مروری بر تایرهای هوشمند

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار دانشکدة مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدة مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

امروزه سیستم‌های ایمنی خودرو همچون کنترل پایداری الکترونیکی و سیستم ترمز ضد قفل مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. اگرچه این سیستم­ها عملکرد خوبی دارند، اما هنوز فاقد اطلاعاتی از سطح تماس تایر و جاده می­باشند که سبب تولید نیروی اصطکاک می­شود. بررسی و رفع چنین چالشی به پیدایش مفهوم تایرهای هوشمند منجر شده است؛ مقوله‌ای که قادر به اندازه­گیری تغییر شکل تایر توسط حسگرهای به‌کار رفته است. این حسگرها به‌منظور جمع‌آوری اطلاعاتی دربارة تایر و مشخصات سطح تماس آن همچون نیروها و زاویة لغزش تایر به‌کار می‌روند. مشخصات سطح تماس تایر با جاده و تغییر شکل آن، دو عامل مهم و کلیدی برای تخمین نیرو و ضریب اصطکاک تایر معرفی شده است. در این مقاله، فعالیت‌های انجام‌شده دربارة تایرهای هوشمند مرور شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] L. Li and F. Y. Wang, Advanced motion control and sensing for intelligent vehicles, Springer Science & Business Media, 2007

[2] A. Consortium, Intelligent tyre systems - State of the art and potential technologies, APOLLO Deliverable D7 for Project IST-2001-34372, 2003.

[3] O. Yilmazoglu, M. Brandt, J. Sigmund, E. Genc, H. Hartnagel, Integrated InAs/GaSb 3D magnetic field sensors for “the intelligent tire, Sensors and Actuators A: Physical, vol. 94, pp. 59-63, 2001.

[4] M. Brandt, V. Bachmann, A. Vogt, M. Fach, K. Mayer, B. Breuer, etal., Highly sensitive AlGaAs/GaAs position sensors for measurement of tyre tread deformation, Electronics letters, vol. 34, pp. 760-762, 1998.

[5] V. Magori, V. Magori, N. Seitz, On-line determination of tyre deformation, a novel sensor principle, in Ultrasonics Symposium, 1998. Proceedings., 1998 IEEE, 1998, pp. 485-488.

[6] R. Matsuzaki and A. Todoroki, Wireless flexible capacitive sensor based on ultra-flexible epoxy resin for strain measurement of automobile tires, Sensors and Actuators A: Physical, vol. 140, pp. 32-42, 2007.

[7] R. Matsuzaki, T. Keating, A. Todoroki, N. Hiraoka, Rubber-based strain sensor fabricated using photolithography for intelligent tires, Sensors and Actuators A: Physical, vol. 148, pp. 1-9, 2008.

[8] R. Matsuzaki, A. Todoroki, Passive wireless strain monitoring of actual tire using capacitance - resistance change and multiple spectral features, Sensors and Actuators A: Physical, vol. 126, pp. 277-286, 2006.

[9] A. J. Tuononen, Optical position detection to measure tyre carcass deflections, Vehicle System Dynamics, vol. 46, pp. 471-481, 2008.

[10] Y. Xiong, A. Tuononen, A laser-based sensor system for tire tread deformation measurement, Measurement Science and Technology, vol. 25, p. 115103, 2014.

[11] Y. Xiong, In-plane Tire Deformation Measurement Using a Multi-Laser Sensor System, 2016.

[12] N. Hiraoka, R. Matsuzaki, A. Todoroki, Concurrent monitoring of in-plane strain and out-of-plane displacement of tire using digital image correlation method, Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, vol. 3, pp. 1148-1159, 2009.

[13] R. Matsuzaki, N. Hiraoka, A. Todoroki, Y. Mizutani, Optical 3D Deformation Measurement Utilizing Non-planar Surface for the Development of an Intelligent Tire, Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, vol. 4, pp. 520-532, 2010.

[14] A. Pohl, R. Steindl, L. Reindl, the intelligent tire utilizing passive SAW sensors measurement of tire friction, Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on, vol. 48, pp. 1041-1046, 1999.

[15] A. Niskanen, A. J. Tuononen, Three Three-Axis IEPE Accelerometers on the Inner Liner of a Tire for Finding the Tire-Road Friction Potential Indicators, Sensors, vol. 15, pp. 19251-19263, 2015.

[16] A. J. Niskanen, A. J. Tuononen, Accelerometer tyre to estimate the aquaplaning state of the tyre-road contact, in Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2015 IEEE, 2015, pp. 343-348.

[17] L. Urbina, C. A. Duchanoy, G. Faustino-González, M. A. Moreno-Armendáriz, C. A. Cruz-Villar, H. Calvo, A novel tire contact patch soft sensor via Neural Networks, in Electrical Engineering, Computing Science and Automatic Control (CCE), 2015 12th International Conference on, 2015, pp. 1-6.

[18] S. Kim, K. S. Kim, Y.-S. Yoon, Development of a tire model based on an analysis of tire strain obtained by an intelligent tire system, International Journal of Automotive Technology, vol. 16, pp. 865-875, 2015.

[19] Y. J. Shiao, C. W. Shiao, C. S. Shiao, Development of an Onboard Automatic Tire-Wear Warning System, in Applied Mechanics and Materials, 2013, pp. 1821-1825.

[20] J. H. Yoon, S. E. Li, C. Ahn, Estimation of vehicle sideslip angle and tire-road friction coefficient based on magnetometer with GPS, International Journal of Automotive Technology, vol. 17, pp. 427-435, 2016.

[21] R. Matsuzaki, K. Kamai, R. Seki, Intelligent tires for identifying coefficient of friction of tire/road contact surfaces using three-axis accelerometer, Smart Materials and Structures, vol. 24, p. 025010, 2014.

[22] R. Matsuzaki, K. Kamai, R. Seki, Intelligent tires for identifying coefficient of friction of tire/road contact surfaces, in SPIE Smart Structures & Materials+ Nondestructive Evaluation and Health Monitoring, 2015, pp. 94350A-94350A-9.