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KR20200069588A - State monitoring system for suspension of vehicle - Google Patents

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KR20200069588A
KR20200069588A KR1020180156809A KR20180156809A KR20200069588A KR 20200069588 A KR20200069588 A KR 20200069588A KR 1020180156809 A KR1020180156809 A KR 1020180156809A KR 20180156809 A KR20180156809 A KR 20180156809A KR 20200069588 A KR20200069588 A KR 20200069588A
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South Korea
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piezoelectric
spring
harvest
leaf spring
state
Prior art date
Application number
KR1020180156809A
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Korean (ko)
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Inventor
손태영
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to a state monitoring apparatus for a vehicle suspension system. The purpose of the present invention is to provide an apparatus for predicting the lifespan of a flat spring forming a suspension system of a vehicle, and accurately monitoring and reporting the current state of the flat spring. To achieve the purpose, the state monitoring apparatus for a vehicle suspension system includes: a piezoelectric harvest layer provided by layering a piezoelectric substance on the surface of a spring plate forming the flat spring, and generating electric energy when the spring plate of the flat spring is deformed by vibrations or an impact during the driving of the vehicle; and a control part electrically connected to the piezoelectric harvest layer to estimate a state of the flat spring from an electric signal by receiving the electric signal generated from the piezoelectric harvest layer.

Description

차량 현가 장치의 상태 감시 장치{State monitoring system for suspension of vehicle}State monitoring system for suspension of vehicle

본 발명은 차량 현가 장치의 상태 감시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 현가 장치를 구성하고 있는 판스프링의 상태를 감시하고 상태 정보를 취득하여 제공할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a state monitoring device for a vehicle suspension device, and more particularly, to a device capable of monitoring the state of a leaf spring constituting the suspension device of a vehicle and obtaining and providing state information.

일반적으로 트럭과 같은 상용차의 현가 장치에서는 차량 주행 동안 노면으로부터 가해지는 진동과 충격을 흡수하기 위하여 판스프링을 사용하고 있다.In general, the suspension device of a commercial vehicle such as a truck uses a leaf spring to absorb vibration and shock applied from the road surface during vehicle driving.

이와 같은 상용차의 현가 장치에서는 판스프링의 양단을 차체 프레임에 결합하고, 판스프링의 중앙부에 유볼트(U-bolt)와 너트를 이용하여 액슬을 고정한 구조로 되어 있다. In the suspension device of such a commercial vehicle, both ends of the leaf spring are coupled to the vehicle body frame, and the axle is fixed using a U-bolt and a nut at the center of the leaf spring.

이에 따라 상기한 상용차의 현가 장치에서는 차량에 가해지는 진동과 충격을 판스프링의 형상 변화를 통해 흡수하여 상쇄 또는 완화함으로써 승차감을 향상시킨다. Accordingly, in the suspension device of the commercial vehicle described above, vibration and shock applied to the vehicle are absorbed through the shape change of the leaf spring, thereby canceling or alleviating the riding comfort.

그러나, 상용차의 현가 장치에서 판스프링의 파손이 종종 발생하면서 차량의 안전성과 유지 비용 측면에서 문제가 되고 있다.However, the failure of the plate spring in the suspension device of a commercial vehicle often occurs, which is a problem in terms of safety and maintenance cost of the vehicle.

따라서, 판스프링의 수명을 예측할 수 있고 판스프링의 상태를 정확히 감시하여 알려줄 수 있는 기술이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a technology capable of predicting the life of the leaf spring and accurately monitoring and notifying the state of the leaf spring.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량의 현가 장치를 구성하고 있는 판스프링의 수명을 예측할 수 있고 판스프링의 정확한 상태를 감시하여 알려줄 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and provides a device capable of predicting the life of the leaf spring constituting the suspension device of the vehicle and monitoring and notifying the correct state of the leaf spring. There is this.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 차량 현가 장치의 판스프링에 대한 상태 감시 장치로서, 상기 판스프링을 구성하는 스프링 판의 표면에 압전물질을 적층 형성하여서 구비되고, 차량 주행 중 진동 또는 충격으로 인해 판스프링의 스프링 판이 변형될 때 전기에너지를 생성하는 상기 압전 하베스트층; 및 상기 압전 하베스트층에 전기적으로 접속되어 압전 하베스트층에서 발생하는 전기 신호를 입력받아 전기 신호로부터 판스프링의 상태를 추정하는 제어부를 포함하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, as a condition monitoring device for a leaf spring of a vehicle suspension device, it is provided by stacking a piezoelectric material on the surface of the spring plate constituting the leaf spring, the vehicle The piezoelectric harvest layer that generates electrical energy when the spring plate of the leaf spring is deformed due to vibration or shock during driving; And a control unit electrically connected to the piezoelectric harvest layer and receiving an electric signal generated in the piezoelectric harvest layer to estimate the state of the leaf spring from the electric signal.

바람직한 실시예에서, 상기 스프링 판의 표면에 서로 정해진 간격을 두고 이격 배치되어 전기적으로 분리되는 복수 개의 압전 하베스트층이 구비되고, 상기 복수 개의 압전 하베스트층은 스프링 판에서 길이방향을 따라 길게 배치되는 나란한 라인 형상으로 형성될 수 있다.In a preferred embodiment, a plurality of piezoelectric harvest layers that are electrically separated and spaced apart from each other at a predetermined interval are provided on the surface of the spring plate, and the plurality of piezoelectric harvest layers are arranged side by side in a lengthwise direction in the spring plate. It may be formed in a line shape.

또한, 상기 복수 개의 압전 하베스트층은 스프링 판의 상면과 하면, 그리고 양 옆면에 모두 형성될 수 있다.In addition, the plurality of piezoelectric harvest layers may be formed on both the upper and lower surfaces of the spring plate and both sides.

또한, 상기 제어부는, 상기 복수 개의 압전 하베스트층이 각각 전기도선을 통해 병렬로 접속되는 AND 논리 게이트 소자; 상기 복수 개의 압전 하베스트층이 각각 전기도선을 통해 병렬로 접속되는 OR 논리 게이트 소자; 및 상기 AND 논리 게이트 소자 및 OR 논리 게이트 소자의 출력으로부터 판스프링의 상태를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.In addition, the control unit, the plurality of piezoelectric harvesting layers are AND logic gate elements, each connected in parallel through an electric wire; An OR logic gate element in which the plurality of piezoelectric harvest layers are respectively connected in parallel through an electric wire; And a determination unit that determines the state of the leaf spring from the outputs of the AND logic gate element and OR logic gate element.

또한, 상기 복수 개의 압전 하베스트층 중 적어도 하나에서 전기도선을 통해 일정 레벨 미만의 전압이 상기 AND 논리 게이트 소자에 인가되면, 상기 AND 논리 게이트 소자는 로우 신호를 출력하고, 상기 복수 개의 압전 하베스트층 중 적어도 하나에서 전기도선을 통해 일정 레벨 이상의 전압이 상기 OR 논리 게이트 소자에 인가되면, 상기 OR 논리 게이트 소자는 하이 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.Further, when a voltage below a certain level is applied to the AND logic gate element through at least one of the plurality of piezoelectric harvest layers through an electric wire, the AND logic gate element outputs a low signal, and among the plurality of piezoelectric harvest layers When a voltage above a certain level is applied to the OR logic gate element through at least one electrical conductor, the OR logic gate element may be configured to output a high signal.

또한, 상기 판단부는, 상기 AND 논리 게이트 소자에서 로우 신호가 입력되고, 상기 OR 논리 게이트 소자에서 하이 신호가 입력되면, 상기 판스프링의 상태로서 판스프링에서 크랙 또는 파단이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In addition, when a low signal is input from the AND logic gate element and a high signal is input from the OR logic gate element, the determination unit may determine that crack or break occurs in the plate spring as a state of the plate spring.

또한, 상기 제어부는, 상기 판스프링에서 크랙이 발생한 것으로 판단한 후, 상기 각 압전 하베스트층으로부터 전기도선을 통해 입력되는 전압 신호로부터 판스프링에서의 크랙 발생 정보를 취득하고, 상기 취득된 크랙 발생 정보로부터 미리 정해진 수명 예측식을 이용하여, 상기 판스프링의 상태를 나타내는 판스프링의 예상 수명을 결정하도록 구성될 수 있다.In addition, after determining that cracks have occurred in the leaf spring, the controller acquires crack generation information in the leaf spring from the voltage signal input through the electric wires from the piezoelectric harvest layer, and from the acquired crack occurrence information. It may be configured to determine the expected life of the leaf spring indicating the state of the leaf spring, using a predetermined life prediction formula.

또한, 상기 압전 하베스트층이 전기도선을 통해 배터리에 연결되어, 상기 압전 하베스트층에서 생성된 전기에너지가 배터리에 저장될 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the piezoelectric harvest layer may be configured to be connected to a battery through an electric wire, so that the electric energy generated in the piezoelectric harvest layer can be stored in the battery.

