 하기의 방식으로 선정된다:

·두개의 방위들이 접촉 영역의 중앙의 방위에 대해 대칭적으로 선정된다(180°+ α°, 180°- α°). 제 1 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들을 V₁ ¹및 V₂ ¹라 하고, 제 2 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들을 V₁ ²및 V₂ ²라 한다.

·하나의 방위가 접촉 영역의 중앙에 대응한다. 이들 방위에서 측정된 값들을 V_c ¹및 V_c ²라 한다.

처리과정은 실시예 3에서와 같다. 상기 값 V_c ¹및 V_c ²은 어느 정도의 정보의 과잉을 허용하지만, 성분 Fz의 보다 양호한 평가를 가능하게 한다.

실시예 2에서와 같이, 각 측벽상에서의 다섯개의 상이한 방위들에서의 원주방향 변형에 대한 다섯번의 측정의 제공에 의하면, 성분 Fy의 기여와 캠버 각도의 기여 사이를 식별할 수 있게 된다. 따라서 이러한 구성에 의하면, 가변 캠버를 갖는 롤링 조건들 하에서 캠버 각도과 힘 성분들을 동시에 평가할 수 있다.

실시예 2에 비해서, 양 측벽들상에서의 측정은 어느 정도의 견고성(robustness)을 제공한다. 특히, 캠버 각도가 제로가 아닐 때 하나의 측벽에서 다른 측벽으로의 "부하 전달(load transfer)"로 인해, 양 측벽들상에서의 측정을 이용하고 각 측벽에 의해 주어지는 평가들의 합계를 제공하는 모델이 설계상 캠버 각도에 상관없이 유효하다.

α가 α₀와 동등하게 취해지는 경우, V_c ¹및 V_c ²의 도움으로 Fz에 대한 정보가 얻어지며, V₁ ¹, V₁ ², V₂ ¹, V₂ ²를 사용하여 Fx, Fy, Fz에 대한 정보가 얻어진다. 따라서 다양한 기여들을 분해하기 위한 추가적인 가능성이 사용된다.

상기 실시예에 의해 취해지는 선형 조합들은 매우 기본적이며, 단지 주요 효과들이 고려될 수 있게 한다. 힘들의 성분의 평가를 세밀하게 하고 타이어의 비선형 거동을 고려하기 위해, 상기 방법은 상기 측정들을 힘들의 평가에 연관시키기 위한 보다 복잡한 전달 함수들에 의존한다. 본문에서는 적용되는 제약의 성분들의 측정된 양들과 값들 사이에 관계를 성립할 수 있게 하는 임의의 보간 함수가 사용될 수 있다. 따라서 후술하는 트레이닝 베이스를 사용하여 보간 함수의 계수들이 결정될 수 있다.

본원에 개시된 실시예들 전부가 타이어의 대칭성을 최대한 이용하고 재구성을 용이하게 하도록 선정되는 측정 방위들을 이용하지만, 충분한 횟수의 측정들의 임의의 조합에 의해 적용되는 제약의 성분들을 평가할 수 있기 때문에, 값들이 측정되는 방위들의 위치에 대한 선정은 자유롭다(방위들의 대칭성은 의무적인 것은 아니다). 이 경우, 알려진 방위들에서, 성분들 Fx, Fy, Fz, N을 부여하는 함수들을 단일 또는 다수의 측벽의 원주방향 신장의 측정 함수로서 직접 찾아낼 수 있다. 전달 함수들의 결정은 더이상 반드시 타이어의 역학을 분석하는 것에 기초하지 않으며, 오히려 타이어가 겪는 힘들에 대한 타이어의 반응(단일 또는 복수의 측벽의 원주방향 신장으로 표현되는 반응)에 기초한다.

측정 방위들이 물리적 분석에 의해 선정되거나 보다 임의적으로 결정되거나 간에, 신경망들은, 실시되는 측정들과, 힘들 Fx, Fy, Fz, N의 성분들간에 전달 함수를 확립하는데 매우 적합한 것 같다. 적절하다면, 캠버 각도 역시 평가될 양들중 하나가 될 수 있으며, 이는 전달 함수의 출력부에 나타날 수 있다. 가장 간단한 적용가능한 계획들중에서, 한 층의 감추어진 신경들 및 한 층의 출력 신경들을 갖는 망(network)들의 사용이, 적용된 제약의 성분들의 값들과 측정된 양들을 상호 연관시키기 위한 보간 함수로서 채택될 수 있다. 이들 감추어진 신경들은 S자형 전달 함수를 사용한다. 상기 출력 신경들은 그 부분에서 선형 전달 함수(도 7)를 사용한다. 이러한 망 형태의 인색한 특성은 여기에서 매우 유익하다. 평가될 성분마다 하나의 망을 사용할 수 있거나, 또는 다수의 출력들에 의해 모든 성분들을 평가하는 것을 가능하게 하는 망을 사용할 수 있다.

