KR102473567B1 - Test method for hydroplaning of pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직선구간에서 공기입 타이어의 수막현상을 시험하여 상기 공기입 타이어의 배수성을 평가하는 타이어의 수막현상 시험 방법 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법은, 차량(1)의 속도를 x축으로 하고, 타이어(2)의 회전수(RPM)를 y축으로 하는 좌표평면에서, 노슬립 상태에서의 상기 차량(1)의 속도와 상기 회전수(RPM)의 관계인 노슬립라인(y0)을 설정하는 노슬립라인 설정단계(S110)와, 상기 노슬립라인(y0)을 슬립 비율만큼 y축방향으로 이동시킨 시프트라인(15%,slip)을 설정하는 시프트라인 설정단계(S120)와, 수막구간에서 미리 설정된 복수의 진입속도(Vn,start)로 상기 차량(1)을 주행시키고 상기 수막구간이 종료되는 지점에서의 진출속도(Vn,end)를 측정하는 차량주행단계(S130)와, 상기 진입속도(Vn,start)와 상기 진출속도(Vn,end)의 차이를 상기 타이어(2)의 회전수로 변환하여 진입시 상기 타이어(2)의 회전수(RPM)에 보상한 보상된 회전수(RPMn,hydro)를 획득하는 회전수 보상단계(S140)와, 상기 진입속도(Vn,start)별로 회전수 보상단계(S140)에서 획득한 보상된 회전수(RPMn,hydro)와 해당 진입속도(Vn,start)를 좌표평면에 각각 표시하고, 이를 연결한 테스트라인(ytest)을 획득하는 테스트라인 획득단계(S150)와, 상기 좌표평면에서 상기 시프트라인(15%,slip)과 상기 테스트라인(ytest)이 같아지는 지점의 속도를 슬립속도(Vk)로 판정하는 슬립속도 획득단계(S160)를 포함한다.The present invention relates to a tire aquaplaning test method for evaluating the drainage of a pneumatic tire by testing the aquaplaning of the pneumatic tire on a straight section.
In the tire aquaplaning test method according to the present invention, the vehicle in a no-slip state on a coordinate plane with the speed of the vehicle 1 as the x-axis and the number of revolutions (RPM) of the tire 2 as the y-axis A no-slip line setting step (S110) of setting a no-slip line (y 0 ), which is a relationship between the speed of (1) and the number of revolutions (RPM), and the no-slip line (y 0 ) in the y-axis direction by the slip ratio A shift line setting step (S120) of setting the moved shift line ( 15%, slip ), and driving the vehicle 1 at a plurality of preset entry speeds (V n, start ) in the water curtain section, and the water curtain section The vehicle driving step (S130) of measuring the exit speed (V n,end ) at the end point, and the difference between the entry speed (V n,start ) and the exit speed (V n,end ) of the tire (2 ) and a rotation speed compensation step (S140) of obtaining a compensated number of rotations (RPM n,hydro ) compensated for the number of revolutions (RPM) of the tire 2 upon entry (S140), and the entry speed (V n For each ,start ), the compensated rotation number (RPM n,hydro ) obtained in the rotation speed compensation step (S140) and the corresponding entry speed (V n,start ) are displayed on the coordinate plane, respectively, and the test line connecting them (y test ), and determining the speed at the point where the shift line ( 15%, slip ) and the test line (y test ) are the same on the coordinate plane as the slip speed (V k ) A slip speed acquisition step (S160) is included.
Description
본 발명은 직선구간에서 공기입 타이어의 수막현상을 시험하여 상기 공기입 타이어의 배수성을 평가하는 타이어의 수막현상 시험 방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a tire aquaplaning test method for evaluating the drainage of a pneumatic tire by testing the aquaplaning of the pneumatic tire on a straight section.
공기입 타이어(이하 '타이어'라고 함)에 대한 성능을 평가하는 방법 중, 상기 타이어의 배수헝을 평가하는 방법으로서, 직선수막현상시험(Hydroplaning in Straight)이 있다.Among the methods for evaluating the performance of pneumatic tires (hereinafter referred to as 'tires'), there is a hydroplaning in straight test as a method for evaluating the drainage of the tire.
상기 직선수막현상시험은 정해진 깊이(D)로 수심이 형성된 노면을 주행시켜 상기 타이어(2)에서 발생하는 슬립을 측정하여 평가한다. 상기 타이어(2)가 장착된 차량(1)을 정해진 길이(L)로 설정된 수막구간을 가속하여 주행하면서, 실제 차속과 상기 타이어(2)의 휠스피드를 비교하여 슬립율이 미리 정해진 비율, 예컨대 슬립율이 15%일때의 차속을 측정하고 있다.The linear aquaplaning test is evaluated by measuring the slip generated in the
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 수막구간상에서 상기 차량(1)을 가속시켜가면서, 슬립율이 15%가 되는 시점(A)의 차속을 측정한다.That is, as shown in FIG. 1, while accelerating the
여기서, 슬립율은 다음의 식으로 계산된다.Here, the slip rate is calculated by the following formula.
