KR20100048133A

KR20100048133A - Method for evaluating tire surface wear

Info

Publication number: KR20100048133A
Application number: KR1020080107158A
Authority: KR
Inventors: 고범진
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-11

Abstract

PURPOSE: A tire surface abrasion evaluating method is provided to evaluate the abrasion of the tire surface of a vehicle, based on the temperature of the tire surface. CONSTITUTION: A tire surface abrasion evaluating method comprises following steps. The surface temperature of the tread of the tire is measured before the motion of the vehicle. A biaxial accelerometer is mounted on the vehicle and operation severity is quantitively measured. The temperature of the tread surface is measured after the motion of the vehicle.

Description

Method for evaluating wear of a tire surface of a vehicle {Method for evaluating tire surface wear}

본 발명은 차량의 타이어 표면의 마모 정도를 평가하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the wear level of a tire surface of a vehicle.

일반적으로 타이어 마모는 주행 중 다양한 요인과 복잡한 메커니즘에 의해 발생한다. 그러므로 타이어 관련 업체에서는 타이어 마모의 주요인자에 대한 연구 및 마모 성능 개선을 위한 설계기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.In general, tire wear is caused by various factors and complex mechanisms during driving. Therefore, tire-related companies are putting much effort into researching major factors of tire wear and developing design technology to improve wear performance.

예를 들어 타이어의 고무 조성물, 구조, 주행조건, 노면, 대기온도 등에 따라 타이어의 전체적인 마모량 및 마모 형상이 달라진다. 그 중에서도 타이어의 외측과 내측의 마모량이 달라 한쪽으로 경사지게 마모가 진행되는 편마모(One-sided Wear)와 중앙부에 마모가 집중되는 중앙 조기 마모가 가장 빈번하게 발생하고 있다. 이를 평가하기 위해 실차 마모 시험 및 실내 대용 특성 등을 이용하고 있지만 시간 및 비용이 많이 드는 단점이 있을 수 있다.For example, the overall wear amount and wear shape of the tire vary depending on the rubber composition, structure, running conditions, road surface, air temperature, and the like of the tire. Among them, the amount of wear on the outside and the inside of the tire is different. One-sided wear in which the wear progresses inclined to one side and the central premature wear in which the wear is concentrated in the center are most frequently generated. In order to evaluate this, actual vehicle abrasion test and indoor substitute characteristics are used, but there may be a disadvantage in that it is time and costly.

현재 이와 같은 단점을 극복하기 위해 실차로 간단히 평가하는 종래 기술은 아래와 같다(도 1 참조).At present, a conventional technique of simply evaluating a vehicle to overcome such disadvantages is as follows (see FIG. 1).

(a), 타이어(1)을 약 10km 주행하여 초기 이상마모 효과를 제가한 후 타이어 를 청소한다.(a) Run the tire (1) approximately 10 km to remove the initial abnormal wear effect and clean the tire.

(b) 트레드 표면과 조도 차이가 많이 나는 색상(흰색)의 스프레이를 사용하여 트레드 전면에 분사하여 완전히 건조시킨다. (b) Spray completely on the front of the tread using a color (white) spray that differs in roughness from the tread surface.

(c) 트레드 표면에 격자를 나누어 주행전 반사 조도 탐침(2) 및 반사 조도 계측기(3)를 이용하여 반사도를 측정한다.(c) Measure the reflectivity by dividing the grid on the surface of the tread using the reflection illuminance probe (2) and the reflection illuminometer (3) before driving.

(d) 차량에 타이어 장착후 일정거리를 주행한다.(d) Drive a certain distance after installing the tire on the vehicle.

(e) 주행후 오염물을 닦아낸 후 주행전 측정한 트레드 부분에서 반사도를 측정한다.(e) Wipe off the dirt after driving and measure the reflectance at the tread measured before driving.

(f) 주행전후의 반사도 값을 비교하여 마모량을 예측한다.(f) Predict the amount of wear by comparing the reflectance values before and after driving.

위와 같이 트레드 표면에 스프레이 페인트를 분사하고 주행전후의 반사도를 이용하여 마모량을 예측하는 시험법은 다음과 같은 단점이 있어 타이어의 편마모 평가 및 예측에 문제가 있다.As described above, the test method of spraying spray paint on the tread surface and using the reflectivity before and after the driving has the following drawbacks, which causes problems in the evaluation and prediction of the wear of the tire.