대칭성 또는 물리적 관측을 이용하기 위해 측정 방위들이 선정되었다면, 여러가지 물리량을 망에 입력하기 전에 선형 조합하는 것이 유익할 수 있다. 이 경우, 주요 성분 분석은 이들 조합의 계수들을 적절히 결정할 수 있으며, 요구되는 신경망을 단순화할 것이다. 도 8에 개시된 구조가 얻어지는 바, 이는 그것에 대한 입력 선형 조합들이 선택적인 전달 함수들의 예를 도시한다. 다수의 출력들을 갖는 하나의 신경망 또는 하나의 출력을 갖는 다수의 신경망들 또는 임의의 다른 조합을 사용할 수 있다. 가능한 출력 양들(Fx, Fy, Fz, N, P, γ)이 표시되지만, 물론 본 발명은 이들의 일부만을 평가하기 위한 시도들을 배제하지 않는다.

구체적으로, 작동은 다음과 같이 이루어진다 :

·측정 방위들을 결정한 후에, 제 1 단계는 선정된 단일 또는 다수의 특성이 정상 사용시에 평가될 수 있는 전체 범위를 커버하도록 선정되는 타이어의 변화되는 제약 도중에 단일 또는 다수의 측벽의 원주방향 신장의 값들을 수집하는 단계로 구성된다. 선정된 제약들은 또한 정상 사용중에 마주칠 수 있는 모든 결합들(couplings)을 포함할 필요가 있다. (다른 측정 수단에 의해 얻어지는) 측정된 수치들 및 관련된 단일 또는 다수의 선정된 특성 세트가 트레이닝 베이스를 구성한다. 물론, 캠버가 연속해서 변화되기 쉬운 경우에는, 트레이닝 베이스로의 미래의 이용 범위를 나타내는 캠버 각도의 변화를 포함하는 것이 바람직하다.

·제 2 단계는 이런 식으로 형성된 베이스상에서 망의 부가물의 트레이닝을실시(또는 보간 함수의 계수들의 결정을 실시)하는 것으로 구성된다. 이 단계의 종료 시점에서 전달 함수가 얻어진다.

·제 3 단계는 다른 측정 수단에 의해 지시되는 값들을 갖는 선정된 단일 또는 다수의 특성들의 평가값들을 비교함으로써 전달 함수들을 테스트하는 것으로 구성된다.

신경망 외에, 예를 들어 다항식 함수를 사용할 수 있다.

시간이 흐르면 타이어의 팽창 압력이 변화하게 되는 실제 경우에는, 문제의 성분들의 측정을 위해 요구되는 정밀도에 따라 압력 변화들을 고려할 필요가 있다.

제 1 과정은 전달 함수의 출력에서의 평가된 힘들을 압력 함수로서 수정하는 것으로 구성된다. 따라서 일차 수정을 실시할 수 있다. 실제로, 압력을 고려하지 않는 전달 함수의 경우에는 타이어에 제약이 적용되게 한다. 압력이 기준 압력(전달 함수가 성립되는 압력)보다 두 배라면, 전달 함수는 기준 압력에 대해서보다 낮은 대략 2회의 측정된 변형들을 입력으로서 볼 것이다. 따라서 실제로 적용되는 힘들보다 두배 약한 힘들을 평가할 것이다. 평가된 힘들은 두배로 배증되어야 한다.

그러나, 가장 정확한 접근은 전달 함수들에 압력을 변수로서 도입하는 것으로 구성된다. 이는,

타이어가 소망의 작동 범위를 커버하는 팽창 압력의 다양한 조건들 하에 구속되는 경우들을 포함하는 트레이닝 베이스에서 단일 또는 다수의 전달 함수들의 트레이닝을 실시하는 단계와,

임의로 팽창 압력을 측정하거나 평가하는 단계를 포함한다.