배수성이 좋은 타이어는 상기 슬립율이 15%인 차속이 높게 나타난다.A tire with good drainage exhibits a high vehicle speed with the slip ratio of 15%.
그러나, 이러한 종래기술의 직선수막현상시험은 상기 타이어(2)의 슬립율을 계산하기 위하여 상기 타이어(2)의 회전속도를 측정하는 휠스피드센서가 장착되어야 한다.However, in this prior art straight aquaplaning test, a wheel speed sensor for measuring the rotational speed of the
상기 휠스피드센서가 필수적이기 때문에 상기 차량(1)에 테스트를 위한 타이어(2)를 교체할 때마다, 상기 휠스피드센서를 상기 타이어에 새로이 설치해야하는 번거로움이 있었다.Since the wheel speed sensor is essential, whenever the
또한, 종래의 직선 수막현상실험은 가속시 측정하는 것이므로, 전륜의 시험에는 적합하지만, 후륜은 상기 전륜에 의해 수막이 분산됨에 따라 수막의 깊이가 낮아져 실제 수막구간을 형성하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, since the conventional linear aquaplaning experiment is measured during acceleration, it is suitable for the front wheel test, but the rear wheel has a problem in that the depth of the water film decreases as the water film is dispersed by the front wheel, so that the actual water film section cannot be formed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 휠스피드센서를 장착하지 않고도 수막구간에서 공기입 타이어의 배수성을 평가할 수 있는 타이어의 수막현상 시험 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a tire aquaplaning test method capable of evaluating the drainage of a pneumatic tire in an aquaplaning section without installing a wheel speed sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법은, 차량의 속도를 x축으로 하고, 타이어의 회전수를 y축으로 하는 좌표평면에서, 상기 타이어와 노면 사이에 슬립이 되지 않은 상태에서의 상기 차량의 속도와 상기 회전수의 관계인 노슬립라인을 설정하는 노슬립라인 설정단계와, 상기 좌표평면에서 상기 노슬립라인을 미리 정해진 슬립 비율만큼 y축방향으로 이동시킨 시프트라인을 설정하는 시프트라인 설정단계와, 수막구간에서 미리 설정된 복수의 진입속도로 상기 차량을 주행시키고 상기 수막구간이 종료되는 지점에서의 진출속도를 측정하는 차량주행단계와, 상기 진입속도와 상기 진출속도의 차이를 상기 타이어의 회전수로 변환하고 상기 수막 구간 진입시 상기 타이어의 회전수에 보상하여, 상기 타이어의 보상된 회전수를 획득하는 회전수 보상단계와, 상기 진입속도별로 회전수 보상단계에서 획득한 보상된 회전수와 해당 진입속도를 좌표평면에 각각 표시하고, 상기 좌표평면에 표시된 지점을 연결한 테스트라인을 획득하는 테스트라인 획득단계와, 상기 좌표평면에서 상기 시프트라인과 상기 테스트라인이 같아지는 지점의 속도를 슬립속도로 판정하는 슬립속도 획득단계를 포함한다.In the tire aquaplaning test method according to the present invention for achieving the above object, the slip between the tire and the road surface is determined in the coordinate plane with the vehicle speed as the x-axis and the tire rotation speed as the y-axis. A no-slip line setting step of setting a no-slip line, which is a relationship between the speed of the vehicle and the number of revolutions in a non-slip state, and a shift line in which the no-slip line is moved in the y-axis direction by a predetermined slip ratio on the coordinate plane a shift line setting step of setting, a vehicle driving step of driving the vehicle at a plurality of preset entry speeds in a water curtain section and measuring an exit speed at a point where the water curtain section ends, and the entry speed and the exit speed A rotation speed compensation step of obtaining the compensated rotation speed of the tire by converting the difference in r to the rotation speed of the tire and compensating for the rotation speed of the tire when entering the water film section, and obtained in the rotation speed compensation step for each entry speed A test line acquisition step of displaying the compensated number of rotations and the corresponding entry speed on a coordinate plane, respectively, and acquiring a test line connecting points marked on the coordinate plane; and a slip speed acquisition step of determining a speed at a losing point as a slip speed.
상기 노슬립라인은 상기 타이어의 규격에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.The no-slip line is characterized in that it is set according to the standard of the tire.
상기 타이어의 회전수는, , (A : 타이어의 직경), 상기의 식으로부터 구해지는 것을 특징으로 한다.The rotational speed of the tire is , (A: tire diameter), characterized in that it is obtained from the above formula.
상기 타이어의 직경은, 상기 타이어의 규격으로부터 결정되는 것을 특징으로 한다.The diameter of the tire is characterized in that it is determined from the standard of the tire.
상기 타이어의 직경은, , (W : 타이어의 단면폭, K : 편평비, H : 타이어의 단면높이). 상기의 식으로부터 결정되는 것을 특징으로 한다.The diameter of the tire is , (W: tire section width, K: aspect ratio, H: tire section height). It is characterized in that it is determined from the above formula.