이때, 상기 압전 하베스트층이 상기 판스프링과 차량의 액슬을 체결하고 있는 유볼트에 전기도선을 통해 전기적으로 접속되고, 상기 유볼트가 별도의 전기도선을 통해 상기 배터리에 연결될 수 있다.At this time, the piezoelectric harvest layer may be electrically connected to the u-bolt that connects the axle of the vehicle with the leaf spring through an electric wire, and the u-bolt may be connected to the battery through a separate electric wire.

또한, 상기 압전 하베스트층이 상기 판스프링과 차량의 액슬을 체결하고 있는 유볼트의 일단부 위치에 전기도선을 통해 전기적으로 접속되고, 상기 전기도선이 접속된 유볼트의 일단부 위치와, 상기 유볼트에서 상기 일단부 위치로부터 정해진 거리를 두고 떨어진 위치에 각각 별도의 전기도선을 통해 전압측정부가 접속되며, 상기 전압측정부에서 측정된 상기 유볼트의 두 위치 사이의 전압을 제어부가 입력받아 상기 측정된 전압으로부터 판스프링의 상태를 추정하도록 구성될 수 있다.In addition, the piezoelectric harvest layer is electrically connected to one end of the u-bolt connecting the axle of the vehicle with the leaf spring through an electric wire, and the one end of the u-bolt to which the electric wire is connected, and the oil A voltage measuring unit is connected to a position spaced apart from the one end position at a predetermined distance from a bolt through a separate electric conductor, and the control unit receives the voltage between the two positions of the U-volt measured by the voltage measuring unit to measure the voltage. It can be configured to estimate the state of the leaf spring from the voltage.

또한, 상기 압전 하베스트층이, 상기 유볼트의 일단부 위치로서, 상기 유볼트의 일단부에 결합된 너트 또는 상기 너트와 액슬 사이의 와셔에, 상기 전기도선을 통해 전기적으로 접속될 수 있다.In addition, the piezoelectric harvest layer may be electrically connected to a nut coupled to one end of the u-bolt or a washer between the nut and the axle, via the electric conductor, as one end of the u-bolt.

또한, 상기 와셔에서 상기 액슬에 접촉하는 표면에 절연층이 구비되어, 와셔와 액슬 사이가 전기적으로 절연된 상태를 유지하도록 구성될 수 있다.In addition, an insulating layer is provided on the surface of the washer in contact with the axle, and may be configured to maintain an electrically insulated state between the washer and the axle.

또한, 상기 제어부는 전압측정부에서 측정된 전압을 확인하여 상기 유볼트의 크랙 발생 또는 상기 너트의 풀림을 감지하도록 구비될 수 있다.In addition, the control unit may be provided to check the voltage measured by the voltage measurement unit to detect cracking of the U-volt or loosening of the nut.

또한, 상기 제어부는, 상기 전압측정부에 의해 측정된 전압으로부터 판스프링에서 발생하는 응력을 계산하고, 상기 전압측정부에 의해 측정된 전압 중 기설정 값 이상의 전압을 누적 합산하여 판스프링의 누적 손상량을 결정하며, 상기 결정된 누적 손상량에 해당하는 응력 대 수명 곡선(S-N 곡선)을 이용하여 상기 계산된 응력으로부터 판스프링의 예상 수명을 결정하도록 구성될 수 있다.In addition, the control unit calculates the stress generated in the leaf spring from the voltage measured by the voltage measuring unit, and accumulates and accumulates voltages equal to or greater than a predetermined value among the voltages measured by the voltage measuring unit, thereby accumulating damage of the leaf spring. It determines the amount, and may be configured to determine the expected life of the leaf spring from the calculated stress using a stress versus life curve (SN curve) corresponding to the determined cumulative damage amount.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량 현가 장치의 상태 감시 장치는 상기 제어부에서 추정된 판스프링의 상태를 표시하는 표시장치를 더 포함할 수 있다.In addition, the state monitoring device of the vehicle suspension device according to an embodiment of the present invention may further include a display device for displaying the state of the leaf spring estimated by the controller.

이로써, 본 발명에 따른 차량 현가 장치의 상태 감시 장치에 의하면, 판스프링의 표면에 압전 하베스트층을 적층하여 형성함으로써, 차량 진동에 의해 발생하는 판스프링 표면의 압축과 인장 현상을 이용하여 압전 하베스트층에서 전기에너지를 생성할 수 있고, 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 에너지 재생을 통해 차량의 연비 향상에 기여할 수 있게 된다. Thus, according to the state monitoring device of the vehicle suspension device according to the present invention, by forming a piezoelectric harvest layer laminated on the surface of the plate spring, the piezoelectric harvest layer is utilized by using the compression and tensile phenomenon of the plate spring surface caused by vehicle vibration. Can generate electric energy and contribute to improving fuel efficiency of vehicles through energy regeneration that converts mechanical energy into electric energy.

또한, 판스프링을 구성하는 스프링 판에 위치별로 압전 하베스트층을 형성한 뒤 위치별 압전 하베스트층의 전기 신호를 이용하여 판스프링의 크랙 발생 여부 및 크랙 발생 위치 등을 감시할 수 있고, 크랙 발생 시점을 활용하여 판스프링의 수명을 예측할 수 있다.In addition, after forming the piezoelectric harvest layer for each position on the spring plate constituting the plate spring, the electrical signals of the piezoelectric harvest layer for each location can be used to monitor whether the plate spring is cracked or not and where the crack is generated, and when the crack occurs. Use to estimate the life of the leaf spring.

또한, 압전 하베스트층에서 발생한 전압을 합산하여 판스프링에서의 손상 총량을 계산하고, 이를 통해서도 판스프링의 수명을 예측할 수 있다.In addition, the voltage generated in the piezoelectric harvest layer is summed to calculate the total amount of damage in the leaf spring, and through this, the life of the leaf spring can be predicted.

또한, 판스프링의 수명을 예측함에 있어서 AND 논리 게이트 및 OR 논리 게이트를 활용한 단순한 회로 구성만으로 판스프링의 크랙 발생을 감지할 수 있고, 판스프링의 상태 및 예상 수명 등의 상태 정보를 표시장치 등을 통해 알려줌으로써 차량의 안전성은 물론 상품성 향상이 가능해진다.In addition, in predicting the life of the leaf spring, crack generation of the leaf spring can be detected only by using a simple circuit configuration using an AND logic gate and an OR logic gate, and display status information such as the state and expected life of the leaf spring, etc. By notifying through, it is possible to improve the safety of the vehicle as well as the productability.

또한, 판스프링에서 그 표면을 압전 하베스트층이 덮고 있으므로 치핑에 의한 크랙 발생이 방지될 수 있다.In addition, since the piezoelectric harvest layer covers the surface of the plate spring, cracking due to chipping can be prevented.

도 1은 본 발명에 따른 상태 감시 장치에서 수명 예측 및 상태 감시의 대상이 되는 차량의 현가 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 'A' 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 감시 대상인 판스프링의 상태를 예시한 도면이다.
도 4는 압전층에 의한 전기 생성의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 판스프링의 압전 하베스트층을 유볼트의 일단부에 전기적으로 접속한 상태를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 전압측정부와 배터리를 연결한 상태를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명에서 유볼트에 크랙이 발생한 상태를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명에서 크랙 발생 여부를 감지하기 위한 회로 구성을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명에서 판스프링의 발생 응력과 판스프링의 수명을 나타내는 S-N 곡선의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에서 표시장치를 통해 상태 정보가 표시되는 예를 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view showing a suspension device of a vehicle that is subject to life prediction and state monitoring in the state monitoring device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of portion'A' in FIG. 1.
3 is a view illustrating a state of a leaf spring that is a monitoring target of the present invention.
4 is a view for explaining the principle of electricity generation by the piezoelectric layer.
5 is a view illustrating a state in which the piezoelectric harvest layer of the plate spring is electrically connected to one end of the u-bolt in the present invention.
6 is a view illustrating a state in which the voltage measuring unit and the battery are connected in the present invention.
7 is a view illustrating a state in which cracks occur in the U-bolt in the present invention.
8 is a diagram illustrating a circuit configuration for detecting whether a crack has occurred in the present invention.
9 is a view showing an example of the SN curve showing the stress of the plate spring and the life of the plate spring in the present invention.
10 is a diagram illustrating an example in which status information is displayed through a display device in the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components, unless specifically stated otherwise.

본 발명은 차량 현가 장치의 상태 감시 장치에 관한 것으로서, 차량에서 현가 장치를 구성하고 있는 판스프링의 상태에 대한 정보를 취득하여 제공하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a state monitoring device for a vehicle suspension device, and relates to a device for acquiring and providing information about a state of a leaf spring constituting a suspension device in a vehicle.

