KR101494887B1 - 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법 - Google Patents

타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법 Download PDF

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Abstract

타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법에 관한 것으로, 실제 차량의 주행상태 및 실제 노면 상태를 모사하여 젖은 노면과 마른 노면 상태에서 타이어의 제동 성능을 시험하는 성능 시험부 및 상기 성능 시험부에서 측정된 정보를 취득하여 타이어의 제동성능을 분석하는 중앙제어부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법을 이용하는 것에 의해, 실내에서 차량의 주행상태 및 노면 상태를 모사하여 타이어의 마른 노면 및 젖은 노면 상태에서의 접지력 및 마찰력을 측정해서 타이어의 제동성능을 평가할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법{BREAK PERFORMANCE TEST APPARATUS AND TEST METHOD OF TIRE}
본 발명은 실내에서 다양한 시험환경을 적용하여 타이어의 제동성능을 시험하는 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법에 관한 것이다.
타이어의 제동성능 시험은 살수 여부에 따라 젖은 노면 접지력(wet grip) 시험과 마른 노면 접지력(dry grip) 시험 등으로 구분되고, 슬립율 범위에 따라 마찰력 시험(Traction test)과 접지력 시험(Grip test) 등으로 구분된다.
최근에는 타이어 안정성을 향상시키기 위해 제정된 타이어 효율등급제도 규정에 따라, 국내/외 타이어 업체 및 각종 시험기관에서는 타이어의 회전저항성능(Rolling Resistance, RR)과 젖은 노면 제동성능(wet grip) 측정시험을 진행하고 있다.
타이어의 젖은 노면 제동성능 측정시험은 외부(주행시험장 시험노면)에서 직접 시험자가 장비를 운용하여 수행된다.
이러한 타이어 젖은 노면 제동성능 측정시험은 실차 시험법과 트레일러 시험법으로 나뉘는데, 대부분 반복성이 우수한 트레일러 시험법을 주로 사용하고 있다.
이와 같이, 실제 노면을 주행하면서 타이어의 제동성능을 시험측정하는 경우, 외부 날씨 환경에 따라 시험 가능 여부가 결정된다.
특히, 우천이나 동절기에 약 5℃ 미만의 저온 상태 또는 하절기에 35℃ 초과의 고온 상태에는 시험이 불가능하고, 타이어의 주성분인 고무는 외부 환경(대기 온도 및 풍속 등)에 민감하기 때문에 재연성이 떨어지게 된다.
그리고 시험자가 직접 시험장비를 운용하여 시험을 진행하기 때문에, 종래기술에 따른 타이어의 제동성능 측정시험 기술은 시험자의 운전 성향에 따라 시험자 간 편차 및 반복측정에 대한 결과값 오차가 크게 발생하는 문제점이 있었다.
또한 종래기술에 따른 타이어의 제동성능 시험 기술은 항상 동일한 시험환경에서 시험을 할 수 없기 때문에 시험소 간 타이어 제동성능 시험 결과값에 편차가 크게 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 실내에서 타이어의 제동성능 시험하는 기술의 일 예가 하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 타이어의 동적 특성 중 접지압, 접지형상, 마찰 에너지 등을 평가 측정하는 장치의 구조를 단순화시키면서 정확한 시험조건의 제어와 결과를 얻을 수 있는 타이어의 접지특성을 평가하는 제구동 시험장치가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 완제품이 아닌 상태의 타이어 시편을 사용하여 타이어 완제품과 같은 조건을 만들어서 타이어 완제품이 제조된 경우의 기본 특성치를 얻을 수 있는 실재 정적 시험기가 개시되어 있다.
특허문헌 3에는 실내에서 다양한 방향의 경사각을 가지는 도로면을 주행하는 경우뿐만 아니라, 고속으로 코너링하는 경우에도 동적시험을 수행할 수 있는 측정장치가 개시되어 있습니다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0060322호(2006년 6월 5일 공개) 대한민국 특허 등록번호 제10-0693450호(2007년 3월 12일 공고) 대한민국 특허 공개번호 제10-0061860호(2003년 7월 23일 공개)
그러나, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3을 포함하는 종래기술에 따른 실내에서 타이어 성능을 시험하는 장치에는 젖은 노면의 제동 성능을 시험하는 구성이 기재되어 있지 않았다.