상기 차량주행단계는, 시험개시속도로부터 미리 설정된 속도간격으로 한계속도까지를 진입속도로 하여 반복하여 주행시키는 것을 특징으로 한다.The vehicle driving step is characterized in that the vehicle is repeatedly driven from the test start speed to the limit speed at preset speed intervals as an entry speed.
상기 차량주행단계는, 시험개시속도인 60km/h로부터 5km/h 간격으로 한계속도인 100km/h까지를 진입속도로 하여 반복하여 주행시키는 것을 특징으로 한다.The vehicle driving step is characterized in that the vehicle is repeatedly driven from the test start speed of 60 km/h to the limit speed of 100 km/h at intervals of 5 km/h as an entry speed.
상기 시프트라인 설정단계는, 상기 슬립 비율을 15%로 설정하여, 상기 노슬립라인을 y축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.In the step of setting the shift line, the slip ratio is set to 15%, and the no-slip line is moved in the y-axis direction.
상기 차량주행단계는 상기 진입속도로 수막이 형성된 노면을 정속 주행시키는 것을 특징으로 한다.The vehicle driving step is characterized in that the road surface on which the water film is formed is driven at a constant speed at the entry speed.
상기 슬립속도 획득단계는, 상기 좌표평면에서 상기 시프트라인과 상기 테스트라인이 교차점을 판독하여 슬립속도를 획득하는 것을 특징으로 한다.The slip speed obtaining step may include obtaining a slip speed by reading an intersection between the shift line and the test line on the coordinate plane.
상기 시프트라인은 1차 함수 그래프이고, 상기 테스트라인은 2차함수 그래프인 것을 특징으로 한다.The shift line is a linear function graph, and the test line is a quadratic function graph.
상기 슬립속도 획득단계는, 상기 1차 함수 그래프의 함수식과 상기 2차 함수 그래프의 함수식이 같아지는 방정식의 해로부터 상기 슬립속도가 산출되는 것을 특징으로 한다.In the step of acquiring the slip speed, the slip speed is calculated from a solution of an equation in which a function expression of the first-order function graph and a function expression of the second-order function graph are the same.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 타이어의 수막현상 시험 방법에 따르면, 시험을 위하여 휠스피드센서가 불필요하므로, 타이어를 교체할 때마다 휠스피드센서를 장착하는 번거로움이 개선된다.According to the aquaplaning test method of the tire of the present invention having the configuration as described above, since a wheel speed sensor is unnecessary for the test, the inconvenience of installing the wheel speed sensor every time a tire is replaced is improved.
또한, 수막구간에서 속도가 감소함에 따라, 후륜에서도 타이어의 배수성을 평가할 수 있고, 이에 따라 후륜구동 또는 4륜구동에 장착되는 타이어의 배수성도 평가할 수 있다.In addition, as the speed decreases in the water curtain section, the drainage of the tire can be evaluated even on the rear wheels, and accordingly, the drainage of the tires mounted on the rear-wheel drive or 4-wheel drive can be evaluated.
도 1 타이어의 수막현상 시험을 위하여 차량이 수막구간을 주행하는 상태를 도시한 개략도.
도 2는 종래기술에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법에 의해 슬립속도를 획득하는 방법을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법에 의해 슬립속도를 획득하는 방법을 도시한 그래프.
도 4는 타이어의 규격을 도시한 개략도.
도 5는 서로 다른 2개의 타이어의 배수성을 비교하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법을 도시한 순서도.1 is a schematic diagram showing a state in which a vehicle drives in an aquaplaning section for a hydroplaning test of a tire.
2 is a graph showing a method for obtaining a slip speed by a tire aquaplaning test method according to the prior art.
3 is a graph showing a method for obtaining a slip speed by the aquaplaning test method of a tire according to the present invention.
Fig. 4 is a schematic view showing the specifications of a tire;
5 is a graph for comparing the drainage of two different tires.