또한, 본 발명은 차량의 현가 장치에 포함된 판스프링의 수명을 예측할 수 있고 판스프링의 현재 상태를 감시하여 알려줄 수 있는 상태 감시 장치를 제공하고자 하는 것이다.In addition, the present invention is to provide a state monitoring device that can predict the life of the leaf spring included in the suspension device of the vehicle and monitor and inform the current state of the leaf spring.

도 1은 본 발명에 따른 상태 감시 장치에서 수명 예측 및 상태 감시의 대상이 되는 차량의 현가 장치를 도시한 사시도로서, 판스프링을 포함하는 상용차용 현가 장치를 예시한 것이다.1 is a perspective view showing a suspension device of a vehicle that is subject to life prediction and state monitoring in a state monitoring device according to the present invention, and illustrates a suspension device for a commercial vehicle including a leaf spring.

도시된 바와 같이, 상용차용 현가 장치에서는 판스프링(10)의 양단이 차체 프레임(도 3에서 도면부호 1임)에 지지되도록 결합되고, 액슬(20)이 유볼트(U-bolt)(31)와 너트(32)에 의해 판스프링(10)의 중앙부에 고정된다.As shown, in the suspension device for a commercial vehicle, both ends of the leaf spring 10 are coupled to be supported by the vehicle body frame (reference numeral 1 in FIG. 3), and the axle 20 is a U-bolt 31 It is fixed to the central portion of the leaf spring 10 by the and nut 32.

상기와 같은 판스프링(10)은 차량에서 장착위치에 따라 형상이나 세부 구성에 있어서 차이는 있을 수 있지만, 공통적으로는 여러 겹의 스프링 판(11)이 적층된 구성을 가진다.The plate spring 10 as described above may have a difference in shape or detailed configuration depending on a mounting position in a vehicle, but has a configuration in which several layers of spring plates 11 are commonly stacked.

또한, 상기 판스프링(10)은 차량 전측의 좌측(FL)과 우측(FR)에 모두 설치될 수 있고, 차량 후측에서도 좌측(RL)과 우측(RR)에 모두 설치될 수 있다.In addition, the leaf spring 10 may be installed on both the left side FL and the right side FR on the front side of the vehicle, and may be installed on both the left side RL and the right side RR on the rear side of the vehicle.

본 발명이 적용되는 차량의 현가 장치에서 하나의 판스프링(10)을 구성하기 위해 적층되어 있는 스프링 판(11)의 수에는 특별한 제한은 없다.There is no particular limitation on the number of spring plates 11 stacked to constitute one plate spring 10 in the suspension device of a vehicle to which the present invention is applied.

도 2는 도 1에서 'A' 부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 3은 판스프링의 상태를 예시한 도면이다.FIG. 2 is an enlarged perspective view of portion'A' in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a state of a leaf spring.

도 2에 나타낸 바와 같이, 판스프링(10)의 스프링 판(11) 표면에 압전 물질(piezoelectric material)로 이루어진 층(layer)(41)이 적층되어 형성된다.As shown in Fig. 2, a layer 41 made of a piezoelectric material is formed on the surface of the spring plate 11 of the leaf spring 10 by lamination.

이하의 설명에서 압전 물질로 이루어진 층(41)을 '압전 하베스트층(piezoelectric harvest layer)'이라 칭하기로 한다.In the following description, the layer 41 made of a piezoelectric material will be referred to as a'piezoelectric harvest layer'.

상기 압전 하베스트층(41)은 판스프링(10)을 구성하는 각 스프링 판(11)의 표면에 적층되어 형성되고, 이는 스프링 판(11)의 표면에서 원하는 부위에 압전 물질을 코팅 또는 접착 등의 방법으로 적층 및 고정하여서 형성될 수 있다.The piezoelectric harvest layer 41 is formed by being stacked on the surface of each spring plate 11 constituting the plate spring 10, which is coated with a piezoelectric material on a desired portion on the surface of the spring plate 11, such as adhesion or It can be formed by laminating and fixing in a method.

바람직한 실시예에서, 압전 하베스트층(41)은 판스프링(10)을 구성하는 모든 스프링 판(11)에 형성될 수 있고, 도 2에서 볼 수 있듯이 각 스프링 판(11)의 길이방향을 따라 길게 배치되는 소정 폭의 라인(line) 형상으로 형성될 수 있다.In a preferred embodiment, the piezoelectric harvest layer 41 may be formed on all spring plates 11 constituting the plate spring 10, and as shown in FIG. 2, elongated along the length direction of each spring plate 11 It may be formed in a line shape of a predetermined width to be arranged.

또한, 상기와 같이 라인 형상으로 형성된 복수 개의 압전 하베스트층(41)이 스프링 판(11)의 표면에서 정해진 간격을 두고 나란하게 배치되도록 형성될 수 있고, 이때 복수 개의 압전 하베스트층(41) 모두가 서로 이격 및 분리된 상태가 되도록 형성될 수 있다.In addition, the plurality of piezoelectric harvest layer 41 formed in a line shape as described above may be formed to be arranged side by side at a predetermined interval on the surface of the spring plate 11, wherein the plurality of piezoelectric harvest layer 41 are all It may be formed to be spaced apart from each other and separated.

바람직한 실시예에서, 복수 개의 압전 하베스트층(41)은 모두 일정 간격을 두고 배치되도록 형성될 수 있고, 스프링 판(11)의 상면과 하면, 그리고 양 옆면에 모두 형성될 수 있다.In a preferred embodiment, the plurality of piezoelectric harvest layers 41 may be formed to be disposed at regular intervals, and may be formed on both the upper and lower surfaces of the spring plate 11 and both sides.

상기와 같이 복 수개의 압전 하베스트층(41)이 판스프링(10)을 구성하는 각 스프링 판(11)의 표면에 적층 형성된 상태일 때, 차량 주행 동안 노면의 굴곡된 형상으로 인해 판스프링(10)에 진동 또는 충격의 힘이 계속해서 가해지면, 판스프링(10)의 형상이 변형됨과 동시에 스프링 판(11)의 표면에서는 압축과 인장이 반복적으로 발생한다.As described above, when a plurality of piezoelectric harvest layers 41 are stacked on the surfaces of each spring plate 11 constituting the plate spring 10, the plate spring 10 due to the curved shape of the road surface during vehicle driving When the force of vibration or impact is continuously applied to ), the shape of the plate spring 10 is deformed, and compression and tension repeatedly occur on the surface of the spring plate 11.

또한, 상기와 같은 압축과 인장의 힘이 압전 하베스트층(41)에 계속해서 반복적으로 작용하면 압전 하베스트층에서는 전기에너지가 생성된다. In addition, when the compressive and tensile force as described above continuously acts on the piezoelectric harvest layer 41, electric energy is generated in the piezoelectric harvest layer.

본 발명에서는 상기와 같이 스프링 판(11)의 표면에 부위마다 적층된 각 압전 하베스트층(41)에서 발생하는 전기 신호를 이용하여 전체 판스프링(10)의 상태를 판단 및 감시하고, 판스프링(10)의 수명을 예측한다.In the present invention, the state of the entire leaf spring 10 is judged and monitored by using the electrical signals generated in each piezoelectric harvest layer 41 laminated on each surface of the spring plate 11 as described above, and the leaf spring ( Predict the life of 10).

도 3을 참조하면, 공차 시에는 판스프링(10)의 변형이 발생하지 않으나, 주행 중의 범프 시에는 노면의 굴곡된 형상으로 인해 판스프링(10)에 진동과 충격이 가해지면서 스프링 판(11)이 다양하게 변형된다.Referring to FIG. 3, the deformation of the plate spring 10 does not occur during tolerance, but the spring plate 11 while vibration and impact are applied to the plate spring 10 due to the curved shape of the road surface during bump driving. It is variously modified.

이때, 각 스프링 판(11)의 표면에서 압축과 인장이 반복적으로 발생하게 되면서 압축과 인장의 힘이 각 압전 하베스트층(도 3에는 미도시)에 작용하게 되고, 결국 각각의 압전 하베스트층에서는 전기에너지가 생성된다.At this time, compression and tension are repeatedly generated on the surface of each spring plate 11, so that the force of compression and tension acts on each piezoelectric harvest layer (not shown in FIG. 3), and in the end, each piezoelectric harvest layer generates electricity. Energy is generated.

도 3에 나타낸 바와 같이, 판스프링(10)을 구성하는 스프링 판(11) 사이에는 갭(gap)이 존재하므로 각 스프링 판의 노출된 옆면뿐만 아니라 스프링 판의 상면과 하면에도 압전 하베스트층을 구비할 수 있다.As shown in FIG. 3, since a gap exists between the spring plates 11 constituting the plate spring 10, a piezoelectric harvest layer is provided on the upper and lower surfaces of the spring plate as well as the exposed side surfaces of each spring plate. can do.