. 반사도 측정전 10km정도의 예비 주행 시간과 스프레이 페인트를 분사하여 건조시켜야 하는 시험상의 번거로움이 있다.. There is a preliminary running time of about 10km before the reflectivity measurement and the troublesome test that requires spray drying.

. 또한 트레드 표면에 스프레이 페인트를 일정한 두께로 분사하기가 매우 어렵다.. It is also very difficult to spray spray paint with a certain thickness on the tread surface.

. 주행후 타이어의 트레드 표면에 이물질 오염이 발생하며 반사도 측정 오차가 발생한다.. After running, dirt on the tread surface of the tire is generated and reflectance measurement error occurs.

. 주행하는 시험 노면의 돌기나 이물질에 의한 트레드 표면의 스프레이 페인트가 광범위하게 제거되는 현상이 발생하며 이는 실제 타이어의 마모 현상과 큰 차 이를 보인다.. Extensive removal of spray paint on the tread surface caused by bumps or debris on the running test surface is a big difference from the actual tire wear.

.페인트의 특성상 코너링, 제동 등 가혹한 시험 평가가 불가하다.Due to the nature of the paint, harsh test evaluation such as cornering and braking is not possible.

따라서, 따라서 실차에서 차량 휠 얼라인먼트, 주행 조건 등을 모두 감안한 타이어의 이상 마모 발생에 대한 조기 검증 평가 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for an early verification evaluation method for occurrence of abnormal wear of tires in consideration of vehicle wheel alignment, driving conditions, and the like in a real vehicle.

본 발명의 목적은 타이어 표면의 마모 정도를 타이어 표면의 온도를 측정한 것에 기초하여 평가할 수 있게 하는 차량의 타이어 표면의 마모 평가 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for evaluating wear on a tire surface of a vehicle that enables to evaluate the wear level of a tire surface based on a measurement of the temperature of the tire surface.

본 발명의 목적에 따라, 차량의 타이어 표면의 마모 평가 방법에 있어서,According to the object of the present invention, in the wear evaluation method of the tire surface of a vehicle,

주행전 타이어의 트레드의 표면 온도를 계측하는 단계;Measuring the surface temperature of the tread of the tire before traveling;

상기 차량에 2축 가속도계를 장착하여 하기 식에 기초하여 운전 가혹도를 정량적으로 측정하는 단계;Mounting a two-axis accelerometer on the vehicle to quantitatively measure driving severity based on the following equation;

주행후 상기 트레드 표면온도를 계측하는 단계; 및Measuring the tread surface temperature after running; And

상기 트레드 각 부분에 대한 온도 증가에 따라 트레드의 마모 정도를 평가하는 단계를 포함하는, 차량의 타이어 표면의 마모 평가 방법이 제공되고 식은 다음과 같다.A method of evaluating wear of a tire surface of a vehicle is provided, comprising evaluating the degree of wear of the tread as the temperature increases for each part of the tread.

식expression

G_i : 구동, 제동, 우회전, 좌회전시 각각의 가속도 계측값G _i : Acceleration measurement value for driving, braking, turning right and turning left

DSN₁ : 프리 롤링(Free Rolling) 지수 (전후 방향 가속도 |Gx| ≤0.2, 횡 방향 가속도 |Gy| ≤0.2)DSN ₁ : Free Rolling Index (forward and backward acceleration | Gx | ≤0.2, transverse acceleration | Gy | ≤0.2)

DSN₂ : 구동 가혹 지수 (전후 방향 가속도 Gx > 0.2)DSN ₂ : Driving Severity Index (Forward and Backward Acceleration Gx> 0.2)

DSN₃ : 제동 가혹 지수 (전후 방향 가속도 Gx < - 0.2)DSN ₃ : Braking Severity Index (Gx <-0.2)

DSN₄ : 좌회전 가혹 지수 (Gy > 0.2)DSN ₄ : Left Turn Severity Index (Gy> 0.2)

DSN₅ : 우회전 가혹 지수 (Gy < -0.2)DSN ₅ : Right Turn Severity Index (Gy <-0.2)

N : 전체 주행거리에 대한 타이어 총회전수.N: Total tire speed for the entire mileage.

발명의 실시예에 따라서, 상기 운전가혹도 측정은, 선택된 실제 코스와 동일하게 조정된 단축코스 주행에 의해 실시된다. According to an embodiment of the invention, the driving severity measurement is performed by a shortened course run that is adjusted in the same way as the selected actual course.