6 is a flowchart illustrating a method for testing aquaplaning of a tire according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for testing aquaplaning of a tire according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 시험 방법은, 차량(1)의 속도를 x축으로 하고, 타이어(2)의 회전수(RPM)를 y축으로 하는 좌표평면에서, 상기 타이어(2)와 노면 사이에 슬립이 되지 않은 상태에서의 상기 차량(1)의 속도와 상기 회전수(RPM)의 관계인 노슬립라인(y0)을 설정하는 노슬립라인 설정단계(S110)와, 상기 좌표평면에서 상기 노슬립라인(y0)을 미리 정해진 슬립 비율만큼 y축방향으로 이동시킨 시프트라인(15%,slip)을 설정하는 시프트라인 설정단계(S120)와, 수막구간에서 미리 설정된 복수의 진입속도(Vn,start)로 상기 차량(1)을 주행시키고 상기 수막구간이 종료되는 지점에서의 진출속도(Vn,end)를 측정하는 차량주행단계(S130)와,In the aquaplaning test method of a tire according to the present invention according to the present invention, the tire ( 2) a no-slip line setting step (S110) of setting a no-slip line (y 0 ), which is a relationship between the speed of the
상기 진입속도(Vn,start)와 상기 진출속도(Vn,end)의 차이를 상기 타이어(2)의 회전수로 변환하고 상기 수막 구간 진입시 상기 타이어(2)의 회전수(RPM)에 보상하여, 상기 타이어(2)의 보상된 회전수(RPMn,hydro)를 획득하는 회전수 보상단계(S140)와, 상기 진입속도(Vn,start)별로 회전수 보상단계(S140)에서 획득한 보상된 회전수(RPMn,hydro)와 해당 진입속도(Vn,start)를 좌표평면에 각각 표시하고, 상기 좌표평면에 표시된 지점을 연결한 테스트라인(ytest)을 획득하는 테스트라인 획득단계(S150)와, 상기 좌표평면에서 상기 시프트라인(15%,slip)과 상기 테스트라인(ytest)이 같아지는 지점의 속도를 슬립속도(Vk)로 판정하는 슬립속도 획득단계(S160)를 포함한다.The difference between the entry speed (V n,start ) and the exit speed (V n,end ) is converted into the number of revolutions of the
노슬립라인 설정단계(S110)는 상기 타이어(2)와 노면 사이에 슬립이 발생하지 않는 상태에서의 상기 차량(1)의 속도에 따른 상기 타이어(2)의 회전수의 관계인 노슬립라인(y0)을 설정한다.In the no-slip line setting step (S110), the no-slip line (y 0 ) is set.
상기 차량(1)의 속도를 x축으로 하고, 상기 타이어(2)의 회전수를 y축으로 하는 좌표평면에서, 상기 타이어(2)가 슬립하지 않는 상태를 가정하여, 상기 차량(1)의 속도와 상기 타이어(2)의 회전수의 관계를 도시한다.On a coordinate plane with the speed of the
상기 타이어(2)와 노면 사이에 슬립이 발생하지 않으면, 상기 차량(1)의 속도와 상기 타이어(2)의 둘레의 선속도는 동일하다.If slip does not occur between the
또한, 상기 타이어(2)의 규격을 알고 있는 상태에서, 상기 타이어(2)의 회전수를 알면 상기 타이어(2) 둘레의 선속도를 구할 수 있다. 이러한 관계에 의해, 노슬립 상태에서 상기 차량(1)의 속도에 따른 상기 타이어(2)의 회전수를 구할 수 있다.In addition, if the number of revolutions of the
즉, 상기 타이어(2)의 규격은 '205/55R16'과 같이, 단면폭(mm), 편평비, 휠지름(inch)으로 표시되고, 이를 통하여 상기 타이어(2)의 직경(A)을 구할 수 있다. 도 4에서 상기 타이어(2)의 직경(A)은 다음과 같다.That is, the standard of the
A = (H × 2 + I)A = (H × 2 + I)
여기서, A는 타이어(2)의 직경, H는 타이어(2)의 단면높이, I는 타이어(2)가 장착되는 휠의 직경이 된다.Here, A is the diameter of the
한편, 상기 타이어(2)의 편평비(K)는 'K=W/H × 100'이 되므로, 상기 타이어(2)의 단면높이(H)는 'H = (W × K/100)이 된다(W : 타이어의 단면폭, K : 편평비, H : 타이어의 단면높이).On the other hand, since the aspect ratio (K) of the
따라서, 상기 타이어(2)의 직경(A)을 상기 타이어(2)의 규격에 관한 식으로 환산하면,Therefore, when the diameter A of the
여기서, 휠의 직경(I)에 곱해지는 '25.4'는 인치(inch)를 mm로 변환하기 위함이다.Here, '25.4' multiplied by the diameter (I) of the wheel is to convert inches to mm.
상기 타이어(2)의 회전수(RPM)과 상기 타이어(2)의 직경의 관계는 다음과 같다.The relationship between the number of rotations (RPM) of the
상기 차량의 속도(V)는 'V = πA/t'가 되고, 시간 t와 상기 타이어(2)의 회전수(RPM)은 역수관계이므로, 상기의 관계가 성립된다.Since the speed V of the vehicle becomes 'V = πA/t' and the time t and the number of rotations (RPM) of the
통상, 차량의 차속은 'km/h'로 표시되므로, 이를 미터단위로 환산하면 다음과 같다.Normally, the speed of a vehicle is expressed in 'km/h', so converting it into meters is as follows.
여기서, 상기 차량의 속도에 곱해지는 '16.67'은 'km/h'를 'm/min'으로 환산하기 위한 숫자이고, '0.001'은 mm를 m로 변환하기 위함이다.Here, '16.67' multiplied by the speed of the vehicle is a number for converting 'km/h' to 'm/min', and '0.001' is for converting mm to m.
이러한 타이어(2)의 회전수(RPM)가 회전하면, 상기 타이어(2) 둘레의 선속도를 알 수 있다. When the number of revolutions (RPM) of the
이러한 관계에 따라, 상기 좌표평면에 상기 타이어(2)가 슬립하지 않는 것을 가정한 상태에서 상기 차량(1)의 속도와 상기 타이어(2)의 회전수의 관계를 구한다. According to this relationship, the relationship between the speed of the
시프트라인 설정단계(S120)는 상기 좌표평면에서, 상기 노슬립라인(y0)을 미리 정해진 슬립 비율만큼 y축 방향으로 이동시킨 시프트라인(y15%,slip)을 설정한다.In the shift line setting step (S120), a shift line (y 15%, slip ) obtained by moving the no-slip line (y 0 ) in the y-axis direction by a predetermined slip ratio is set on the coordinate plane.
