بخشی از مقاله
چکیده -
تایرهاساساً حاوی اطلاعات حیاتی هستند که می توانند برای درک دینامیک وسایل نقلیه مورد استفاده قرار گیرند و از این اطلاعات می توان در هر جایی از سیستم های کمک راننده تا ABS استفاده کرد. اصطکاک جاده ای تایر و زاویه ی لغزش مهمترین متغیرهای مؤثر بر واکنش سیستم های کنترل پایداری الکترونیک در نظر گرفته می شوند. ویژگی های عملیاتی یک وسیله ی نقلیه ی جاده ای ناشی از تعامل دینامیک اجزای مختلف ساختار وسیله ی نقلیه هستند.
.1 مقدمه
تکنولوژی سنسور یک موضوع گسترده است. ما در این جا فقط تکنولوژی هایی را در نظر می گیریم که برای تحقیق و توسعه ی راه حل های ابتکاری برای سیستم های تایر/ چرخ هوشمند و در کل برای صنعت خودرو سازی مناسب هستند. در این مقاله، یک بررسی در مورد تکنولوژی های سنسور انجام می شود:
.2 سنسور صوتی
یک شرکت از Tekgenuity انگلیس ادعا می کند یک تکنولوژی را ایجاد کرده است که "اثر صدای" تایر با میکروفون ارزیابی و با تکنولوژی های پردازش سیگنال خاصی پردازش می شود. نام این محصول Chromasonics است. محققان Tekgenuity می گویند که تغییرات در این اثر صدای ارزیابی شده را می توان به عنوان تغییرات در فشار، دما، وضعیت فرسایش تایر یا حتی اصطکاک موجود با جاده تفسیر کرد. هشدار به راننده یا اطلاع رسانی سیستم های کنترل الکترونیکی را می توان در زمان واقعی ارسال کرد
.3 سنسور نوری
شرکت آلمانی Optimess در حال توسعه ی سنسورهای لیزری است که قابل استفاه برای تولید و آزمایش تایر هستند. این سنسور یک آشکارساز سنجش غیر تماسی، مبتنی بر اصل مثلث بندی است . به وسیله ی دو سنسور لیزری قرار داده شده به صورت متقاطع، یکی بالا و یکی پایین، مواد آزمایشی و مشخصه ی کلی نوار متحرک ارزیابی می شود. سنسورهای Optimess احتمال شناسایی غیر تماسی تغییر شکل تایر در شرایط آزمایشی مختلف مثل فشار چرخ، شکاف و انحراف را فراهم می سازد
این ها می توانند سنجش هایی در جایگاه آزمایش غلطکی و با توجه به اندازه ی کوچک سنسورها و سنجش هایی در وسیله ی نقلیه ی آزمایشی باشند. آماده سازی ویژه ی تایر، مثلاً، پاکسازی علائم، ضروری نیست. بیشترین حالت کاربرد این سنسور در سنجش تغییر شکل سطح تماسی درون تایر کامیون است. در این وضعیت، یک سنسور ویژه ی Optimess درون تایر در لبه ی چرخ نصب می شود.
شکل -1 ابزار سنجش لیزری Optimess درون تایر کامیون.
کاربرد دیگر، سنجش غیر تماسی فاصله ی وسیله ی نقلیه - جاده برای توصیف عملکرد رفتار حرکتی وسیله ی نقلیه است. این رفتار را می توان تجزیه و تحلیل و مستند ساخت. از سنسور لیزری برای تشخیص شرایط سطح جاده در هنگام رانندگی نیز استفاده می شود
این کاربرد برای شبیه سازی آزمایش مهم است، زیرا برای این شبیه سازی به اطلاعات دقیق در مورد شرایط جاده ی مسیرهای آزمایش برای اجرای یک شبیه سازی میدانی نیاز است. علاوه بر این، اطلاعات مربوط به سطوح جاده یک پارامتر مهم در توسعه ی تایر ها با توجه به برنامه ی آبی و رفتار نویز می باشد.