따라서 실외의 외부 환경조건이나 시험자의 운전 성향 등과 무관하게 타이어의 젖은 노면 및 마른 노면 상태에서의 접지력과 마찰력 및 회전저항에 따른 제동성능을 시험할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 타이어의 젖은 노면 및 마른 노면 상태에서의 제동 성능과 회전저항 성능을 시험할 수 있는 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실내에서 타이어의 제동성능을 시험해서 외부 환경조건과 시험자의 운전 성향에 의한 영향으로 인한 시험 오차를 제거할 수 있는 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 타이어의 제동성능 시험장치는 실제 차량의 주행상태 및 실제 노면 상태를 모사하여 젖은 노면과 마른 노면 상태에서 타이어의 제동 성능을 시험하는 성능 시험부 및 상기 성능 시험부에서 측정된 정보를 취득하여 타이어의 제동성능을 분석하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 타이어의 제동성능 시험방법은 (a) 타이어의 제동성능을 시험할 노면 상태에 따라 실내에 마련된 타이어 시험 로드를 젖은 노면 또는 젖은 노면 상태로 모사하는 단계, (b) 타이어를 미리 설정된 속도로 주행시켜 상기 타이어 시험 로드에서 제동 성능을 시험하는 단계 및 (c) 상기 (b)단계에서 측정된 정보를 이용해서 타이어의 제동성능을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법에 의하면, 실내에서 차량의 주행상태 및 노면 상태를 모사하여 타이어의 마른 노면 및 젖은 노면 상태에서의 접지력 및 마찰력을 측정해서 타이어의 제동성능을 평가할 수 있다는 효과가 얻어진다.
즉, 본 발명에 따른 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법에 의하면, 두 개 이상의 주행모듈에 기준 타이어와 시험대상 타이어를 설치하여 동시에 시험을 진행함으로써, 시험시간을 단축할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 따른 타이어의 제동성은 시험장치 및 시험방법에 의하면, 2개의 기준 타이어와 최대 6개의 시험대상 타이어를 동시에 시험을 진행함으로써, 시험시간을 단축함과 동시에 시험결과의 반복성을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
또 본 발명에 따른 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법에 의하면, 타이어 시험 로드에서 제동동작시 발생하는 최대마찰계수를 측정하여 마른 노면 및 젖은 노면 상태에서의 타이어 제동성능을 신속하고 정확하게 평가할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한 본 발명에 따른 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법에 의하면, 조절유닛을 이용해서 타이어 시험 로드의 노면 및 시험 공간의 온도 및 습도를 조절하고, 타이어 시험 로드의 노면 및 시험 공간의 환경 조건이 타이어의 제동성능에 미치는 영향을 분석하는 시험을 제동성능 시험과 함께 수행할 수도 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험장치의 블록 구성도,
도 2는 성능 시험부의 개략 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 구동유닛의 상세 구성도,
도 4는 도 2에 도시된 노면 모사유닛의 타이어 시험 로드 각 구간별로 구동유닛의 동작을 설명하는 예시도,
도 5는 도 4에 도시된 노면 모사유닛의 확대도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험장치 및 시험방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험장치의 블록 구성도이다.
본 실시 예에서 타이어의 제동성능 시험은 노면의 상태, 즉 마른 노면(dry)과 젖은 노면(wet)의 접지력(grid)과 마찰력(traction) 시험으로 이루어진다.
즉, 본 발명은 실내의 시험 공간에서 차량의 주행상태 및 노면 상태를 모사하여 각 노면 상태에서 타이어의 접지력과 마찰력을 포함하는 제동성능을 시험한다.
이를 위해, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 실제 차량의 주행상태 및 실제 노면 상태를 모사하여 젖은 노면과 마른 노면 상태에서 타이어의 제동 성능을 시험하는 성능 시험부(10) 및 성능 시험부(10)에서 측정된 정보를 취득하여 타이어의 제동성능을 분석하는 중앙제어부(20)를 포함한다.
성능 시험부(10)는 실제 차량의 주행상태를 모사하여 타이어를 주행시키는 구동유닛(30), 실제 노면 상태를 모사하여 타이어의 제동성능을 시험하는 타이어 시험 로드(tire test road)가 마련되는 노면 모사유닛(40), 노면 모사유닛(40)에서 발휘되는 타이어의 제동성능을 측정하는 측정유닛(50) 및 중앙제어부(20)와 통신을 수행하여 측정유닛(50)에서 측정된 정보를 중앙제어부(20)로 전송하는 통신유닛(60)을 포함할 수 있다.