또한, 판스프링(10)의 스프링 판(11)은 금속으로 제작되지만, 각 스프링 판(11)의 금속 표면 위에는 도장에 의해 여러 층의 도막이 형성되어 있고, 상부 도막과 하부 도막 등이 스프링 판의 금속 표면에서 두꺼운 절연층의 역할을 하므로, 각 압전 하베스트층(41)은 서로 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있게 된다.In addition, although the spring plate 11 of the plate spring 10 is made of metal, several layers of coating films are formed on the metal surface of each spring plate 11 by painting, and the upper coating film and the lower coating film, etc. Since it serves as a thick insulating layer on the metal surface, each piezoelectric harvest layer 41 can maintain an electrically insulated state from each other.

결국, 복수 개의 압전 하베스트층(41)이 각 스프링 판(11)의 상면과 하면, 옆면에 모두 설치되고, 이때 스프링 판(11)의 부위마다 형성된 압전 하베스트층(41)들이 모두 이격된 상태로 전기적으로도 서로 분리된 절연 상태를 유지하고 있으므로, 각 압전 하베스트층(41)별 전기 신호를 이용하면 스프링 판(11)의 크랙 등 파손 발생 위치를 파악할 수 있게 된다.As a result, a plurality of piezoelectric harvest layers 41 are installed on both the upper and lower surfaces of each spring plate 11, and at this time, the piezoelectric harvest layers 41 formed for each portion of the spring plate 11 are all spaced apart. Since it is also electrically isolated from each other, an electric signal for each piezoelectric harvest layer 41 can be used to identify the location of damage such as cracks in the spring plate 11.

또한, 각 압전 하베스트층(11)을 전기도선을 통해 배터리에 연결하면 압전 하베스트층에서 생성된 전기에너지로 배터리를 충전하는 것이 가능하다.In addition, when each piezoelectric harvest layer 11 is connected to a battery through an electric wire, it is possible to charge the battery with electric energy generated in the piezoelectric harvest layer.

또한, 이 배터리를 전원으로 이용하면 자체 전원으로 작동하는 상태 감시 장치를 구성하는 것이 가능해진다. In addition, when this battery is used as a power source, it becomes possible to configure a state monitoring device that operates on its own power source.

도 4는 전기 생성의 원리를 설명하기 위한 도면으로, 이를 참조하여 설명하면, 변형 가능한 구조물(8)의 표면에 압전층(piezoelectric layer)(9)이 형성되어 있을 때, 상기 구조물(8)이 반복적으로 변형할 경우 구조물의 표면에서 인장과 압축이 반복적으로 발생한다.4 is a view for explaining the principle of electricity generation, and referring to this, when the piezoelectric layer 9 is formed on the surface of the deformable structure 8, the structure 8 is When repeatedly deformed, tension and compression occur repeatedly on the surface of the structure.

그로 인해 구조물(8)의 표면에 적층된 압전층(9)에서는 구조물로부터 인장과 압축의 힘이 반복적으로 작용하여 재료의 변형이 발생하고, 결국 재료의 내부에서 전기적 성질을 갖는 이온의 상대적 위치 변화 및 배열화로 인해 전기에너지가 생성된다.Therefore, in the piezoelectric layer 9 stacked on the surface of the structure 8, tensile and compression forces are repeatedly applied from the structure, resulting in deformation of the material, and ultimately a change in the relative position of ions having electrical properties inside the material. And electrical energy is generated due to the arrangement.

이러한 원리를 차량의 현가 장치에서 판스프링을 구성하는 각 스프링 판 및 그 표면에 적층된 압전 하베스트층에 적용하면, 차량 주행 중 노면으로부터 진동 및 충격이 판스프링에 가해질 때, 스프링 판이 변형되면서 압전 하베스트층에서는 전기가 발생하고, 이 전기 신호를 이용하면 스프링 판은 물론 유볼트의 상태까지 파악하는 것이 가능하다.When this principle is applied to each spring plate constituting the plate spring in the suspension device of the vehicle and the piezoelectric harvest layer stacked on the surface thereof, the piezoelectric harvester deforms as the spring plate deforms when vibrations and shocks are applied to the plate spring while driving the vehicle. Electricity is generated in the layer, and by using this electric signal, it is possible to grasp the state of the U-bolt as well as the spring plate.

즉, 전기 신호를 이용하여 스프링 판의 크랙이나 파손, 유볼트의 크랙이나 파손 등의 상태를 추정할 수 있고, 스프링 판의 수명 예측이 가능하다.That is, it is possible to estimate the state of the crack or breakage of the spring plate, the crack or breakage of the U bolt, etc., using the electrical signal, and predict the life of the spring plate.

또한, 크랙 발생 유무 등의 상태와 예상 수명을 차량 내 표시장치를 통해 표시하여 운전자에게 현가 장치의 상태를 나타내는 정보로 제공해줄 수 있고, 이에 차량의 상품성 및 안전성이 향상될 수 있게 된다 In addition, the state of the presence or absence of cracks and the expected life can be displayed through the in-vehicle display device to provide the driver with information indicating the state of the suspension device, thereby improving the vehicle's merchandise and safety.

더불어, 전술한 바와 같이 전기에너지를 배터리에 저장한 뒤 활용할 수 있고, 이는 차량의 진동에너지(기계에너지)를 전기에너지로 재생하여 저장 및 활용하는 것이므로 차량의 연비 향상에도 기여할 수 있다.In addition, as described above, electric energy can be stored in a battery and then utilized, which can be used to regenerate and store vibration energy (mechanical energy) of the vehicle as electrical energy, thereby contributing to improving fuel efficiency of the vehicle.

또한, 판스프링을 구성하는 스프링 판의 표면을 압전 하베스트층이 덮고 있는 구조이므로 치핑(chipping)에 의한 스프링 판의 손상이나 크랙 발생이 방지될 수 있다. In addition, since the structure of the piezoelectric harvest layer covers the surface of the spring plate constituting the plate spring, damage or cracking of the spring plate due to chipping can be prevented.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 상태 감시 장치의 구성에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a configuration of a state monitoring device according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 5는 판스프링의 압전 하베스트층을 유볼트의 일단부에 전기적으로 접속한 상태를 예시한 도면이고, 도 6은 전압측정부와 배터리를 연결한 상태를 예시한 도면이다.5 is a view illustrating a state in which the piezoelectric harvest layer of the leaf spring is electrically connected to one end of the u-volt, and FIG. 6 is a view illustrating a state in which the voltage measurement unit and the battery are connected.

도 7은 유볼트에 크랙이 발생한 상태를 예시한 도면이다.7 is a view illustrating a state in which a crack has occurred in the U-bolt.

도 5에 나타낸 바와 같이, 판스프링(10)에서 스프링 판(11)에 설치되어 있는 각 압전 하베스트층(41)에 전기도선(42)을 연결하고, 이 전기도선(42)을 유볼트(31)의 일단부에 결합된 너트(32) 또는 상기 너트(32)와 액슬(20) 사이의 와셔(33)에 연결한다.As shown in FIG. 5, an electric wire 42 is connected to each piezoelectric harvest layer 41 provided on the spring plate 11 in the plate spring 10, and the electric wire 42 is connected to the u-bolt 31 ) Is connected to a nut 32 coupled to one end or a washer 33 between the nut 32 and the axle 20.

즉, 각 압전 하베스트층(41)을 전기도선(42)을 통해 유볼트(31)의 일단부 위치에 있는 너트(32) 또는 와셔(33)에 전기 접속하는 것이다.That is, each piezoelectric harvesting layer 41 is electrically connected to the nut 32 or the washer 33 at one end of the u-bolt 31 through the electric wire 42.

이에 너트(32) 또는 와셔(33)는 일종의 집전체 역할을 하게 되고, 상기 너트(32) 및 와셔(33)가 유볼트(31)의 단부에 결합되어 접촉된 상태이므로, 각 압전 하베스트층(41)은 전기도선(42)을 통해 유볼트(31)의 단부에 전기 접속된 상태가 된다.Thus, the nut 32 or the washer 33 serves as a kind of current collector, and the nut 32 and the washer 33 are coupled to the ends of the u-bolts 31 and are in contact, so each piezoelectric harvest layer ( 41) is in the state of being electrically connected to the end of the u-bolt 31 through the electric wire (42).

아울러, 너트(32)와 액슬(20) 사이에 개재되는 와셔(33)에서 액슬(20)에 접촉하는 표면, 즉 도면상 와셔(33)의 상면에는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 절연물질을 도포하여 형성한 절연층(33a)을 구비하여 너트(32) 및 와셔(33)와 액슬(20) 사이가 전기적으로 절연되도록 한다.In addition, the surface contacting the axle 20 in the washer 33 interposed between the nut 32 and the axle 20, that is, an insulating material as shown in FIGS. 5 and 6 on the upper surface of the washer 33 in the drawing The insulating layer 33a formed by coating is provided to electrically insulate between the nut 32 and the washer 33 and the axle 20.