노면의 수막에 의해 상기 타이어(2)에 슬립이 발생하면, 상기 차량(1)의 속도에 비하여 상기 타이어(2)의 회전수(RPM)가 증가하므로, 상기 노슬립라인(y0)을 '+y' 방향으로 이동시켜 상기 시프트라인(15%,slip)을 설정한다.When the
여기서, 상기 슬립 비율을 15%로 설정하여, 상기 노슬립라인(y0)을 y축 방향으로 15% 이동시켜 상기 시프트라인(15%,slip)을 설정한다.Here, by setting the slip ratio to 15%, the shift line ( 15%, slip ) is set by moving the no-slip line (y 0 ) by 15% in the y-axis direction.
여기서, 상기 슬립 비율을 15%로 설정하여, 상기 노슬립라인(y0)을 y축 방향으로 15% 이동시켜 상기 시프트라인(15%,slip)을 설정한다.Here, by setting the slip ratio to 15%, the shift line ( 15%, slip ) is set by moving the no-slip line (y 0 ) by 15% in the y-axis direction.
차량주행단계(S130)는 서로 다른 속도로 미리 설정된 진입속도(Vn,start)로 상기 차량(1)을 상기 수막이 형성된 노면을 주행시킨다.In the vehicle driving step (S130), the
상기 차량주행단계(S130)는 상기 진입속도(Vn,start)로 상기 수막이 형성된 노면을 정속주행시킨다. 종래에는 수막이 형성된 노면에서 차량을 가속 주행시켰으나, 본 발명에서는 수막이 형성된 노면을 정속주행시킨다. 상기 차량(1)을 가속하지 않고 정속주행시키므로, 실질적으로 상기 차량(1)은 상기 수막구간내에서 수막에 의해 속도가 감속하게 되어, 전륜에 의해 수막이 분산되는 현상이 감소하므로 후륜에 장착되는 타이어의 배수성도 평가할 수 있다.In the vehicle driving step (S130), the road surface on which the water film is formed is driven at a constant speed at the entry speed (V n,start ). In the prior art, the vehicle was accelerated and driven on the road surface on which the water film was formed, but in the present invention, the vehicle is driven at constant speed on the road surface on which the water film is formed. Since the
본 발명에서는 상기 차량(1)이 수막이 형성된 노면, 즉 수막구간에 대하여 상기 차량(1)을 미리 설정된 진입속도(Vn,start)로 진입시켜 상기 수막구간을 주행시킨 후, 상기 수막구간의 종료지점에서의 진출속도(Vn,end)를 측정한다. 상기 진입속도(Vn,start)를 달리 하여, 상기 수막구간에서의 진입속도(Vn,start)와 진출속도(Vn,end)를 측정한다. 이때, 상기 차량(1)은 미리 설정된 간격으로 상기 진입속도(Vn,start)를 달리하여 상기 수막구간을 주행시킨다. 예컨대, 시험개시속도인 60km/h부터 5km/h 간격으로 상기 진입속도(Vn,start)를 높여가면서, 한계속도인 약 100km/h까지 진입속도(Vn,start)를 달리하여 주행한다.In the present invention, after the
상기 수막구간은 수막이 형성된 노면 중에서, 실제 테스트에 사용되는 구간을 의미한다.The water film section means a section used in an actual test among road surfaces on which a water film is formed.
회전수 보상단계(S140)는 진입속도(Vn,start)와 진출속도(Vn,end)의 차이를 상기 타이어(2)의 회전수로 변환하여, 상기 수막 구간 진입시 상기 타이어(2)의 회전수(RPM)에 보상한다.In the speed compensating step (S140), the difference between the entry speed (V n,start ) and the exit speed (V n,end ) is converted into the number of revolutions of the
상기 차량(1)은 상기 노면에 존재하는 수막에 의해 상기 수막구간에 진입시의 속도보다 감소되어 상기 수막구간을 진출한다. 상기 진입속도(Vn,start)와 상기 진출속도(Vn,end)의 차이가 수막현상에 의한 상기 타이어(2)의 배수능력의 크기가 된다.The
휠스피드센서없이 수막현상을 시험하는 본 발명에서는 상기 수막구간에 대한 진입속도(Vn,start)와 진출속도(Vn,end)의 차이를 상기 타이어(2)의 회전수로 변환하여, 진입시 타이어(2)의 회전수(RPM)에 더하는 보상을 한다.In the present invention, which tests the aquaplaning phenomenon without a wheel speed sensor, the difference between the entry speed (V n,start ) and the exit speed (V n,end ) for the aquaplaning section is converted into the number of rotations of the
여기서, 수막현상에 반영된 타이어(2)의 보상된 회전수(RPMn,hydro)는 아래와 같이 표현될 수 있다.Here, the compensated rotational speed (RPM n,hydro ) of the
RPMn,hydro = RPMn,start + (RPMn,start - RPMn,end)RPM n,hydro = RPM n,start + (RPM n,start - RPM n,end )
여기서, 'RPMn,start - RPMn,end'는 수막현상에 의해 속도 감소분(배수성으로 표현되는 물의 저항 정도)을 타이어의 회전수로 표현한 값이다.Here, 'RPM n,start - RPM n,end ' is a value expressed by the number of revolutions of the tire as the speed decrease (the degree of water resistance expressed as drainage) due to the hydroplaning phenomenon.