مفهوم سنسور نوری برای سنجش ارتفاع نوار آب روی سطح جاده در شکل 2 نشان داده می شود. سنسور متشکل از یک منبع مادون قرمز است که از وسیله ی نقلیه به سطح تایر هدایت می شود و همچنین دارای دو گیرنده ی نوری است که آن ها نیز به سمت تایر هدایت می شوند. این گیرنده ها نور منتشر و منعکس شده را تشخیص می دهند. بسته به درصد نور منتشر و منعکس شده ی دریافتی، ارتفاع باریکه ی آب با یک الگوریتم خاص محاسبه می شود
شکل -2 سنسور نوری تایر برای شناسایی ارتفاع باریکه ی آب.
شرکت آلمانی Hella یک نمونه از سنسور مادون قرمز نتیجه گشتاور متناظر روی محور فیلتر، تقویت و تجزیه و
ساخت که مستقیما جاده را نشان می دهد - شکل 3 را تحلیل می شود. مشاهده نمایید - . این سنسور روی قسمت جلویی وسیله ی نقلیه نصب می شود. شدت های طفی نور منعکس شده تجزیه و تحلیل می شوند و از یک الگوریتم برای شناسایی شرایط جاده مثل خشکی، خیسی، یخی و برفی استفاده می شود. هدف تخمین متغیر اصطکاک و هشدار به راننده در صورت اصطکاک کم می باشد. در واقع قابلیت اطمینان سیستم به منظور استفاده از اطلاعات سیستم برای سیستم های کنترل دینامیک وسیله ی نقلیه کافی نیست.
شکل -3 نمونه ی سنسور نوری شرکت .Hella
.4 سنسور رشته ی ارتعاشی
یک سیم فلزی ساده در یک لوله ی پلاستیکی و یک گیرنده ی رادیویی ریزموج استاندارد اجزای اصلی این تکنولوژی هستند که توسط شرکت سوئدی Vibstring پیشنهاد می شود. زمانی که از نظر مکانیکی تحریک می شود، سیستم در فرکانس طبیعی خود ارتعاش می یابد که با طول سیم، ویژگی های مواد آن و وضعیت کرنش همبستگی دارد. مشخص شد که ارتعاش سیم یک سیگنال رادیویی در فرکانس ارتعاش ایجاد می کند. سیگنال رادیویی استخراج شده را می توان به منظور تعیین فرکانس ارتعاش سیم تجزیه و تحلیل کرد و در نتیجه، وضعیت کرنش در سیم را می توان مشخص نمود. یک گیرنده فرستنده ی هدایت شده به سمت سیم سنسور یک سیگنال یکنواخت HF را منتشر می کند و سیگنال HF، مدوله شده توسط ارتعاشات سیم، را دریافت می کند.
شکل -4 سنسور فشار تایر رشته ی ارتعاشی.
کاربرد بالقوه ی سنسور رشته ی ارتعاشی در سنجش کرنش های ها در تایر می باشد . نتایج سنجش با رشته ی ارتعاشی گنجانده شده در تایر و همچنین استراتژی های کدام سیگنال ارزیابی می شود یا سیگنال ها چگونه تفسیر می شوند، هنوز منتشر نشده اند.
.5 تکنولوژی باند بسیار پهن
باند رادیوی بسیار گسترده - UWB - یک تکنولوژی انقلابی بی سیم برای انتقال داده های دیجیتال در طیف گسترده ای از باندهای فرکانس با قدرت بسیار کم می باشد. این تکنولوژی می تواند داده ها را با سرعت بسیار بالا مثلا، برای کاربردهای شبکه ی محلی بی سیم - WLAN - ، منتقل نماید.
دستگاه های UWB را می توان برای سنجش دقیق فواصل یا مکان ها و برای دستیابی به تصاویر اشیا دفن شده زیر زمین یا پشت سطوح به کار گرفت. همچنین می توان از دستگاه های UWB برای ارتباطات بی سیم، به ویژه برای انتقال داده ای پرسرعت کوتاه برد مناسب برای دسترسی باند گسترده استفاده کرد.