성능 시험부(10)는 중앙제어부(20)의 제어신호에 기초해서 구동유닛(30)과 노면 모사유닛(40)의 동작을 제어하는 제어유닛(70)과 시험 공간 내부의 온도와 습도 등의 환경 조건을 조절하는 조절유닛(80)을 더 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 성능 시험부의 구성을 상세하게 설명한다.
도 2는 성능 시험부의 개략 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 구동유닛의 상세 구성도이다.
구동유닛(30)은 실제 차량의 주행상태를 모사하여 타이어에 차체 하중 및 제동장치의 제동력을 제공하는 역할을 한다.
이를 위해, 구동유닛(30)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 타이어를 주행시키도록 상하로 배열된 상부 및 하부레일(31,32), 상부 및 하부 레일(31,32) 사이에 설치되어 실제 차량의 주행상태에 따라 타이어를 주행시키는 주행모듈(33), 실제 차량에서 각 타이어에 부가되는 하중을 타이어에 전달하는 액추에이터(34), 타이어가 설치된 회전축 상에 설치되어 실제 차량에서 발생하는 제동토크를 모사하여 타이어에 전달하는 제동모듈(35) 및 타이어가 장착된 휠의 회전속도를 감지하는 속도감지기(36)를 포함할 수 있다.
타이어가 장착되는 휠에는 측정유닛(50)이 설치될 수 있다.
측정유닛(50)은 로드 셀(load cell)을 포함하고, 제동모듈(35)의 제동토크가 가해진 상태에서 타이어의 x,y,z 축 방향 힘과 모멘트를 측정한다.
상부 및 하부레일(31,32)은 도 2에 도시된 바와 같이 각각 타원 형상으로 형성되어 미리 설정된 간격만큼 이격되어 설치된다.
하부레일(32)의 양측단은 고속시험시 시험 속도를 유지할 수 있도록 경사지게 설치될 수 있다.
주행모듈(33)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부레일(31,32) 사이에 수직방향으로 설치되어 상부 및 하부레일(31,32)을 따라 이동하는 설치부재(331), 설치부재(331)에 일측에 수평방향으로 설치되어 일단에 타이어가 회전 가능하게 장착되는 회전축(332) 그리고 상부 및 하부레일(31,32)을 따라 타이어를 이동시키도록 구동력을 발생하여 회전축(332)을 회전시키는 구동모터(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
설치부재(331)는 바(bar) 형상으로 형성되고, 설치부재(331)의 상단 및 하단에는 설치부재(331)가 상부 및 하부레일(31,32)을 따라 이동할 수 있도록 베어링이 결합될 수 있다.
타이어는 휠에 장착된 상태에서 회전축(332)에 결합되어 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 노면과 접촉된 상태에서 회전하여 주행하게 된다.
주행모듈(33)은 실제 차량을 이용한 타이어의 제동성능 시험과정과 동일하게 미리 설정된 속도, 예컨대 약 50 내지 65km/h의 속도를 유지하여 주행할 수 있다.
액추에이터(34)는 부재에 설치되어 아래에서 설명할 노면 모사유닛(40)의 타이어 시험 로드 중에서 시험하중 인가구간에서 타이어에 실제 차량에서 타이어에 인가되는 하중을 전달하는 역할을 한다.
예를 들어, 액추에이터(34)는 제어유닛(70)의 제어신호에 따라 신축 동작하여 타이어에 부하를 인가하거나 중지하는 선형(linear) 액추에이터로 마련될 수 있다.
제동모듈(35)은 회전축 상에 설치되는 디스크(351)와 디스크(351)의 일측 또는 양측에 설치되어 제어유닛(70)의 제어신호에 따라 디스크(351)에 제동토크를 인가해서 제동토크를 발생하는 전자 제동 장치(Electro-Mechanical Brake)(352)를 포함할 수 있다.
속도감지기(36)는 휠의 회전속도를 감지하는 엔코더(encorder)로 마련될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 노면 모사유닛의 타이어 시험 로드 각 구간별로 구동유닛의 동작을 설명하는 예시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 노면 모사유닛의 확대도이다.
노면 모사유닛(40)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실체 차량에서 타이어가 노면을 주행하는 환경을 모사해서 타이어의 제동성능을 시험하기 위한 타이어 시험 로드(41)가 마련된다.
타이어 시험 로드(41)는 타이어에 차체의 하중에 해당하는 시험하중을 인가하는 시험하중 인가구간(A), 제동모듈(35)을 동작시킨 상태에서 타이어의 제동성능을 측정하는 제동구간(B) 및 타이어에 인가되는 시험하중을 해제하는 시험하중 해제구간(C)으로 이루어진다.