이로써, 압전 하베스트층(41)에서 생성된 전기가 액슬(20)로 누설되지 않고 유볼트(31)를 통해서만 흐르게 된다. Accordingly, electricity generated in the piezoelectric harvest layer 41 does not leak to the axle 20 and flows only through the u-bolt 31.

또한, 유볼트(31)는 판스프링(10)의 최상측 스프링 판(11)과의 사이에 개재된 절연 재질의 지지체(34)에 의해 최상측 스프링 판(11)의 압전 하베스트층(41)과 전기 절연 상태가 유지된다.In addition, the u-bolt 31 is a piezoelectric harvest layer 41 of the top spring plate 11 by a support 34 made of an insulating material interposed between the top spring plate 11 of the plate spring 10. And electrical insulation is maintained.

본 발명의 실시예에서, 유볼트(31)의 양단부에 각각 너트(32)가 체결되므로, 전체 압전 하베스트층(41) 중 일부는 두 너트(32)(또는 와셔) 중 한쪽의 너트(또는 와셔)에 전기도선(42)으로 접속할 수 있고, 이때 나머지 일부는 다른 쪽의 너트(또는 와셔)에 전기도선으로 접속할 수 있다. In the embodiment of the present invention, since the nuts 32 are fastened to both ends of the u-bolt 31, some of the whole piezoelectric harvest layer 41 has one nut (or washer) of the two nuts 32 (or washers). ) Can be connected with an electric wire 42, and the other portion can be connected with an electric wire to the nut (or washer) of the other side.

또한, 유볼트(31)에서 너트(32)가 체결된 위치로부터 정해진 거리를 두고 떨어진 위치에 전기도선(43)을 연결하여 외부로 인출하고, 더불어 너트(32) 또는 와셔(33)에서도 별도의 전기도선(44)을 연결하여 외부로 인출한다.In addition, the electric wire 43 is connected to a position spaced apart from the position where the nut 32 is fastened from the u-bolt 31 and is drawn out to the outside. In addition, the nut 32 or the washer 33 is separate. The electric wires 44 are connected to be drawn out.

이어 외부로 인출된 양측의 전기도선(43,44)을 전압측정부(51)에 연결하고, 더불어 배터리(52)에도 연결한다.Subsequently, the electric wires 43 and 44 on both sides drawn out to the outside are connected to the voltage measuring unit 51 and are also connected to the battery 52.

또한, 상기 전압측정부(51)에 의해 유볼트(31)의 두 위치 간 전압이 측정될 때, 상기 전압측정부(51)에 의해 측정되는 전압이 제어부(도 6에서 도면부호 60임)에 입력될 수 있도록 한다.In addition, when the voltage between the two positions of the U-bolt 31 is measured by the voltage measuring unit 51, the voltage measured by the voltage measuring unit 51 to the control unit (60 in FIG. 6) So that it can be entered.

이로써 제어부(60)에서는 유볼트(31)의 두 위치 사이의 전압을 확인하여 판스프링(10)의 상태를 추정할 수 있고, 특히 차량 주행 중 판스프링(10)에서 스프링 판(11)에 결합된 유볼트(31)의 크랙 발생을 감지할 수 있다.In this way, the control unit 60 can estimate the state of the leaf spring 10 by checking the voltage between the two positions of the u-bolt 31, and is particularly coupled to the spring plate 11 in the leaf spring 10 while the vehicle is running. It is possible to detect the occurrence of cracks in the U bolt 31.

전압이 측정되는 유볼트(31)의 두 위치 사이에 크랙이 발생하면 크랙 발생 부위에서 전류가 흐를 수 있는 단면적의 변화가 발생하여 저항이 증가하고, 그로 인해 전압이 상승한다.When a crack occurs between the two positions of the U-bolt 31 where the voltage is measured, a change in cross-sectional area through which a current can flow at the crack generation site occurs, thereby increasing the resistance, thereby increasing the voltage.

따라서, 제어부(60)에서는 전압측정부(51)에 의해 측정된 전압이 미리 정해진 설정치보다 높아지면 유볼트(31)에서 크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Accordingly, the control unit 60 may determine that a crack has occurred in the U-bolt 31 when the voltage measured by the voltage measurement unit 51 is higher than a predetermined set value.

또한, 너트(32)의 풀림이 발생한 경우 너트(32)와 유볼트(31) 사이의 틈새가 증가하므로 전류가 잘 흐르지 않게 되고, 따라서 제어부(60)가 전압측정부(51)에 의해 측정된 전압이 설정치(상기 크랙 발생 판단을 위한 설정치와 같거나 다르게 설정될 수 있음)보다 높아짐을 판단하여 너트 풀림을 감지할 수 있게 된다.In addition, when the loosening of the nut 32 occurs, the gap between the nut 32 and the u-bolt 31 increases, so that the current does not flow well, so the control unit 60 is measured by the voltage measurement unit 51 It is determined that the voltage is higher than the set value (which may be set equal to or different from the set value for determining the crack occurrence), so that the nut loosening can be detected.

일반적으로 유볼트(31)의 크랙이나 너트(32)의 풀림은 판스프링(10)의 내구에 있어서 매우 중요한 영향을 미치게 되는데, 크랙으로 인해 유볼트(31)의 축력이 떨어지게 되면 판스프링(10)의 센터부에 응력이 집중되어 조기 판단이 발생할 수 있다.Generally, cracking of the u-bolt 31 or loosening of the nut 32 has a very important effect on the durability of the plate spring 10. When the axial force of the u-bolt 31 falls due to the crack, the plate spring 10 ), stress may be concentrated in the center of the center, and early judgment may occur.

따라서, 판스프링(10)의 수명을 예측함에 있어서 유볼트(31)의 크랙이나 너트(32)의 플림을 감지할 수 있는 구성이 반드시 필요하다.Therefore, in predicting the life of the plate spring 10, a configuration capable of detecting cracks in the u-bolt 31 or the flaps of the nut 32 is essential.

또한, 판스프링(10)을 구성하는 스프링 판(11)의 부위마다 라인 형상의 압전 하베스트층(41)을 형성해두면, 스프링 판(11)의 임의의 부위에서 크랙이 발생할 때 그 부위에서 압전 하베스트층(41) 또한 끊어지거나, 압전 하베스트층의 전기 변환 작동 불량, 통전 불량 등이 발생할 수 있다.In addition, if a line-shaped piezoelectric harvest layer 41 is formed for each portion of the spring plate 11 constituting the plate spring 10, when a crack occurs in any portion of the spring plate 11, the piezoelectric harvester is formed at that portion. The layer 41 may also be cut off, or an electric conversion operation failure or an energization failure of the piezoelectric harvest layer may occur.

따라서, 판스프링(10)의 수명을 예측함에 있어서, 라인 형상의 압전 하베스트층(41)을 스프링 판(11)의 부위마다 형성할 경우, 스프링 판(11)의 크랙이 발생한 위치에서는 압전 하베스트층(41)의 끊김 또는 전기 변환 작동 불량, 통전 불량 등으로 인해 전기에너지가 잘 전달되지 않거나 전기에너지의 발생량이 줄어들 것이다.Therefore, in predicting the life of the plate spring 10, when the line-shaped piezoelectric harvest layer 41 is formed for each portion of the spring plate 11, the piezoelectric harvest layer is positioned at the location where cracking of the spring plate 11 occurs. Due to the disconnection of (41) or poor electrical conversion operation, poor electrical conduction, etc., electric energy is not easily transmitted or the amount of generated electric energy will be reduced.

또한, 크랙이나 파단이 발생한 스프링 판(11)에서는 인장 또는 압축이 원활히 이루어질 수 없으므로 압전 하베스트층(41)이 정상적인 상태라 하더라도 압전 하베스트층에서 전기에너지가 발생하지 않거나 전기에너지의 발생량이 줄어들 것이다.In addition, since the tension or compression cannot be smoothly performed in the spring plate 11 in which cracks or fractures have occurred, even if the piezoelectric harvest layer 41 is in a normal state, electric energy is not generated in the piezoelectric harvest layer or the amount of electric energy is reduced.

또한, 상기와 같이 크랙 발생 위치의 압전 하베스트층(41)에서 전기에너지가 잘 전달되지 않거나 전기에너지의 발생량이 줄었을 때, 각 압전 하베스트층(41)별 전기 신호를 분석하면 크랙 발생 부위(즉, 압전 하베스트층이 손상된 부위)를 파악할 수 있다.In addition, when electric energy is not easily transmitted from the piezoelectric harvest layer 41 at the crack generation position or the amount of electric energy is reduced, the electric signal for each piezoelectric harvest layer 41 is analyzed to generate a crack generation site (ie. , Where the piezoelectric harvest layer is damaged).