테스트라인 획득단계(S150)는 상기 진입속도(Vn,start)별로 회전수 보상단계(S140)에서 획득한 보상된 회전수(RPMn,hydro)와 해당 진입속도(Vn,start)를 좌표평면에 각각 표시하고, 상기 좌표평면에 표시된 지점을 연결한 테스트라인(ytest)을 획득한다.In the test line acquisition step (S150), the compensated number of rotations (RPM n,hydro ) obtained in the rotation speed compensation step (S140) for each entry speed (V n, start ) and the corresponding entry speed (V n,start ) are coordinates. Each is marked on a plane, and a test line (y test ) connecting points marked on the coordinate plane is obtained.
상기 테스트라인(ytest)은 도 3에 도시된 바와 같이, 2차 함수 그래프로 표현된다. 즉, 상기 진입속도별로 상기 보상된 회전수와 해당 진입속도를 좌표평면에 도 3에 도시된 바와 같이 X로 각각 표시하고, 상기 좌표평면에 표시된 지점(X)을 2차함수로 연결하여 상기 2차함수 그래프로 구한다.As shown in FIG. 3, the test line (y test ) is expressed as a quadratic function graph. That is, the compensated number of revolutions and the corresponding entry speed for each entry speed are displayed as X on the coordinate plane, as shown in FIG. It is obtained as a difference function graph.
슬립속도 획득단계(S160)는, 상기 시프트라인(15%,slip)과 상기 테스트라인(ytest)이 교차하는 지점의 속도를 판독하여, 상기 타이어(2)의 슬립속도를 획득한다.In the slip speed obtaining step (S160), the slip speed of the
상기 좌표평면에 상기 시프트라인(15%,slip)이 설정된 상태에서, 상기 차량주행단계(S130)를 통하여 얻어진 테스트라인(ytest)이 교차하지는 지점의 속도를 읽는다.In a state where the shift line ( 15%, slip ) is set on the coordinate plane, the speed at a point where the test line (y test ) obtained through the vehicle driving step (S130) does not intersect is read.
여기서, 상기 좌표평면에서 상기 시트프라인(15%,slip)과 상기 테스트라인(ytest)이 교차하는 지점의 속도가, 상기 타이어(2)의 슬립속도(VK)가 된다.Here, the speed at the point where the seat line ( 15%, slip ) and the test line (y test ) intersect on the coordinate plane becomes the slip speed (V K ) of the
한편, 상기 슬립속도 획득단계(S160)는 계산에 의해 상기 슬립속도(Vk)를 산출할 수도 있다.Meanwhile, in the slip speed obtaining step (S160), the slip speed V k may be calculated by calculation.
상기 테스트라인(ytest)의 함수식을 라 하고, 15%로 슬립되는 것으로 상기 시프트라인(15%,slip)을 설정한다면, 라 한다면, 'y(test) = y(15%,slip)'일 때, 슬립속도(Vk)를 얻는다.The function expression of the test line (y test ) , and if the shift line ( 15%, slip ) is set to slip at 15%, , when 'y (test) = y (15%,slip) ', the slip speed (V k ) is obtained.
'y(test) = y(15%,slip)'로 하고, 항정리를 하면, 다음과 같은 2차 방정식을 얻을 수 있다.If 'y (test) = y (15%, slip) ' and the term theorem is performed, the following quadratic equation can be obtained.
상기 2차 방정식의 해가 슬립속도(Vk)가 되는 바, 상기 슬립속도(Vk)는 아래와 같이 구해진다.As the solution of the quadratic equation becomes the slip speed (V k ), the slip speed (V k ) is obtained as follows.
즉, 상기 시프트라인(15%,slip)의 함수식과 상기 테스트라인(ytest)의 함수식이 같아지도록 설정된 방정식의 해로부터 상기 슬립속도(Vk)를 산출할 수 있다.That is, the slip speed V k may be calculated from a solution of an equation set so that the function expression of the shift line ( 15%, slip ) and the function expression of the test line (y test ) are the same.
한편, 상기 시프트라인 설정단계(S120)에서 슬립비율을 15%로 하여, 상기와 같은 슬립속도(Vk)를 얻었는 바, 이를 일반화 하면, 다음과 같이, 상기 슬립속도(Vk)를 얻을 수 있다.Meanwhile, in the shift line setting step (S120), the slip ratio was set to 15% to obtain the slip speed (V k ) as described above. If this is generalized, the slip speed (V k ) can be obtained as follows have.