노면 모사유닛(40)은 도 5에 도시된 바와 같이, 도로의 노면을 모사하는 플레이트(42), 플레이트(42)의 일측에 설치되어 젖은 노면 상태를 모사하도록 물을 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐(43) 및 플레이트(42)에 분사된 물을 모아서 순환시키는 순환모듈(44)을 포함할 수 있다.
플레이트(42)의 일측, 즉 분사노즐(43)이 설치된 반대측에는 노면에 분사된 물을 플레이트(42) 하부의 집수공간(46)으로 전달하는 드레인 홀(45)이 형성되고, 집수공간(46)에는 드레인 홀(45)을 통해 모아진 물을 다시 분사노즐(43)로 전달하도록 펌핑 동작하는 순환펌프(도면 미도시)가 설치될 수 있다.
상기 순환펌프와 분사노즐(43) 사이에는 물에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터부재(도면 미도시)가 설치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 노면 모사유닛에 마련된 타이어 시험 로드에서 마른 노면 및 젖은 노면 상태를 모사하여 노면 상태에 따른 타이어의 제동성능을 시험할 수 있다.
제어유닛(70)은 상부 및 하부레일(31,32)을 따라 타이어를 주행시키도록 주행모듈(33)의 동작을 제어하고, 노면 모사유닛(40)의 타이어 시험 로드 각 구간별로 타이어에 차체의 하중과 제동토크를 전달 또는 중지하도록 액추에이터(34) 및 제동모듈(35)의 동작을 제어한다.
즉, 제어유닛(70)은 타이어가 타이어 시험 로드(41)의 시험하중 인가구간(A)에 진입하면, 차체의 하중을 타이어에 전달하도록 액추에이터(34)를 동작시키는 제어신호를 발생한다.
그리고 제어유닛(70)은 타이어가 제동구간(B)에 진입하면, 타이어에 제동토크를 가하도록 제동모듈(35)을 동작시키는 제어신호를 발생한다.
또 제어유닛(70)은 타이어가 타이어 시험 로드의 시험하중 해제구간(C)을 주행하는 동안 타이어에 차체의 하중 및 제동토크를 인가하지 않도록 제어한다.
다시 도 1에서, 조절유닛(80)은 타이어 시험로드의 노면 및 시험 공간의 온도와 습도를 감지하는 온도센서와 습도센서 및 제어유닛의 제어신호에 따라 히팅 동작하여 온도와 습도를 조절하는 히팅모듈을 포함할 수 있다.
상기 히팅모듈은 열선이나 온풍기 등 다양한 형태의 발열수단으로 마련될 수 있다.
중앙제어부(20)는 성능 시험부(10)에서 측정된 정보를 취득하여 저장하는 정보 취득유닛(21) 및 정보 취득유닛(21)에서 취득된 정보를 분석하여 타이어의 제동성능을 평가하는 정보 분석유닛(22)을 포함할 수 있다.
중앙제어부(20)는 성능 시험부(10)의 통신유닛(60)과 통신을 수행하여 성능 시험부(10)의 동작을 제어하는 제어신호를 송신하고, 성능 시험부(10)에서 측정된 데이터를 수신하는 통신모듈(23)을 더 포함할 수 있다.
성능 시험부(10)의 통신유닛(60)과 중앙제어부(20)는 통신모듈(23)은 유선 또는 무선 통신 가능하게 연결될 수 있다.
예를 들어, 통신유닛(60)과 통신모듈(23)은 텔레메트리(telemtry) 방식으로 통신을 수행할 수 있다.
정보 취득유닛(21)은 통신모듈(23)을 통해 수신된 측정 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
중앙제어부(20)는 기준 타이어와 하나 이상의 시험대상 타이어의 제동성능을 동시에 시험하도록 미리 설정된 시험주기에 따라 성능 시험부(10)의 동작을 제어하고, 각 타이어의 제동성능을 측정한 정보를 분석하여 평가할 수 있다.
이를 위해, 성능 시험부(10)의 구동유닛(30)에는 적어도 둘 이상의 주행모듈(33)이 마련되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 정보 분석유닛(22)은 아래의 표 1과 같이 기준 타이어(R)와 시험대상 타이어(T)의 개수에 따라 시험주기를 설정하고, 시험대상 타이어의 최대마찰계수(Ra)를 산출한다.