발명의 실시예에 따라서, 상기 단축코스는 바람직하게는 1 내지 5 km 일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the short courses may be 1 to 5 km preferably.

발명의 실시예에 따라서, 상기 타이어 표면 온도 계측은 적외선 온도계를 측정될 수 있다.According to an embodiment of the invention, the tire surface temperature measurement may measure an infrared thermometer.

본 발명에 따라, 실차 주행 조건 단순화를 통한 타이어 트레드 표면온도 측정법은 다음과 같은 이점이 있다.According to the present invention, the tire tread surface temperature measurement method by simplifying the actual vehicle driving conditions has the following advantages.

예를 들면 1 내지 5 km 정도의 짧은 단축 코스를 주행함으로써 시간적, 비용적으로 유리하며, 트레드부의 온도 증가분을 평가함으로써 타이어를 많이 마모시 키지 않고 이상 마모 평가가 가능한 잇점이 있고, 실차 차량의 문제점과 운전 코스에 의한 특성이 거의 반영될 수 있어 차량의 문제점을 조기에 발견할 수 있다는 잇점이 있다.For example, it is advantageous in terms of time and cost by running a short short course of about 1 to 5 km, and by evaluating the temperature increase of the tread part, an abnormal wear evaluation can be performed without a great wear of the tire. The characteristics of the vehicle and the driving course can be almost reflected, so that the problem of the vehicle can be detected early.

종래의 스프레이 페인트의 마모를 이용한 편마모 시험법은 시험상의 번거로움 및 페인트의 마모를 실제 타이어의 마모 현상으로 간주하기 힘들다는 단점이 있고 가혹한 조건의 평가가 사실상 불가하다. 이를 보완하기 위해 운전 조건 정량화, 트레드 표면온도 측정 방법을 이용하여 이상 마모 평가가 가능한 시험법을 본 발명에서 제공한다.The conventional wear test using the wear of the spray paint has the disadvantage that it is difficult to consider the cumbersome test and the wear of the paint as the actual tire wear phenomenon, and it is virtually impossible to evaluate the harsh conditions. In order to compensate for this, the present invention provides a test method capable of evaluating abnormal wear by using quantification of operating conditions and a method of measuring tread surface temperature.

주행중 타이어 트레드부에서 발생하는 마찰열은 마찰에너지에 상응하여 발생한다. 또한 마찰에너지는 마모와 높은 상관성이 있으므로 주행후 타이어 트레드 표면에서 발생하는 마찰열을 이용하여 이상 마모를 평가하는 것이 가능하다.Friction heat generated from the tire tread portion during driving is generated corresponding to the friction energy. In addition, since friction energy has a high correlation with wear, it is possible to evaluate abnormal wear by using friction heat generated from the tire tread surface after driving.

실제 차량의 운전조건은 일반적으로 차량의 가속도를 계측함으로써 정량화 할 수 있다. 이렇게 계측된 가속도를 차량의 각 운전 상태에 따라 하기의 식(1)과 같이 정량화하여 운전가혹도 지수(DSN_i)를 산출할 수 있다.Actual driving conditions can generally be quantified by measuring the acceleration of the vehicle. The acceleration thus measured can be quantified according to each driving state of the vehicle as shown in Equation (1) below to calculate the driving severity index DSN _i .

식(1)Formula (1)

도 3은 실시간 운전가혹도(DSN) 분석을 구현한 일예를 도시한 것이다. 당업자는 도 3에 도시된 예에 기초하여 다양하게 수정하여 구현할 수 있을 것이다.3 illustrates an example of implementing real-time driving severeness (DSN) analysis. Those skilled in the art will be able to implement various modifications based on the example shown in FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 차량(4) 내부에 2축 가속도계(5)를 부착하여 차량 타이어가 1회전할 때마다 2축 가속도 신호를 수집한다. 수집된 데이터는 예를 들면 디지털-아날로그 변환기, 전용단말기 또는 계산장치로서 노트북 컴퓨터 등을 사용하여 전술한 식(1)을 계산할 수 있다. 계산 결과는 컴퓨터의 표시장치 상에 이를 테면 도 3(b)와 같이 실시간 운전 가혹도 표시를 할 수 있다. 수집된 가속도 데이터는 식(1)에 준하여 주행 코스 전체의 차량의 타이어 전체 회전수를 동시에 수집해서 계산하게 되는데, 식(1)과 같이 각각의 전후, 좌우 방향의 가속도를 구간별로 구분해서 DSN1 ~ DSN5의 개별 가혹도 지수를 산출할 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the biaxial accelerometer 5 is attached to the inside of the vehicle 4 to collect the biaxial acceleration signal every time the vehicle tire is rotated once. The collected data can be used to calculate Equation (1) above using, for example, a digital-to-analog converter, a dedicated terminal or a notebook computer as a computing device. The calculation result may be displayed on the display device of the computer, such as the real-time driving severeness as shown in Figure 3 (b). Collected acceleration data is calculated by simultaneously collecting the total number of tires of the tire of the vehicle for the entire driving course according to Equation (1). The individual severity index of DSN5 can be calculated.