어떠한 제한도 수반하지 않고, 압력을 알아내는 두가지 방법이 후술될 것이다.

첫번째 방법은 본 발명의 특정 센서들과는 상이한 압력 센서에 의해 주어지는 압력 측정을 이용하는 것으로 구성된다. 상기 측정된 압력 값은 이후 시스템에 공급되고, 추가로 단일 또는 다수의 전달 함수에 대한 방위들에서의 변형들의 값에 공급된다. 도 9a는 관련 구조를 도시한다.

두번째 방법은 측벽들의 원주방향 변형의 측정들에 기초하여 팽창 압력을 평가하는 것으로 구성된다. 실제로, 변형 신호들은 구조적 성분과 공기압 성분을 가지며, 이로 인해 이들을 분석함으로써 팽창 압력에 대한 정보를 얻어낼 수 있다.

이러한 진행 방법은, 소망의 방위들에서의 변형의 측정값을 그 입력으로서 취하고, 의도하는 작동 범위에서의 팽창 압력을 평가하는 전달 함수의 결정을 필요로 한다. 전술한 것과 동일한 방법이 적용될 수 있다:

·적용되는 힘들과 팽창 압력의 변화를 혼합하는 트레이닝 베이스의 형성

·트레이닝에 의한 전달 함수의 결정

실제에서, 전술한 바와 같이 실시되는 압력 결정의 정확도가 본 발명의 특정 실시예에서 불충분한 것 같으면, 쉽게 개선될 수 있다. 실제로, 타이어 압력의 변화는 타이어의 회전에 비해 느린 현상이다. 따라서 압력 평가들은 낮은 빈도 성분들만을 유지하도록 평균처리되거나 여과될 수 있다. 이후 팽창 압력의 양호한 평가가 얻어진다. 도 9b는 이 접근방법으로부터 초래되는 구조를 도시한다. 문제의힘들의 합력을 알게 될 뿐 아니라, 본 방법은 일체의 추가적인 센서 없이 팽창 압력의 평가를 제공한다.

자연히, (원주방향 신장의 측정들에 추가하여) 많은 다른 변수들이 상기 결정의 효율을 개선하기 위해 동일 원리에 따라 고려될 수 있다. 예를 들면, 타이어의 온도나 회전 속도와 관련해서도 그러하다. 실제로, 센서의 형태 및 측정 위치에 따라서, 얻어지는 원주방향 변형 신호들은 타이어의 회전 속도에 약간 종속될 수 있다. 평가의 정확성을 향상시키기 위해서는, 회전 속도를 전달 함수의 입력 변수로서 추가하는 것이 유익할 수 있다. 이후, 속도에 대한 지식은 차량에 설치되는 다른 성분에 의해 실시되는 측정으로부터 올 수 있거나, 또는 변형 신호들 자체로부터 추론될 수도 있다.

일반적으로, 측정 지점들의 갯수는 상기 실시예들에 나타난 최소 구성보다 많을 수 있으며, 이용가능한 정보의 과잉으로 인해 보다 정확하거나 보다 신뢰성있는 결과를 가능하게 할 수 있다.

본 방법의 정확성 또는 견고성을 증가시키는 다른 방법은 일차원 측정 대신에 다차원 측정을 사용하거나, 원주방향 신장의 측정을 다른 측정으로 보충하는 것으로 구성된다. 예를 들면, 일체의 제한을 수반하지 않고, 트레드 근처의 측벽 영역에서의 원주방향 변형과, 비이드 근처의 측벽 영역에서의 원주방향 변형의 다른 측정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예로서, 이는 원주방향 신장과 동시에, 측벽의 휨으로 인한 반경방향 신장을 측정하는 것을 포함한다. 이 경우, 전달 함수의 입력들은, 다양한 방위들에서 하나 또는 나머지 또는 다른 형태의 변형들의측정의 분류로 구성된다. 이러한 차이와 별개로, 정확히 동일한 과정이 전달 함수 결정에 사용된다.

이 접근방법은 최종 제품의 제조의 측면에서 (다차원 측정의 경우) 센서 자체의 제조 비용이 비싸거나 여러개의 다른 센서들이 필요할지라도 단일의 비이드만을 설치하는 것이 훨신 간단하고 저렴하기 때문에 매우 유익한 것으로 판명되었다.