이를 위해, 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서는 판스프링(10)에 형성된 복수 개의 압전 하베스트층(41)에 각각 개별로 전기도선(45)을 연결하고, 이 전기도선을 제어부(60) 내 AND 논리 게이트 소자(46)에 병렬로 연결한다.To this end, as shown in FIG. 8, in the present invention, the electrical conductors 45 are individually connected to the plurality of piezoelectric harvest layers 41 formed on the plate spring 10, and the electrical conductors are connected to the controller 60. The AND logic gate elements 46 are connected in parallel.

이와 동시에, 상기 전기도선(45)을 각각 제어부(60) 내 OR 논리 게이트 소자(47)에도 병렬로 연결한다.At the same time, the electrical conductors 45 are also connected in parallel to the OR logic gate elements 47 in the control unit 60, respectively.

결국, 복수 개의 압전 하베스트층(41) 모두에서 각 전기도선(45)을 통해 일정 레벨 이상의 전압이 AND 논리 게이트 소자(46)에 인가되면 AND 논리 게이트 소자(46)에서는 하이 신호(high signal)인 1이 출력되고, 적어도 하나의 압전 하베스트층(41)에서 일정 레벨 미만의 전압이 AND 논리 게이트 소자(46)에 인가되면 AND 논리 게이트 소자(46)에서는 로우 신호(low signal)인 0이 출력된다.As a result, when a voltage of a predetermined level or higher is applied to the AND logic gate element 46 through each electric conductor 45 in all of the plurality of piezoelectric harvest layers 41, the AND logic gate element 46 is a high signal. 1 is output, and when a voltage below a certain level is applied to the AND logic gate element 46 in the at least one piezoelectric harvest layer 41, a low signal 0 is output from the AND logic gate element 46. .

또한, 복수 개의 압전 하베스트층(41) 중 적어도 하나의 압전 하베스트층에서 전기도선(45)을 통해 일정 레벨 이상의 전압이 OR 논리 게이트 소자(47)에 인가되는 경우 OR 논리 게이트 소자(47)에서는 하이 신호인 1이 출력되고, 그렇지 않은 경우 OR 논리 게이트 소자(47)에서 로우 신호인 0이 출력된다.In addition, when a voltage of a predetermined level or more is applied to the OR logic gate element 47 through the electric conductor 45 in at least one piezoelectric harvest layer of the plurality of piezoelectric harvest layers 41, the OR logic gate element 47 is high. The signal 1 is output, and otherwise, the low signal 0 is output from the OR logic gate element 47.

이와 같은 AND 논리 게이트 소자(46)와 OR 논리 게이트 소자(47)의 각 출력단을 제어부(60) 내 판단부(61)로 연결하면, 판단부(61)에서는 AND 논리 게이트 소자(46)와 OR 논리 게이트 소자(47)의 출력 값으로부터 판스프링(10)의 상태를 판단할 수 있다.When the output terminals of the AND logic gate element 46 and the OR logic gate element 47 are connected to the determination unit 61 in the control unit 60, the determination unit 61 ORs the AND logic gate element 46 The state of the leaf spring 10 can be determined from the output value of the logic gate element 47.

즉, 하기 표 1과 같이 AND 논리 게이트 소자(46)의 출력 값이 0이면서 OR 논리 게이트 소자(47)의 출력 값이 1인 경우, 제어부(60)의 판단부(61)는 판스프링(10)의 크랙 또는 파단이 발생한 것으로 판단할 수 있다.That is, when the output value of the AND logic gate element 46 is 0 and the output value of the OR logic gate element 47 is 1, as shown in Table 1 below, the determination unit 61 of the control unit 60 is the leaf spring 10 ) Can be judged to have occurred.

여기서, 판스프링(10)의 크랙 또는 파단 상태는 판스프링을 구성하는 스프링 판(31) 중 적어도 하나에서 크랙 또는 파단이 발생한 것을 의미한다. Here, the crack or break state of the leaf spring 10 means that crack or break occurred in at least one of the spring plates 31 constituting the leaf spring.

이 경우 외에, 두 소자(46,47)의 출력 값이 모두 0이거나 모두 1인 경우 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다. In addition to this case, when the output values of the two elements 46 and 47 are both 0 or 1, it can be determined that they are in a normal state.

Figure pat00001
Figure pat00001

한편, 도면상 예시하지는 않았으나, 수명 예측을 위해 크랙 발생을 감지한 제어부(60)가 각 압전 하베스트층(41)으로부터 전기도선(45)을 통해 직접 전압 신호를 입력받을 수 있도록 연결될 수 있고, 이때 제어부(60)가 각 압전 하베스트층(41)으로부터 입력되는 전압 신호를 이용하여 판스프링(10) 및 각 스프링 판(11)에서의 크랙 발생 정보, 즉 크랙 발생 위치, 그리고 크랙 길이 등의 정보를 취득할 수 있다.On the other hand, although not illustrated in the drawing, the control unit 60 that detects crack occurrence for life prediction may be connected to receive a voltage signal directly through the electric conductor 45 from each piezoelectric harvest layer 41, wherein The control unit 60 uses the voltage signal input from each piezoelectric harvest layer 41 to obtain information such as crack generation information, that is, crack generation location, and crack length, in the leaf spring 10 and each spring plate 11. Can be acquired.

또한, 제어부(60)가 크랙 발생 시점을 기반으로 하기 수명 예측식을 이용하여 최종 파단 시점의 사이클을 예측할 수 있다. In addition, the control unit 60 may predict the cycle of the final breaking point using the following life prediction equation based on the crack starting point.

Figure pat00002
(1)
Figure pat00002
(One)

여기서, Nf는 파단시까지의 수명을 나타내고, af는 최종의 크랙(파단) 길이를 나타내며, ai는 초기 크랙 길이를, C와 m은 스프링 판(11)의 재질에 따른 상수 값을 나타내고, ΔK는 응력강도 범위(stress intensity range)를 나타낸다. Here, N f represents the life until fracture, a f represents the final crack (break) length, a i is the initial crack length, and C and m are constant values according to the material of the spring plate 11 And ΔK represents the stress intensity range.

상기 수명 예측식은 판스프링(10)에서 크랙이 발생하였을 때부터, 즉 제어부(60)의 판단부(61)에서 크랙 발생을 판단하였을 때부터 판스프링(10)의 수명을 예측할 수 있도록 구성된 것으로, 상기 수명 예측식을 이용하는 것과 별개로, 판스프링(10)의 크랙 발생 전에는 판스프링(10)에서 발생한 누적 손상량(Damage)를 계산하여 판스프링의 수명을 예측할 수 있다.The life prediction formula is configured to predict the life of the plate spring 10 from when cracks occur in the plate spring 10, that is, when the crack unit is determined by the determination unit 61 of the controller 60, Apart from using the above life prediction formula, the life of the plate spring can be predicted by calculating the cumulative damage amount generated in the plate spring 10 before cracking of the plate spring 10 occurs.

즉, 판스프링(10)(스프링 판)의 크랙이 발생하기 전까지는 손상 총량을 통해 판스프링의 수명을 예측하고, 판스프링의 크랙이 발생한 후부터는 수명 예측식을 이용하여 계산된 수명 예측값(예상 수명)을 판스프링의 상태 정보로서 제공하는 것이다.That is, until the crack of the plate spring 10 (spring plate) occurs, the life of the plate spring is predicted through the total amount of damage. ) As the status information of the leaf spring.

압전 하베스트층(41)에서 발생하는 전압(V)의 크기는 아래의 식에서 알 수 있듯이 스프링 판(11)의 진동의 진폭(amplitude)(A)과 비례하고, 이는 곧 스프링 판(11)에서 발생하는 응력(σ)의 크기와 비례한다.The magnitude of the voltage V generated in the piezoelectric harvest layer 41 is proportional to the amplitude (A) of the vibration of the spring plate 11, as can be seen in the equation below, which occurs in the spring plate 11 soon It is proportional to the magnitude of the stress (σ).

V ∝ A ∝ σ (2)V ∝ A ∝ σ (2)

따라서, 제어부(60)에서 압전 하베스트층(41)에서 발생하는 전압(V)의 크기로부터 응력(σ)의 크기를 비례적으로 알 수 있고, 일정 레벨 이상의 응력이 지속적으로 발생하면, 그 응력으로부터 스프링 판의 S-N 곡선을 이용하여 스프링 판(11)(판 스프링)의 예상 수명을 확인할 수 있다.Therefore, in the control unit 60, the magnitude of the stress σ is proportionally known from the magnitude of the voltage V generated in the piezoelectric harvest layer 41. Using the SN curve of the spring plate, it is possible to check the expected life of the spring plate 11 (plate spring).

식 (2)에서 전압은 도 6의 구성에서 유볼트(31)의 두 위치 사이에서 전압측정부(51)에 의해 측정된 전압이 될 수 있다.In Equation (2), the voltage may be the voltage measured by the voltage measuring unit 51 between the two positions of the U-bolt 31 in the configuration of FIG. 6.