여기서, a, b는 타이어 규격에 의해 알 수 있고, α, β, γ는 시험에 의해 상기 2차 함수 그래프의 값을 산출할 수 있는 바, 상기 슬립속도(Vk)는 계산으로도 산출할 수 있다. 즉, 상기 a, b는 1차함수인 노슬립라인(y0)의 계수와 상수이고, α와 β는 시험에 의해 구한 2차 함수 그래프의 계수이며, γ는 시험에 의해 구한 2차 함수 그래프의 상수이고, k는 슬립비율이다. 상기 α, β, γ는 에 상기 테스트라인이 통과하는 지점의 값을 대입하여 구해진다.Here, a and b can be known by tire specifications, and α, β, and γ can calculate the value of the quadratic function graph by testing, and the slip speed (V k ) can also be calculated by calculation. can That is, a and b are coefficients and constants of the no-slip line (y 0 ), which is a linear function, α and β are coefficients of a graph of a quadratic function obtained by a test, and γ is a graph of a quadratic function obtained by a test. is a constant, and k is the slip ratio. The above α, β, γ are It is obtained by substituting the value of the point through which the test line passes.
도 5에는 2개의 타이어(2)에 대한 수막현상 시험 결과의 일례가 도시되어 있다.5 shows an example of aquaplaning test results for two
아래의 표는 '205/55R16'의 동일한 타이어 규격을 갖고 서로 다른 배수성능을 갖는 2개의 타이어A와 타이어B에 대하여, 앞서 설명한 방법으로 각각 슬립속도(Vk)를 산출한 결과의 일례가 표 1과 표 2로 기재되어있다.The table below shows an example of the results of calculating the slip speed (V k ) for two tires A and B with the same tire specification of '205/55R16' and different drainage performance by the method described above. 1 and Table 2.
타이어
A
tire
A
(RPMn,hydro)Compensated RPM
(RPM n, hydro )
15%, slipSlip speed (km/h)
15% slip
78.1
78.1
타이어
B
tire
B
(RPMn,hydro)Compensated RPM
(RPM n, hydro )
15%, slipSlip speed (km/h)
15% slip
82.6
82.6
슬립 비율을 15%로 하고, 약 60km/h부터 약 5km/h간격으로 약 90km/h까지 진입속도(Vn,start)를 달리하여, 타이어A와 타이어B의 슬립속도(Vk)를 구한 결과, 타이어A의 슬립속도는 78.1km/h, 타이어B의 슬립속도는 82.6km/h가 된다.The slip rate was set to 15%, and the slip speed (V k ) of tire A and tire B was obtained by varying the entry speed (V n,start ) from about 60 km/h to about 90 km/h at intervals of about 5 km/h. As a result, the slip speed of tire A is 78.1 km/h and the slip speed of tire B is 82.6 km/h.
이 결과로부터 타이어B가 수막구간에서의 주행성능이 더 나으므로, 배수성이 우수함을 알 수 있다.From this result, it can be seen that tire B has better drainage performance because it has better driving performance in the water curtain section.
1 : 차량
2 : 타이어
S110 : 노슬립라인 설정단계
S120 : 시프트라인 설정단계
S130 : 차량주행단계
S140 : 회전수 보상단계
S150 : 테스트라인 획득단계
S160 : 슬립속도 획득단계1: vehicle
2 : tire
S110: No-slip line setting step
S120: Shift line setting step
S130: vehicle driving step
S140: RPM compensation step
S150: Test line acquisition step
S160: Slip speed acquisition step
Claims (12)
상기 좌표평면에서 상기 노슬립라인을 미리 정해진 슬립 비율만큼 y축방향으로 이동시킨 시프트라인을 설정하는 시프트라인 설정단계와,
수막구간에서 미리 설정된 복수의 진입속도로 상기 차량을 주행시키고 상기 수막구간이 종료되는 지점에서의 진출속도를 측정하는 차량주행단계와,
상기 진입속도와 상기 진출속도의 차이를 상기 타이어의 회전수로 변환하고, 이를 상기 수막 구간 진입시 상기 타이어의 회전수에 더하는 보상을 하여, 상기 타이어의 보상된 회전수를 획득하는 회전수 보상단계와,
상기 진입속도별로 회전수 보상단계에서 획득한 보상된 회전수와 해당 진입속도를 좌표평면에 각각 표시하고, 상기 좌표평면에 표시된 지점을 연결한 테스트라인을 획득하는 테스트라인 획득단계와,
상기 좌표평면에서 상기 시프트라인과 상기 테스트라인이 같아지는 지점의 속도를 슬립속도로 판정하는 슬립속도 획득단계를 포함하는 타이어의 수막현상 시험 방법.Set a no-slip line that is the relationship between the speed of the vehicle and the number of revolutions in a state where the vehicle speed is the x-axis and the number of revolutions of the tire is the y-axis in a coordinate plane in which there is no slip between the tire and the road surface A no-slip line setting step to do;
A shift line setting step of setting a shift line obtained by moving the no-slip line in the y-axis direction by a predetermined slip ratio on the coordinate plane;
A vehicle driving step of driving the vehicle at a plurality of preset entry speeds in a water curtain section and measuring an exit speed at a point where the water curtain section ends;
A rotation speed compensating step of converting the difference between the entry speed and the exit speed into the rotation speed of the tire, and compensating for adding the difference to the rotation speed of the tire when entering the water film section to obtain the compensated rotation number of the tire; ,
A test line acquisition step of displaying the compensated number of revolutions obtained in the revolution speed compensation step and the corresponding entry speed for each entry speed on a coordinate plane, and acquiring a test line connecting points marked on the coordinate plane;
and a slip speed acquisition step of determining, as a slip speed, a speed at a point where the shift line and the test line are identical on the coordinate plane.