타이어의 단일 또는 다수의 측벽들의 원주방향 신장의 측정은 타이어에 대해 내장형 또는 외장형인 장치를 사용하여 임의의 방식으로 이루어질 수 있다. 예로서, 타이어에 배치되고 따라서 타이어에 의해 회전시에 따라서 운반되는 하나 이상의 센서들의 사용에 대해서는 원주방향 신장을 측정하기 위해서 본원에서 기술될 것이다.

타이어와 일체로 구성되고 단일 또는 다수의 측벽의 원주방향 신장을 국부적으로 측정하는 상기 단일 또는 다수의 센서들은 임의의 물리적 측정 원리를 이용할 수 있다. 이들 센서는 예를 들어 두개의 전극을 분리시키는 거리로 연결된 전기용량(capacitance)의 변화를 측정하는 절연 센서들로 구성된다. 이들 전극은 측벽에 반경방향으로 배치되는 전도성 와이어로 구성될 수 있다. 이러한 배치는 전극들 사이의 전기용량을 측정함으로써 "코드 분리(cord separation)"를 측정할 수 있다. 이것이 유효하면, 상기 센서는 무선 공급을 이용하는 차량에 의해서 또는 휠이나 타이어에 설치된 배터리에 의해서 전력이 공급될 수 있다. 차량에 대한 정보 전달과 관하여, 전기 전도 수단을 사용할 수 있거나, 또는 상기 전달은 라디오에 의해서 또는 임의의 기타 적합한 방법으로 실시될 수 있다. 상기 센서는 본질적으로정보를 연속적으로 송출할 수 있거나, 또는 휠의 회전 속도에 관하여 충분히 빠른 재생 빈도로 정보를 송출할 수 있다.

타이어와 일체화된 센서를 사용하는 이러한 접근 방법은, 타이어에 의해 따라서 운반될 때 센서가 휠의 회전중에 모든 방위들을 탐색하기 때문에, 타이어의 모든 방위에서 단일 또는 다수의 측벽의 원주방향 신장을 알 수 있다는 장점을 갖는다.

힘들의 성분들을 재구성하는 방법이 특정 방위들에서의 원주방향 신장의 측정에 기초한다는 사실은, 정확한 방위들에서 값들을 추론하도록 센서를 설치하는 문제를 수반한다.

상기 센서는 일정한 공지의 빈도로 문의된다. 따라서 상기 센서는 국부적인 원주방향 신장의 변화에 대한 시간 신호를 송출한다. 측정된 신호가 도 10에 도시되어 있다. 이 시간 신호상에서는, 이전에 관측된 휠 회전의 신호(도 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b)를 쉽게 알 수 있다. 각각의 휠 회전의 신호에 추가적으로, 이 신호는 노이즈를 포함한다. 제 1 작동은 그 컷오프 주파수가 휠의 회전 속도와 연관될 수 있는 로우-패스 필터를 적용함으로써 상기 노이즈를 감소시키는 것으로 구성된다.

이용가능한 설비에 따라서 여러가지 경우들이 발생할 수 있다.

·휠의 각도 위치 측정이 이용가능하면, 센서가 측정 방위를 통과하는 순간을 알 수 있다. 이들 순간에서 측정되는 값들을 판독함으로써 소망의 방위에서의 원주방향 신장의 값이 제공된다. 이러한 휠의 각도 위치 측정은 예를 들어, 휠의 회전 속도에 있어서 ABS 센서의 변화들을 카운트함으로써 얻어질 수 있다.

·센서의 설치를 용이하게 하기 위해 어떠한 외부 장치도 사용할 수 없다면, 센서 자체의 신호만이 사용될 수 있다. 본 발명은 휠의 각도 위치를 평가하기 위해 센서 또는 필요하다면 타이어와 일체형인 다른 센서들의 신호를 사용할 것을 제안한다.

접촉 영역을 통한 센서의 각각의 통과는 그 신호에서 타이어의 측벽들의 매우 현저한 원주방향 신장을 갖는다. 이 관측을 이용함으로써, 센서가 접촉 영역의 중앙을 통과하는 순간들을 찾아낼 수 있다. 이 작업을 실시하기 위한 가장 간단한 방법은 여과된 신호를 임계화(thresholding)하고 이 임계치보다 큰 값들중에서 최대값을 찾아내는 것으로 구성된다("알고리즘 1" - 도 11). 이러한 접근 방법은 접촉 영역의 통과에 대응하지 않는 최대값들의 검출을 회피할 수 있다.