도 3에 도시한 바는, 일반적인 코스 조건과 유사한 코스를 주행하고 주행전 후의 온도 변화를 계측하여 이상마모를 판정하고자 하는 것이다.As shown in FIG. 3, abnormal wear is determined by running a course similar to general course conditions and measuring a temperature change before and after the run.

예를 들면, 고속도로, 산악로 등의 특정 지역의 운전 조건은 온도 계측 평가를 위해 약 1~5km 가량의 짧은 구간의 시험로를 주행하는 것으로 운전조건을 축소, 단순화하는 것이 필요한데, 이에 대한 구체적인 예를 도 2에 도시하였다. 도 2(a)는 예로서 약 250km,의 실제 전체 주행코스를 나타낸 것이며, 도 2(b)는 1 내지 5km의 단축 모델 코스를 나타낸 것이며, 도 2(c)에 대해서는 후술하도록 하겠다.For example, the driving conditions of a specific area such as a highway or a mountain road are required to reduce and simplify the driving conditions by driving a short test path of about 1 to 5 km in order to evaluate the temperature measurement. Is shown in FIG. 2. FIG. 2 (a) shows an actual overall driving course of about 250 km, for example, FIG. 2 (b) shows a short model course of 1 to 5 km, and FIG. 2 (c) will be described later.

이를 위해 도 3과 같이 전술한 바와같이 차량내 실시간 운전 조건 분석 장치를 설치하고 운전자가 1 ~ 5km 가량의 단축 코스를 주행하면서 정량화된 일반 코스의 운전가혹도 지수와 동일하게 나타나도록 운전이 가능하도록 구성한다.To this end, as described above, as shown in FIG. 3, a real-time driving condition analysis apparatus is installed in the vehicle, and the driver can drive the vehicle to be displayed in the same way as the severity index of the quantified general course while driving the short course of about 1 to 5 km. Configure.

도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 이어서 적외선 온도계(6)를 이용하여 단축 코스를 주행하기 전, 후의 트레드 표면 온도 증가량을 분석하여 타이어 표면상의 이상 마모를 손쉽게 평가가 가능하다.As shown in Fig. 2 (c), the anomaly wear on the tire surface can be easily evaluated by analyzing the tread surface temperature increase amount before and after running the short course using the infrared thermometer 6.

이는 기존 기술과 달리 산악로, 고속 도로 등 운전 조건이 상이한, 특정 코스의 조건을 감안하여 실차 상태에서 타이어의 이상 마모를 단시간에 평가가 가능하다는 큰 장점이 있다.Unlike the existing technology, it is possible to evaluate abnormal wear of a tire in a real time in a short time in consideration of the conditions of a specific course, in which driving conditions such as a mountain road and a high-speed road are different.

도 4는 주행코스에 따른 차량별 타이어 마모 경향을 그래프로 나타낸 것이다. 도 4에서 횡축은 타이어 내측 센터 외측을 나타내고 종축은 온도 증가량을 나타낸다.4 is a graph showing a tire wear trend for each vehicle according to a driving course. In FIG. 4, the horizontal axis represents the tire inner center outside, and the vertical axis represents the temperature increase amount.

도 4(a)는 주행코스 1에서 차량 A는 균일마모, 차량 B는 약간의 외측 숄더 편마모 경향으로 트레드 온도 증가 경향이 나타남을 보이고 있다. 도 4(b)는 주행 코스 2에서 차량 A는 센터 마모가 증가하고 차량 B는 외측 숄더 편마모가 더욱 악화되는 경향으로 나타남을 보이고 있다.FIG. 4 (a) shows that in the driving course 1, the vehicle A is uniformly worn and the vehicle B is slightly worn on the outer shoulder, and thus the tread temperature increases. FIG. 4 (b) shows that the vehicle A has a tendency to increase center wear and the vehicle B has a tendency to worsen the outer shoulder wear on the driving course 2.