상기 노슬립라인은 상기 타이어의 규격에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 1,
The method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that the no-slip line is set according to the standard of the tire.
상기 타이어의 회전수는,
(V : 차량의 속도, A : 타이어의 직경),
상기의 식으로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 2,
The rotational speed of the tire is
(V: vehicle speed, A: tire diameter),
A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that it is obtained from the above formula.
상기 타이어의 직경은,
상기 타이어의 규격으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 3,
The diameter of the tire is
A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that determined from the specifications of the tire.
상기 타이어의 직경은,
(W : 타이어의 단면폭, K : 편평비, H : 타이어의 단면높이, I : 휠의 직경),
상기의 식으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 4,
The diameter of the tire is
(W: tire section width, K: aspect ratio, H: tire section height, I: wheel diameter),
A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that it is determined from the above formula.
상기 차량주행단계는,
시험개시속도로부터 미리 설정된 속도간격으로 한계속도까지를 진입속도로 하여 반복하여 주행시키는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 1,
In the vehicle driving step,
A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that the tire is driven repeatedly from the test start speed to the limit speed at a preset speed interval as an entry speed.
상기 차량주행단계는,
시험개시속도인 60km/h로부터 5km/h 간격으로 한계속도인 100km/h까지를 진입속도로 하여 반복하여 주행시키는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 6,
In the vehicle driving step,
A hydroplaning test method of a tire, characterized in that the tire is driven repeatedly from the test start speed of 60 km/h to the limit speed of 100 km/h at intervals of 5 km/h as the entry speed.
상기 시프트라인 설정단계는,
상기 슬립 비율을 15%로 설정하여, 상기 노슬립라인을 y축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 1,
In the step of setting the shift line,
A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that the slip ratio is set to 15% and the no-slip line is moved in the y-axis direction.
상기 차량주행단계는 상기 진입속도로 수막이 형성된 노면을 정속 주행시키는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 1,
The method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that in the vehicle driving step, the road surface on which the water film is formed is driven at a constant speed at the entry speed.
상기 슬립속도 획득단계는,
상기 좌표평면에서 상기 시프트라인과 상기 테스트라인이 교차점을 판독하여 슬립속도를 획득하는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 1,
In the step of obtaining the slip speed,
A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that the slip speed is obtained by reading an intersection of the shift line and the test line on the coordinate plane.
상기 시프트라인은 1차 함수 그래프이고,
상기 테스트라인은 2차함수 그래프이며,
상기 테스트라인은, 상기 진입속도별로 상기 보상된 회전수와 해당 진입속도를 좌표평면에 각각 표시하고, 상기 좌표평면에 표시된 지점을 2차함수로 연결하여 상기 2차함수 그래프로 구하는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.According to claim 1,
The shift line is a linear function graph,
The test line is a quadratic function graph,
The test line displays the compensated number of revolutions and the corresponding entry speed for each entry speed on a coordinate plane, and connects the points displayed on the coordinate plane with a quadratic function to obtain a graph of the quadratic function. Characterized in that Tire aquaplaning test method.
상기 슬립속도 획득단계는,
상기 1차 함수 그래프의 함수식과 상기 2차 함수 그래프의 함수식이 같아지는 하기의 방정식의 해로부터 상기 슬립속도가 산출되고,
상기 2차 함수 그래프의 함수식은 상기 테스트라인이 통과하는 지점의 값을 에 대입하여 구해지는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 시험 방법.
(Vk : 슬립속도, α, β : 시험에 의해 구한 2차 함수 그래프의 계수, γ : 시험에 의해 구한 2차 함수 그래프의 상수, k : 슬립비율, a : 노슬립라인(y0)의 계수, b : 노슬립라인의 상수)According to claim 11,
In the step of obtaining the slip speed,
The slip speed is calculated from the solution of the following equation in which the function expression of the first-order function graph and the function expression of the second-order function graph are the same,
The function expression of the quadratic function graph is the value of the point where the test line passes A method for testing aquaplaning of a tire, characterized in that obtained by substituting
(V k : slip speed, α, β: coefficient of the quadratic function graph obtained by the test, γ: constant of the quadratic function graph obtained by the test, k: slip ratio, a: of the no-slip line (y 0 ) coefficient, b: constant of the no-slip line)
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