신호의 형상은 적용되는 힘들의 함수로서 실질적으로 변화한다. 실제 조건에서, 임계화는 복잡한 것으로 판명될 수 있는 바, 이는 임계치의 레벨이 일정하게 적합화될 필요가 있기 때문이다. 또한, 특정 조건들하에서는, 임계치의 적용에 의해 휠의 회전마다 여러개의 극값들(extrema)의 검출이 초래된다. 이 상황은 커다란 힘 Fy가 적용될 때 발생한다.

한가지의 가능하지만 유일하지는 않은 접근방식은 하기의 알고리즘을 이용하는 것으로 구성된다:

·"알고리즘 1"로 지칭되는 앞서 설명된 알고리즘을 디폴트(default)로서 사용하는 것.

·주기(periodicity) 검출시에, 접촉 영역에 대한 미래의 통과 날짜 t_n을 예상하기 위해, 상기 접촉 영역의 지난 통과 날짜, 및 상기 지난 통과에 기초한 속도의 평가를 이용하는 것.

·불확실성의 도움으로 신호 창 [t_n-d;t_n+d]을 t_n주위로 한정하는 것(여기에서 d는 신호의 주기의 절반 이하임).

·근사값 t_n에 상응하는 진짜 날짜 T_n을 결정하기 위해 상기 창에서 임계화를 실시하는 것.

·다음 회전을 검출하기 위해 신규 반복을 실시하는 것. 에러(시각적으로 잘못된 주기, 창의 에지에서 발견되는 극값, 등)의 경우에는 과정을 다시 동조시키기 위해 "알고리즘 1"을 반복한다.

접촉 영역에 대한 다른 통과가 결정될 때마다, 지난 통과들(적어도 3회 통과)의 순간을 알면 휠의 회전 속도 및 그 가속도를 평가할 수 있다. 이들 평가에 의해, 센서가 시간의 함수로서 배치될 때의 방위의 평가를 재구성할 수 있다.

위에서 보았듯이, 회전 속도의 평가는, 광범위한 속도에 걸쳐서 힘 성분들의 평가의 정밀성을 향상시키기 위해, 전달 함수의 입력으로서 사용될 수 있다.

이후 측정을 수행하기 위해 여러가지 옵션들이 사용될 수 있다. 실제로, 여러 힘들의 성분을 결정하는 것은 다수의 방위에서의 측정들을 요구한다.

·제 1 접근 방법은 측정을 얻고자 하는 각 측벽상에서 하나의 센서만을 사용하는 것으로 구성된다. 소망 위치를 통과할 때마다, 센서에 의해 주어지는 값이, 문제의 방위에서의 측정을 갱신하기 위해 고려된다. 힘들의 성분들이 휠의 회전 속도에 관하여 느리게 변화한다고 가정함으로써, 단일 센서는 힘들의 재구성에 필요한 모든 방위들에서 측정값을 얻을 수 있다. 도 12는 세군데의 방위(0°, 120°, 240°)에서의 측정값을 필요로 하는 모델(전달 함수)로, 상기 형태의 작동을 도시한다.

·제 2 접근 방법은, 매회전마다 적어도 한번 다수의 센서들이 측정하고자 하는 방위들에 동시에 배치되도록 다수의 센서들을 원주 위에 제공하는 것으로 구성된다. 따라서, 주어진 순간에 다양한 방위들에서 타이어의 변형의 이미지를 얻을 수 있으며, 이는 휠의 회전에 관하여 힘들이 천천히 변화할 것을 더이상 요구하지 않는다. 이상적으로(최대 통과대역), 센서들의 갯수는 평가될 양들의 갯수와 적어도 동일해야 한다. 이러한 접근방법의 일 실시예는 센서들을 타이어 주위에 균등 분포되는 방식으로 제공하는 것으로 구성된다. 그러므로, N개의 센서가 설치된 경우에, 센서들이 정확히 배치되는 상황은 매회전당 적어도 N번 발생한다. 도 13은 측정이 이루어져야 하는 방위들(0°, 120°, 240°)에서 매회전당 세번 도달하는 세개의 센서에 의한 이러한 형태의 동작을 나타낸다.

·마지막으로, 상기 접근방법들을 혼합할 수 있다.