도 9는 발생 응력과 수명을 나타내는 S-N 곡선의 예를 나타낸 것으로, S-N 곡선을 이용하여 응력으로부터 스프링 판(11)의 수명을 확인하는 방법에 대해서는 공지의 기술 사항이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.FIG. 9 shows an example of the S-N curve showing the generated stress and life, and a detailed description thereof will be omitted because the method of confirming the life of the spring plate 11 from the stress using the S-N curve is a known technique.

그리고, 제어부(60)에서 압전 하베스트층(41)에서 발생하는 차량 초기에서부터의 전압을 누적하여 합산하면 판스프링(10)에 가해지는 손상의 총량, 즉 누적 손상량(Damage)을 하기 식을 이용하여 계산할 수 있다.In addition, when the voltage from the initial stage of the vehicle generated in the piezoelectric harvest layer 41 is accumulated and summed by the control unit 60, the following equation is used to calculate the total amount of damage to the leaf spring 10, that is, the accumulated damage. Can be calculated.

이때, 판스프링(10)의 내구에 영향을 주는 일정 수준 이상의 전압, 즉 기설정된 값 이상의 전압(VD)을 누적하여 합산한다.At this time, voltages above a predetermined level that affects the duration of the leaf spring 10, that is, voltages V D over a predetermined value are accumulated and summed.

Figure pat00003
(3)
Figure pat00003
(3)

여기서, VD는 상기 기설정된 값 이상의 전압을 나타내고, t는 전압 발생 시간을 나타낸다.Here, V D represents a voltage equal to or greater than the predetermined value, and t represents a voltage generation time.

식 (3)에서 전압 VD는 도 6의 구성에서 유볼트(31)의 두 위치 사이에서 전압측정부(51)에 의해 측정된 전압(상기 기설정된 값 이상의 전압임)이 될 수 있다.In Equation (3), the voltage V D may be a voltage measured by the voltage measuring unit 51 between the two positions of the U-bolt 31 in the configuration of FIG. 6 (which is a voltage equal to or greater than the predetermined value).

결국, 제어부(60)에서 상기와 같은 누적 손상량이 결정되면, 누적 손상량이 속하는 구간을 판단하여 그 판단된 구간에 해당하는 데미지 레벨이 결정될 수 있고, 상기 결정된 데미지 레벨에 해당하는 응력 대 수명 곡선인 S-N 곡선이 결정될 수 있다.In the end, when the cumulative damage amount is determined by the control unit 60, the section to which the cumulative damage amount belongs can be determined to determine the damage level corresponding to the determined section, and the stress versus life curve corresponding to the determined damage level is The SN curve can be determined.

이때, 제어부(60)에는 누적 손상량의 전체 범위를 구간별로 나누어 각 구간별로 데미지 레벨이 미리 설정되고, 상기 데미지 레벨별로 그에 해당하는 S-N 곡선이 미리 설정된다. At this time, the control unit 60 divides the entire range of the accumulated damage amount for each section, and a damage level is preset for each section, and an S-N curve corresponding to each damage level is preset.

이에 해당 데미지 레벨의 S-N 곡선을 이용하면 응력에 상응하는 예상 수명이 구해질 수 있다.Therefore, using the S-N curve of the corresponding damage level, an expected life corresponding to the stress can be obtained.

본 발명에서 제어부(60)에 미리 입력 및 저장되어 사용되는 설정 값이나 설정 정보는 선행 시험 및 평가 등을 통해 얻어진 데이터들을 활용하여 설정되는 것들로서, 조건에 따라 적절한 값들이 튜닝 및 설정되어 사용된다. In the present invention, the set values or setting information that are input and stored in advance and used in the control unit 60 are set by utilizing data obtained through prior tests and evaluations, and appropriate values are tuned and set according to conditions. .

한편, 본 발명의 상태 감시 장치는 판스프링(10)의 상태 정보, 즉 제어부(60)에서 구해진 예상 수명과 크랙 발생 여부 등의 정보를 표시하는 표시장치(도 6에서 도면부호 70임)를 포함할 수 있고, 이 표시장치(70)는 제어부(60)에 의해 구동이 제어되도록 구비된다.On the other hand, the status monitoring device of the present invention includes a display device (reference numeral 70 in FIG. 6) that displays status information of the leaf spring 10, that is, information obtained from the control unit 60, such as expected life and crack occurrence. The display device 70 is provided to control driving by the control unit 60.

이로써, 제어부(60)가 판스프링(10)의 구해진 예상 수명과 크랙 발생 여부 등의 상태 정보를 표시하도록 표시장치(70)의 구동을 제어하면, 운전자나 정비사가 표시장치(70)를 통해 제공되는 판스프링의 상태 정보를 확인할 수 있게 된다.Thus, when the control unit 60 controls the driving of the display device 70 to display the obtained life expectancy of the leaf spring 10 and the state information such as whether a crack has occurred, the driver or a mechanic provides it through the display device 70 It becomes possible to check the status information of the leaf spring.

도 10은 표시장치에 표시되는 정보의 예를 나타낸 도면으로, 도시된 바와 같이 제어부(60)에서 구해진 예상 수명과 크랙 발생 여부가 차량 내 각 위치의 판스프링(FL,FR,RL,RR)별로 표시될 수 있다.FIG. 10 is a view showing an example of information displayed on the display device. As illustrated, the expected life and cracks obtained by the control unit 60 are determined by the plate springs (FL, FR, RL, RR) of each location in the vehicle. Can be displayed.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 판스프링(스프링 판)의 크랙이 발생하기 전까지는 손상 총량을 계산한 후 S-N 곡선을 이용하여 판스프링의 예상 수명을 결정하고, 판스프링의 크랙이 발생한 후부터는 수명 예측식을 이용하여 예상 수명을 결정하며, 상기 결정된 예상 수명과 크랙 발생 여부 등 판스프링에 대한 상태 정보를 표시장치를 통해 표시하여 운전자나 정비사에게 알려준다. In this way, in the present invention, the estimated life of the plate spring is determined using the SN curve after calculating the total amount of damage until cracks of the plate spring (spring plate) occur, and the life prediction formula after the crack of the plate spring occurs The life expectancy is determined by using and the status information for the leaf spring, such as the determined life expectancy and crack occurrence, is displayed on the display device to inform the driver or the mechanic.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.The embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of rights of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of a person skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. Also included in the scope of the present invention.

1 : 차체 프레임 10 : 판스프링
11 : 스프링 판 20 : 액슬
31 : 유볼트 32 : 너트
33 : 와셔 33a: 절연층
34 : 지지체 41 : 압전 하베스트층
42 : 전기도선 43 : 전기도선
44 : 전기도선 45 : 전기도선
46 : AND 논리 게이트 소자 47 : OR 논리 게이트 소자
51 : 전압측정부 52 : 배터리
60 : 제어부 70 : 표시장치1: Body frame 10: Plate spring
11: spring plate 20: axle
31: u bolt 32: nut
33: washer 33a: insulating layer
34: support 41: piezoelectric harvest layer
42: electrical conductor 43: electrical conductor
44: electrical conductor 45: electrical conductor
46: AND logic gate element 47: OR logic gate element
51: voltage measuring unit 52: battery
60: control unit 70: display device

Claims (15)