표 1은 시험주기에 따른 시험대상 타이어 개수 및 시험대상 타이어의 최대마찰계수 테이블이다.
시험주기에 따른
시험대상타이어의 개수		 시험대상 타이어 최대마찰계수(Ra)
1(R1-T1-R2) T1 1/2(R1+R2)
2(R1-T1-T2-R2) T1 2/3R1+1/3R2
T2 1/3R1+2/3R2
3(R1-T1-T2-T3-R2) T1 3/4R1+1/4R2
T2 1/2(R1+R2)
T3 1/4R1+3/4R2
여기서, T1,T2,T3는 시험대상 타이어이고, Ra는 시험 주기에서 각 시험 대상 타이어의 최대마찰계수이다.
기준 타이어와 시험대상 타이어의 최대마찰계수는 평균피크제동력계수(μpeak,ave)를 이용해서 표현하면 아래의 표 2와 같다.
표 2는 시험용 타이어의 평균피크제동력계수 테이블이다.
시험용 타이어 평균피크제동력계수
기준 타이어 μpeak , ave(R)=Ra
시험대상 타이어 μpeak , ave(T)=Ta
이에 따라, 정보 분석유닛은 아래의 수학식 1 또는 수학식 2를 이용해서 젖은 노면의 접지력 계수(wet grid index)를 산출할 수 있다.
Figure 112013017485014-pat00001
Figure 112013017485014-pat00002
여기서, t는 시험대상타이어(T)로 시험 시의 젖은 노면 온도(℃)이고, t0는 젖은 노면의 기준온도 조건으로 일반 타이어는 20℃, 겨울용 타이어는 10℃이며, μp e ak, ave(R0)는 기준 조건에서 기준 타이어의 피크제동력계수로 0.85이고, 상수 a는 일반 타이어는 -0.4232, 겨울용 타이어는 0.7721로 설정되며, 상수 b는 일반 타이어는 -8.297, 겨울용 타이어는 31.18로 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 실내에서 타이어의 마른 노면 및 젖은 노면 상태에서의 제동성능을 측정하고, 기준 타이어의 측정 정보와 시험대상 타이어의 측정 정보를 비교해서 타이어의 제동성능을 정확하게 비교할 수 있다.
다음, 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험방법을 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
본 실시 예에서는 구동유닛(30)에 한 쌍의 주행모듈(33)이 설치된 상태에서 각 주행모듈(33)에 기준 타이어와 3개의 시험대상 타이어를 순차적으로 설치해서 시험하는 경우를 이용해서 설명한다.
그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 기준 타이어와 1개 또는 2개의 시험대상 타이어를 시험하거나, 2개의 기준 타이어와 2개 내지 6개의 시험대상 타이어를 순차적으로 설치하여 다수의 시험대상 타이어를 동시에 시험하도록 변경될 수도 있다.
그리고 본 실시 예에서는 마른 노면 상태에서의 제동성능을 시험한 후, 젖은 노면 상태에서의 제동성능을 시험하는 것으로 설명하지만, 본 발명은 필요에 따라 순서를 변경하거나, 마른 노면 상태 또는 젖은 노면 상태의 제동성능만을 시험하도록 변경될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타이어의 제동성능 시험방법은 전원공급부(도면 미도시)로부터 전원을 공급받아 성능 시험부(10) 및 중앙제어부(20)가 구동되면서 시작된다(S10).
중앙제어부(20)는 미리 저장된 프로그램에 따라 성능 시험부(10)의 동작을 제어하도록 제어신호를 발생하고, 제어신호를 성능 시험부(10)로 전송하도록 통신모듈(23)을 제어한다.
그러면, 성능 시험부(10)의 제어유닛(70)은 통신유닛(60)을 통해 수신된 중앙제어부(20)의 제어신호에 따라 마른 노면 상태에서의 제동성능을 시험하도록 성능 시험부(10)에 마련된 각 장치의 구동을 제어한다(S11).
상세하게 설명하면, 제어유닛(70)은 상부 및 하부레일(31,32) 사이에 설치된 기준 타이어와 적어도 하나 이상의 시험대상 타이어를 순차적으로 노면 모사유닛(40)의 타이어 시험 로드(41)로 진입시키도록 구동유닛(30)의 각 주행모듈(33) 동작을 제어한다.
그래서 기준 타이어가 장착된 첫번째 주행모듈(33)이 타이어 시험 로드(41)로 진입하여 기준 타이어가 시험하중 인가구간(A)에 진입하면, 제어유닛(70)은 첫번째 주행모듈(33)의 액추에이터(34)를 신장동작시켜 실제 차량에서 타이어에 인가되는 하중을 기준 타이어에 인가하도록 제어한다.