센서들의 갯수를 증대시키는 것은 특히, 이하의 것들을 가능하게 한다:

·힘 평가의 갱신 빈도, 및 그로 인한 시스템의 통과 대역을 증대시키는 것.

·접촉 영역에서 적용되는 힘들의 성분의 신속한 변화에 대하여 견고성을 증대시키는 것.

상이한 방위들에서의 측정값들을 그 입력으로서 취하는 다수의 모델들을 결정할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 단일의 센서로도, 각 휠 회전중에 다수의 측정값을 얻을 수 있다. 도 14는 세 개의 센서들과 두 개의 모델들을 갖는 작동의 예를 도시한다:

- 여기에서 실선으로 도시되는 위치들은 모델 1에 대한 입력으로서 사용하기 위한 측정값들이 취해질 방위들을 나타내고,

- 점선으로 도시되는 위치들은 모델 2에 대한 입력으로서 사용하기 위한 측정값들이 취해질 방위들을 나타내며,

- C1, C2, C3는 타이어의 측벽에서의 센서들의 방위적 위치들을 나타낸다.

따라서, 두 개의 전달 함수들이 결정된다. 제 1 전달 함수는 0°, 120°, 240°를 사용하며, 제 2 전달 함수는 60°, 180°, 300°를 사용한다. 이들 센서가 의도된 측정 위치들에 도달하면, 전달 함수가 적용될 수 있다. 센서들을 적절하게 관리함으로써, 이런 형태의 배치에서, 휠의 매회전당 여섯번 힘들을 평가할 수 있다. 다수의 모델에 의한 이러한 평가들은 힘 평가에 있어서 정확성을 증가시키고 노이즈를 감소시키기 위해 평균화 또는 비교된다.

Claims (17)

1. 도로에 의해 타이어의 접촉 영역에 적용되는 힘들의 합력의 세가지 성분들과, 타이어에 의해 발생되는 자기-정렬 토크와, 캠버, 및 압력으로부터 선정되는 특성들중 적어도 하나를 결정하는 방법에 있어서,