차량 현가 장치의 판스프링에 대한 상태 감시 장치로서,
상기 판스프링을 구성하는 스프링 판의 표면에 압전물질을 적층 형성하여서 구비되고, 차량 주행 중 진동 또는 충격으로 인해 판스프링의 스프링 판이 변형될 때 전기에너지를 생성하는 상기 압전 하베스트층; 및
상기 압전 하베스트층에 전기적으로 접속되어 압전 하베스트층에서 발생하는 전기 신호를 입력받아 전기 신호로부터 판스프링의 상태를 추정하는 제어부를 포함하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
As a condition monitoring device for the leaf spring of the vehicle suspension device,
The piezoelectric harvest layer is provided by laminating a piezoelectric material on the surface of the spring plate constituting the plate spring, and generates electric energy when the spring plate of the plate spring is deformed due to vibration or shock while driving the vehicle; And
A condition monitoring apparatus for a vehicle suspension device, comprising a control unit that is electrically connected to the piezoelectric harvest layer and receives an electric signal generated in the piezoelectric harvest layer and estimates the state of the leaf spring from the electric signal.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링 판의 표면에 서로 정해진 간격을 두고 이격 배치되어 전기적으로 분리되는 복수 개의 압전 하베스트층이 구비되고,
상기 복수 개의 압전 하베스트층은 스프링 판에서 길이방향을 따라 길게 배치되는 나란한 라인 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 1,
A plurality of piezoelectric harvest layers are disposed on the surface of the spring plate to be spaced apart from each other and electrically separated,
The plurality of piezoelectric harvest layer is a state monitoring device for a vehicle suspension, characterized in that formed in a parallel line shape that is arranged long along the longitudinal direction in the spring plate.
청구항 2에 있어서,
상기 복수 개의 압전 하베스트층은 스프링 판의 상면과 하면, 그리고 양 옆면에 모두 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 2,
The plurality of piezoelectric harvest layer is a state monitoring device for a vehicle suspension, characterized in that formed on both the upper and lower surfaces, and both sides of the spring plate.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는
상기 복수 개의 압전 하베스트층이 각각 전기도선을 통해 병렬로 접속되는 AND 논리 게이트 소자;
상기 복수 개의 압전 하베스트층이 각각 전기도선을 통해 병렬로 접속되는 OR 논리 게이트 소자; 및
상기 AND 논리 게이트 소자 및 OR 논리 게이트 소자의 출력으로부터 판스프링의 상태를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 2,
The control unit
AND logic gate elements in which the plurality of piezoelectric harvest layers are respectively connected in parallel through an electric wire;
An OR logic gate element in which the plurality of piezoelectric harvest layers are respectively connected in parallel through an electric wire; And
And a determination unit that determines a state of the leaf spring from the outputs of the AND logic gate element and the OR logic gate element.
청구항 4에 있어서,
상기 복수 개의 압전 하베스트층 중 적어도 하나에서 전기도선을 통해 일정 레벨 미만의 전압이 상기 AND 논리 게이트 소자에 인가되면, 상기 AND 논리 게이트 소자는 로우 신호를 출력하고,
상기 복수 개의 압전 하베스트층 중 적어도 하나에서 전기도선을 통해 일정 레벨 이상의 전압이 상기 OR 논리 게이트 소자에 인가되면, 상기 OR 논리 게이트 소자는 하이 신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 4,
When a voltage below a certain level is applied to the AND logic gate element through at least one of the plurality of piezoelectric harvest layers through an electric wire, the AND logic gate element outputs a low signal,
When a voltage of a predetermined level or higher is applied to the OR logic gate element through at least one of the plurality of piezoelectric harvest layers through an electric wire, the OR logic gate element is configured to output a high signal. Device.
청구항 5에 있어서,
상기 판단부는
상기 AND 논리 게이트 소자에서 로우 신호가 입력되고, 상기 OR 논리 게이트 소자에서 하이 신호가 입력되면, 상기 판스프링의 상태로서 판스프링에서 크랙 또는 파단이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 5,
The determination unit
When a low signal is input from the AND logic gate element and a high signal is input from the OR logic gate element, the state of the vehicle suspension device is characterized in that it is determined that cracks or breaks have occurred in the plate spring as the state of the plate spring. monitor.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는
상기 판스프링에서 크랙이 발생한 것으로 판단한 후,
상기 각 압전 하베스트층으로부터 전기도선을 통해 입력되는 전압 신호로부터 판스프링에서의 크랙 발생 정보를 취득하고,
상기 취득된 크랙 발생 정보로부터 미리 정해진 수명 예측식을 이용하여, 상기 판스프링의 상태를 나타내는 판스프링의 예상 수명을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 6,
The control unit
After determining that cracks have occurred in the leaf spring,
Crack generation information in a leaf spring is obtained from a voltage signal input through an electric wire from each of the piezoelectric harvest layers,
A condition monitoring device for a vehicle suspension device, characterized in that the predicted life of the leaf spring indicating the state of the leaf spring is determined by using a predetermined life prediction formula from the obtained crack occurrence information.
청구항 1에 있어서,
상기 압전 하베스트층이 전기도선을 통해 배터리에 연결되어, 상기 압전 하베스트층에서 생성된 전기에너지가 배터리에 저장될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 1,
The piezoelectric harvest layer is connected to a battery through an electric wire, so that the electric energy generated in the piezoelectric harvest layer can be stored in the battery Status monitoring device of the vehicle suspension device.
청구항 8에 있어서,
상기 압전 하베스트층이 상기 판스프링과 차량의 액슬을 체결하고 있는 유볼트에 전기도선을 통해 전기적으로 접속되고, 상기 유볼트가 별도의 전기도선을 통해 상기 배터리에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 8,
Vehicle suspension device characterized in that the piezoelectric harvest layer is electrically connected to the u-bolt connecting the axle of the vehicle with the leaf spring through an electric wire, and the u-bolt is connected to the battery through a separate electric wire. Status monitoring device.
청구항 1에 있어서,
상기 압전 하베스트층이 상기 판스프링과 차량의 액슬을 체결하고 있는 유볼트의 일단부 위치에 전기도선을 통해 전기적으로 접속되고,
상기 전기도선이 접속된 유볼트의 일단부 위치와, 상기 유볼트에서 상기 일단부 위치로부터 정해진 거리를 두고 떨어진 위치에 각각 별도의 전기도선을 통해 전압측정부가 접속되며,
상기 전압측정부에서 측정된 상기 유볼트의 두 위치 사이의 전압을 제어부가 입력받아 상기 측정된 전압으로부터 판스프링의 상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 1,
The piezoelectric harvest layer is electrically connected to the one end of the u-bolt connecting the axle of the vehicle with the leaf spring through an electric wire,
The voltage measuring unit is connected to the one end position of the U-bolt to which the electric conductor is connected and a separate distance from the one end position of the U-bolt through a separate electric conductor,
A condition monitoring device for a vehicle suspension device, characterized in that the control unit receives a voltage between two positions of the U-volt measured by the voltage measurement unit and estimates the state of the leaf spring from the measured voltage.
청구항 10에 있어서,
상기 압전 하베스트층이,
상기 유볼트의 일단부 위치로서, 상기 유볼트의 일단부에 결합된 너트 또는 상기 너트와 액슬 사이의 와셔에,
상기 전기도선을 통해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 10,
The piezoelectric harvest layer,
As the position of one end of the u-bolt, a nut coupled to one end of the u-bolt or a washer between the nut and the axle,
A condition monitoring device for a vehicle suspension device, characterized in that it is electrically connected through the electric conductor.
청구항 11에 있어서,
상기 와셔에서 상기 액슬에 접촉하는 표면에 절연층이 구비되어, 와셔와 액슬 사이가 전기적으로 절연된 상태를 유지하도록 된 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 11,
A condition monitoring device for a vehicle suspension device, characterized in that an insulating layer is provided on a surface of the washer in contact with the axle to maintain an electrically insulated state between the washer and the axle.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 제어부는 전압측정부에서 측정된 전압을 확인하여 상기 유볼트의 크랙 발생 또는 상기 너트의 풀림을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 10 or claim 11,
The controller checks the voltage measured by the voltage measuring unit to detect the occurrence of cracking or loosening of the nut, the vehicle suspension monitoring device.
청구항 10에 있어서,
상기 제어부는
상기 전압측정부에 의해 측정된 전압으로부터 판스프링에서 발생하는 응력을 계산하고,
상기 전압측정부에 의해 측정된 전압 중 기설정 값 이상의 전압을 누적 합산하여 판스프링의 누적 손상량을 결정하며,
상기 결정된 누적 손상량에 해당하는 응력 대 수명 곡선(S-N 곡선)을 이용하여 상기 계산된 응력으로부터 판스프링의 예상 수명을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.
The method according to claim 10,
The control unit
The stress generated in the plate spring is calculated from the voltage measured by the voltage measuring unit,
The cumulative summation of voltages above a predetermined value among voltages measured by the voltage measurement unit determines a cumulative damage amount of the leaf spring,
A condition monitoring apparatus for a vehicle suspension device, characterized in that, using the stress versus life curve (SN curve) corresponding to the determined cumulative damage amount, the estimated life of the leaf spring is determined from the calculated stress.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부에서 추정된 판스프링의 상태를 표시하는 표시장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 현가 장치의 상태 감시 장치.The method according to claim 1,
And a display device that displays the estimated state of the leaf spring estimated by the control unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115871395A (en) * 2021-09-29 2023-03-31 比亚迪股份有限公司 Method and device for monitoring service life of vehicle suspension system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647745U (en) * 1992-12-02 1994-06-28 日野自動車工業株式会社 Damage detection device for leaf spring made of fiber reinforced resin
KR20010010575A (en) * 1999-07-21 2001-02-15 정몽규 Method for estimating fatigue life of leaf spring in vehicle
JP2010074966A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Kano:Kk Power generating device
JP2011126405A (en) * 2009-12-17 2011-06-30 Ud Trucks Corp Semiactive suspension

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647745U (en) * 1992-12-02 1994-06-28 日野自動車工業株式会社 Damage detection device for leaf spring made of fiber reinforced resin
KR20010010575A (en) * 1999-07-21 2001-02-15 정몽규 Method for estimating fatigue life of leaf spring in vehicle
JP2010074966A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Kano:Kk Power generating device
JP2011126405A (en) * 2009-12-17 2011-06-30 Ud Trucks Corp Semiactive suspension

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115871395A (en) * 2021-09-29 2023-03-31 比亚迪股份有限公司 Method and device for monitoring service life of vehicle suspension system

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