이어서, 기준 타이어가 제동구간(B)에 진입하면, 제어유닛(70)은 기준 타이어에 제동토크를 인가하도록 첫번째 주행모듈(33)에 설치된 제동모듈(35)의 동작을 제어한다.
그러면, 측정유닛(50)은 제동모듈(35)에 의해 제동토크가 가해진 상태에서 기준 타이어의 x,y,z 축 방향 힘과 모멘트를 측정한다.
이때, 통신유닛(60)은 측정유닛(50)에서 측정된 정보를 중앙제어부(20)로 전송한다.
중앙제어부(20)의 통신모듈(23)은 측정된 정보를 수신하고, 정보 취득유닛(21)은 수신된 정보를 취합해서 내부에 마련된 메모리에 저장한다.
그리고 정보 분석유닛(22)은 취합된 정보를 이용해서 기준 타이어의 마른 노면 상태에서의 접지력과 마찰력을 산출하고, 산출된 결과를 분석해서 분석된 결과를 정보 취득유닛(21)의 메모리에 저장한다(S12).
이어서, 제어유닛(70)은 S13단계에서 시험대상 타이어를 노면 모사유닛(40)의 타이어 시험 로드(41)로 진입시켜 시험대상 타이어의 제동성능을 시험한다(S13)
중앙제어부(20)는 성능 시험부(10)에서 측정된 정보를 취합하여 시험대상 타이어의 마른 노면 상태에서의 접지력과 마찰력을 산출하고, 산출된 결과를 분석해서 분석된 결과와 기준 타이어의 분석 결과를 비교하여 제동성능을 평가한다(S14).
그리고 중앙제어부(20)는 시험대상 타이어의 제동성능 평가 결과를 다시 정보 취득유닛(21)의 메모리에 저장하도록 제어한다.
S15단계에서 중앙제어부(20)는 시험하고자 하는 모든 시험대상 타이어의 시험이 완료되었는지 검사하고, 모든 시험대상 타이어의 시험이 완료될 때까지 S13단계 내지 S15단계를 반복 수행하도록 성능 시험부(10)의 동작을 제어한다.
S15단계의 검사결과 모든 시험대상 타이어의 시험이 완료되면, 제어유닛(70)은 중앙제어부(20)의 제어신호에 따라 노면 모사유닛(40)에 마련된 분사노즐(43)을 동작시켜 타이어 시험 로드(41)에 물을 분사하도록 제어한다(S16).
이어서, 제어유닛(70)은 S17단계와 S18단계에서 젖은 노면 상태에서의 기준 타이어와 시험대상 타이어의 제동성능 시험을 수행하고, 중앙제어부(20)는 측정된 정보를 이용해서 시험대상 타이어의 제동성능을 평가해서 평가 결과를 저장하도록 제어한다.
S19단계에서 중앙제어부(20)는 시험하고자 하는 모든 시험대상 타이어의 시험이 완료되었는지 검사하고, 모든 시험대상 타이어의 시험이 완료될 때까지 S18단계 내지 S19단계를 반복 수행하도록 성능 시험부(10)의 동작을 제어한다.
S19단계의 검사결과 모든 시험대상 타이어의 시험이 완료되면, 중앙제어부(20)는 타이어의 제동성능 시험장치의 동작을 중지하고 종료한다.
한편, 위에서 설명한 타이어의 제동성능 시험을 수행하는 도중에 조절유닛(80)은 온도센서와 습도센서를 이용해서 타이어 시험 로드(41)의 노면 및 시험 공간의 온도와 습도를 감지하고, 속도감지기(36)는 휠의 회전속도를 감지한다.
그리고 제어유닛(70)은 통신유닛(60)을 통해 조절유닛(80) 및 속도감지기(36)에서 감지된 정보를 중앙제어부(20)로 송신한다.
중앙제어부(20)는 수신된 정보를 메모리에 저장하며, 조절유닛(80)에 마련된 히팅모듈의 동작을 제어하는 제어신호를 발생하여 타이어 시험 로드의 노면 및 시험 공간의 온도 및 습도를 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 타이어 시험 로드의 노면 및 시험 공간의 환경 조건이 타이어의 제동성능에 미치는 영향을 분석하는 시험을 함께 수행할 수도 있다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 실내에서 차량의 주행상태 및 노면 상태를 모사하여 타이어의 마른 노면 및 젖은 노면 상태에서의 접지력 및 마찰력을 측정해서 타이어의 제동성능을 평가할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 실내에서 차량의 주행상태 및 노면 상태를 모사하여 타이어의 마른 노면 및 젖은 노면 상태에서의 접지력 및 마찰력을 측정해서 타이어의 제동성능을 평가하는 기술에 적용된다.