   상기 특성은, 원주를 따라서 상이한 방위들에 위치하는 공간내의 고정된 두 지점들에서 타이어의 적어도 하나의 측벽에서의 원주방향 신장 또는 수축의 적어도 두 개의 측정값을 처리함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 특성 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공간내의 적어도 세 군데의 고정된 지점들이 사용되며, 이들은, 상기 지점들중 하나가 접촉 영역의 중앙의 방위 또는 상기 접촉 영역에 대향하는 지점의 방위에 대응하고, 다른 두 지점은 상기 접촉 영역의 중앙을 통과하는 수직 평면에 대해 대칭적이도록 정의되는 것을 특징으로 하는 특성 결정 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 측벽들의 상기 원주방향 수축 또는 신장은 상기 측벽들내의 카카스 플라이의 코드들 사이의 거리를 측정함으로써 평가되는 것을 특징으로 하는 특성 결정 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 측벽들의 상기 원주방향 수축 또는 신장은 두개의 전극들을 분리하는 거리와 연관되는 저장용량의 변화를 측정하는 센서를 형성하는 와이어들 사이의 거리를 측정함으로써 평가되는 것을 특징으로 하는 특성 결정 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되고(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않으며, 성분 Fz의 평가는 f_z(a₁V₁ ¹+ a₂V₂ ¹+ b₁V₁ ²+ b₂V₂ ²)에 의해 제공되고, V₁ ¹및 V₂ ¹는 제 1 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이며 V₁ ²및 V₂ ²는 제 2 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이고 a₁,a₂,b₁,b₂는 양의 실계수들이며 f_z는 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되고(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않으며, 성분 Fx의 평가는 f_x(c₁V₁ ¹- c₂V₂ ¹+ d₁V₁ ²- d₂V₂ ²)에 의해 제공되고, V₁ ¹및 V₂ ¹는 제 1 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이며 V₁ ²및 V₂ ²는 제 2 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이고 c₁,c₂,d₁,d₂는 양의 실계수들이며 f_z는 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되고(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않으며, 적용되는 힘의 성분 Fy의 평가는 f_y(e₁V₁ ¹+ e₂V₂ ¹- f₁V₁ ²- f₂V₂ ²)에 의해 제공되고, V₁ ¹및 V₂ ¹는 제 1 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이며 V₁ ²및 V₂ ²는 제 2 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이고 e₁,e₂,f₁,f₂는 양의 실계수들이며 f_y는 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되고(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않으며, 자기-정렬 토크 N의 평가는 f_n(g₁V₁ ¹- g₂V₂ ¹- h₁V₁ ²+ h₂V₂ ²)에 의해 제공되고, V₁ ¹및 V₂ ¹는 제 1 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이며 V₁ ²및 V₂ ²는 제 2 측벽상의 상기 방위들에서 측정된 값들이고 g₁,g₂,h₁,h₂는 양의 실계수들이며 f_n은 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 캠버의 각도를 평가하기 위해, 상기 원주방향 신장 또는 수축의 측정값들에 기초하여, 상기 측벽들 각각에 의해 지지되는 부하의 차이가 구해지는 특성 결정 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 압력을 평가하기 위해, 상기 원주방향 신장 또는 수축의 측정값들에 기초하여, 구조적 거동에 의한 기여(contribution)와는 별개인 공기압 거동에 의한 기여가 구해지는 특성 결정 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 타이어의 단일 측벽에서의 원주방향 신장 또는 수축의 적어도 세 개의 측정값들이 사용되는 특성 결정 방법.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되고(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않으며, Fx의 평가는 f_x(r₂V₂- r₁V₁)에 의해 제공되고, V₁및 V₂ 는 이들 다른 방위들에서 측정된 값들이며 r₁, r₂는 양의 실계수들이며 f_x는 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
13. 제 2 항에 있어서, 상기 방위들중 하나는 접촉 영역의 중앙에 대응하며(방위180°), V_c는 이 방위에서 측정된 값이고, 다른 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되며(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않고, Fz의 평가는 f_z(s_cV_c-(s₁V₁+s₂V₂))에 의해 제공되며, V₁및 V₂ 는 이들 다른 방위들에서 측정된 값들이고 s₁,s₂,s_c는 양의 실계수들이며 f_z는 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
14. 제 2 항에 있어서, 상기 방위들중 하나는 접촉 영역의 중앙에 대응하며(방위 180°), V_c는 이 방위에서 측정된 값이고, 다른 측정 방위들은 접촉 영역의 중앙의 방위에 대하여 대칭적으로 선정되며(180°+ α°, 180°- α°), α는 접촉 영역의 입구에서의 방위인 α₀와 동일하지 않고, Fy의 평가는 f_y(u_cV_c+ u₁V₁+u₂V₂)에 의해 제공되며, V₁및 V₂ 는 이들 다른 방위들에서 측정된 값들이고 u₁,u₂,u_c는 양의 실계수들이며 f_y는 단조 연속 함수인 특성 결정 방법.
15. 도로에 의해 타이어의 접촉 영역에 적용되는 힘들의 합력의 세가지 성분들과, 타이어에 의해 발생되는 자기-정렬 토크와, 캠버, 및 압력으로부터 선정되는 특성들중 적어도 하나를 결정하는 방법으로서,

    측정 방위들을 결정하고 선정된 단일 또는 다수의 특성이 정상 사용시에 평가될 수 있는 전체 범위를 커버하도록 선정되는 타이어의 변화되는 제약 도중에 단일 또는 다수의 측벽의 원주방향 신장의 값들을 수집하는 단계로서, 상기 선정된 제약들은 정상 사용중에 마주칠 수 있는 모든 결합들을 초래하는 단계와,

    측정된 값들 및 트레이닝 베이스 형성을 위해 상기 값들과 연관되고 다른 측정 수단에 의해 얻어지는 선정된 단일 또는 다수의 특성들의 값들을 판독하는 단계와,

    상기 트레이닝 베이스에 기초하여 상기 측정된 양들과 상기 선정된 단일 또는 다수의 특성들의 값들 사이에 연결을 확립하기 위해 보간 함수의 계수들을 결정하는 단계, 및

    상기 선정된 단일 또는 다수의 특성들의 평가값들을 다른 측정 수단에 의해 지시되는 값들과 비교함으로써 전달 함수들을 테스트하는 단계를 포함하는 특성 결정 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 보간 함수는 한 층의 감추어진 신경들 및 한 층의 출력 신경들을 갖는 망(network)인 특성 결정 방법.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 제 5 항 내지 제 8 항 및 제 12 항 내지 제 14 항중 어느 한 항의 방법의 계수들을 결정하기 위해 사용되는 특성 결정 방법.