10: 성능 시험부 20: 중앙제어부
21: 정보 취득유닛 22: 정보 분석유닛
23: 통신모듈 30: 구동유닛
31,32: 상부레일, 하부레일 33: 주행모듈
331: 설치부재 332: 회전축
34: 액추에이터 35: 제동모듈
351: 디스크 352: 전자제동유닛
36: 속도감지기 40: 노면 모사유닛
41: 타이어 시험 로드 42: 플레이트
43: 분사노즐 44: 순환모듈
45: 드레인 홀 50: 측정유닛
60: 통신유닛 70: 제어유닛
80: 조절유닛

Claims (18)

  1. 실제 차량의 주행상태 및 실제 노면 상태를 모사하여 젖은 노면과 마른 노면 상태에서 타이어의 제동 성능을 시험하는 성능 시험부(10) 및
    상기 성능 시험부(10)에서 측정된 정보를 취득하여 타이어의 제동성능을 분석하는 중앙제어부(20)를 포함하고,
    상기 시험 성능부(10)는 시험대상 타이어의 개수에 따라 기준 타이어와 시험대상 타이어의 시험 주기를 설정해서 설정된 시험 주기에 따라 제동성능을 시험하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성능 시험부(10)는
    실제 차량의 주행상태를 모사하여 타이어를 주행시키는 구동유닛(30),
    실제 노면 상태를 모사하여 타이어의 제동성능을 시험하는 타이어 시험 로드(41)가 마련되는 노면 모사유닛(40),
    상기 노면 모사유닛(40)에서 발휘되는 타이어의 제동성능을 측정하는 측정유닛(50) 및
    상기 중앙제어부(20)와 통신을 수행하여 상기 측정유닛(50)에서 측정된 정보를 중앙제어부(20)로 전송하는 통신유닛(60)을 포함하고,
    상기 구동유닛(30)은 적어도 하나 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 성능 시험부(10)는
    상기 중앙제어부(20)의 제어신호에 기초해서 상기 구동유닛(30)과 노면 모사유닛(40)의 동작을 제어하는 제어유닛(70)과
    상기 타이어 시험 로드(41)의 노면 및 시험 공간 내부의 온도와 습도 등의 환경 조건을 조절하는 조절유닛(80)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 구동유닛(30)은
    타이어를 주행시키도록 상하로 배열된 상부 및 하부레일(31,32),
    상기 상부 및 하부 레일(31,32) 사이에 설치되어 실제 차량의 주행상태에 따라 타이어를 주행시키는 주행모듈(33),
    실제 차량에서 각 타이어에 부가되는 하중을 타이어에 전달하는 액추에이터(34),
    타이어가 설치된 회전축 상에 설치되어 실제 차량에서 발생하는 제동토크를 모사하여 타이어에 전달하는 제동모듈(35) 및
    타이어가 장착된 휠의 회전속도를 감지하는 속도감지기(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부레일(32)의 양측단은 고속시험시 시험 속도를 유지할 수 있도록 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 측정유닛(50)은 로드 셀을 포함하고,
    상기 제동모듈(35)의 제동토크가 가해진 상태에서 타이어의 x,y,z 축 방향 힘과 모멘트를 측정하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주행모듈(33)은
    상기 상부 및 하부레일(31,32) 사이에 수직방향으로 설치되어 상부 및 하부레일을 따라 이동하는 설치부재(331),
    상기 설치부재(331)에 일측에 수평방향으로 설치되어 일단에 타이어가 회전 가능하게 장착되는 회전축(332) 그리고
    상기 상부 및 하부레일(31,32)을 따라 타이어를 이동시키도록 구동력을 발생하여 회전축(332)을 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 타이어 시험 로드(41)는 타이어에 차체의 하중에 해당하는 시험하중을 인가하는 시험하중 인가구간(A), 제동모듈(35)을 동작시킨 상태에서 타이어의 제동성능을 측정하는 제동구간(B) 및 타이어에 인가되는 시험하중을 해제하는 시험하중 해제구간(C)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 노면 모사유닛(40)은
    도로의 노면을 모사하는 플레이트(42),
    상기 플레이트(42)의 일측에 설치되어 물을 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐(43) 및
    상기 플레이트(42)에 분사된 물을 모아서 순환시키는 순환모듈(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플레이트(42)의 일측에는 노면에 분사된 물을 상기 플레이트(42) 하부의 집수공간(46)으로 전달하는 드레인 홀(45)이 형성되고,
    상기 순환모듈(44)은 상기 집수공간(46)에 설치되고 상기 드레인 홀(45)을 통해 모아진 물을 다시 상기 분사노즐(43)로 전달하도록 펌핑 동작하는 순환펌프 및
    상기 순환펌프와 분사노즐(43) 사이에 설치되고 상기 분사노즐(43)로 전달되는 물에 포함된 이물질을 제거하는 필터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 중앙제어부(20)는
    상기 성능 시험부(10)에서 측정된 정보를 취득하여 저장하는 정보 취득유닛(21),
    상기 정보 취득유닛(21)에서 취득된 정보를 분석하여 타이어의 제동성능을 평가하는 정보 분석유닛(22) 및
    상기 성능 시험부(10)의 통신유닛(60)과 통신을 수행하여 상기 성능 시험부(10)의 동작을 제어하는 제어신호를 송신하고 상기 성능 시험부(10)에서 측정된 데이터를 수신하는 통신모듈(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 정보 취득유닛(21)은 통신모듈(23)을 통해 수신된 측정 정보를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 정보 분석유닛(22)은 기준 타이어와 시험대상 타이어의 개수에 따라 시험주기를 설정하고, 시험대상 타이어의 최대마찰계수를 산출해서 타이어의 제동성능을 평가하며,
    상기 중앙제어부(20)는 기준 타이어와 하나 이상의 시험대상 타이어의 제동성능을 동시에 시험하도록 미리 설정된 시험주기에 따라 상기 성능 시험부(10)의 동작을 제어하고, 상기 정보 분석유닛(22)의 평가 결과를 상기 메모리에 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험장치.
  13. (a) 타이어의 제동성능을 시험할 노면 상태에 따라 실내에 마련된 타이어 시험 로드를 마른 노면 또는 젖은 노면 상태로 모사하는 단계,
    (b) 타이어를 미리 설정된 속도로 주행시켜 상기 타이어 시험 로드에서 제동 성능을 시험하는 단계 및
    (c) 상기 (b)단계에서 측정된 정보를 이용해서 타이어의 제동성능을 평가하는 단계를 포함하고,
    상기 (b)단계는 시험대상 타이어의 개수에 따라 기준 타이어와 시험대상 타이어의 시험 주기를 설정하고, 설정된 시험 주기에 따라 제동성능을 시험하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 (a)단계는
    (a1) 젖은 노면 상태에서 타이어의 제동성능을 시험하는 경우, 분사노즐을 이용해서 상기 타이어 시험 로드의 노면에 물을 분사하는 단계 및
    (a2) 상기 타이어 시험 로드의 노면에 분사된 물을 집수공간으로 모아서 다시 상기 분사노즐에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (a)단계는
    (a3) 상기 타이어 시험 로드의 노면 및 시험 공간의 온도 및 습도를 감지하고, 감지 결과에 따라 조절유닛을 동작시켜 온도 및 습도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 (b)단계는
    (b1) 타이어가 상기 타이어 시험 로드의 시험하중 인가구간에 진입하면 실제 차량에서 타이어에 인가되는 하중을 모사하여 전달하는 단계,
    (b2) 타이어가 상기 타이어 시험 로드의 제동구간에 진입하면 제동모듈을 이용해서 타이어에 제동토크를 인가하는 단계,
    (b3) 상기 (b2)단계에서 타이어에 제동토크가 인가된 상태에서 타이어의 x,y,z 축 방향 힘과 모멘트를 측정하는 단계 및
    (b4) 타이어가 상기 타이어 시험 로드의 시험하중 해제구간에 진입하면 타이어에 인가되는 시험하중을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험방법.
  17. 삭제
  18. 제13항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 (b)단계에서 측정된 정보를 이용해서 타이어의 최대마찰계수를 산출하고, 산출된 최대마찰계수를 이용해서 기준 타이어와 시험대상 타이어의 마른 노면 또는 젖은 노면 상태의 접지력 및 마찰력을 평가하는 것을 특징으로 하는 타이어의 제동성능 시험방법.
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