도 5는 실차 단축 코스에서의 온도 계측을 통한 타이어 이상 마모 평가 방법의 흐름을 나타낸 것이다.Figure 5 shows the flow of the tire abnormal wear evaluation method by measuring the temperature in the actual vehicle short course.

먼저, 실차 주행 코스에 대한 운전가혹도(DSN)를 계측한다. 이것은 앞에서도 서술한 바와 같이, 가혹도 분석장치를 이용하여 구동, 제동, 좌/우 회전 각각에 대한 DSN1, DSN2 DSN3 DSN4, DSN5를 정량적으로 추출한다.First, the driving severity DSN for the actual vehicle driving course is measured. As described above, the severity analyzer is used to quantitatively extract DSN1, DSN2, DSN3, DSN4, and DSN5 for driving, braking, and left / right rotations, respectively.

차량 내 실시간 운전가혹도 분석장치 및 평가 타이어를 장착한다. 2축 가속도 계측, 가혹도 분석 및 표시장치가 장착될 수 있다.In-vehicle real-time driving severity analyzer and evaluation tires are installed. It can be equipped with two-axis acceleration measurement, severity analysis and display.

주행전 트레드 표면 온도를 계측한다. 이때에는 적외선 온도계가 이용될 수 있다.Measure the tread surface temperature before driving. In this case, an infrared thermometer may be used.

실시간 가혹도 표시장치를 이용한 단축 코스 주행(예를 들면 1 내지 5km)을 실시하는데, DSN₁, DSN₂, DSN₃, DSN₄, DSN₅ 수준에 대응하게 실제 코스와 동일하도록 조정하여 실시한다. 운전자는 구동, 제동, 좌/우 회전 각각에 대하여 실제 주행조건과 유사하게 차량상태를 조정하면서 단축코스를 주행한다.Short-term course driving (for example, 1 to 5 km) is performed using a real-time severity display device, and adjusted according to the actual course to correspond to the levels of DSN ₁ , DSN ₂ , DSN ₃ , DSN ₄ , and DSN ₅ . The driver runs the short course while adjusting the vehicle condition similarly to the actual driving conditions for each of driving, braking, and left / right rotations.

주행후 트레드 표면 온도를 측정한다.Measure the tread surface temperature after running.

트레드 각 부분에 대한 온도 증가를 분석한다. 운전자는 구동, 제동, 좌/우 회전 각각에 대하여 실제 주행조건과 유사하게 차량 상태를 조정하면서 단축 코스를 주행한다.Analyze the temperature increase for each part of the tread. The driver runs the short course while adjusting the vehicle condition similarly to the actual driving conditions for each of the driving, braking, and left / right rotations.

도 1은 종래 기술의 타이어 트레드 마모 평가 방법을 설명하는 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a tire tread wear evaluation method of the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 단축 코스 주행과 온도 계측예를 도시한 도면.2 is a diagram showing an example of a short course run and temperature measurement according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 실시간 운전가혹도 분석장치 구성의 예를 도시한 도면.Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of the real-time driving severeness analysis apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따라, 주행코스에 따른 차량별 타이어 마모 경향의 예를 나타낸 그래프.4 is a graph showing an example of tire wear tendency for each vehicle according to a driving course according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 타이어 마모 방법의 실시를 위한 단계의 흐름도.5 is a flowchart of steps for implementing a tire wear method according to the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing

1; 타이어One; tire

4; 차량4; vehicle

5; 2축 가속도계5; 2-axis accelerometer

6; 적외선 온도계6; Infrared Thermometer

Claims

In the wear evaluation method of the tire surface of a vehicle,

Measuring the surface temperature of the tread of the tire before traveling;

Mounting a two-axis accelerometer on the vehicle to quantitatively measure driving severity based on the following equation;

Measuring the tread surface temperature after running; And

And evaluating the degree of wear of the tread as the temperature increases for each portion of the tread.

expression;

G _i : Acceleration measurement value for driving, braking, turning right and turning left

DSN ₁ : Free Rolling Index (forward and backward acceleration | Gx | ≤0.2, transverse acceleration | Gy | ≤0.2)

DSN ₂ : Driving Severity Index (Forward and Backward Acceleration Gx> 0.2)

DSN ₃ : Braking Severity Index (Gx <-0.2)

DSN ₄ : Left Turn Severity Index (Gy> 0.2)

DSN ₅ : Right Turn Severity Index (Gy <-0.2)

N: Total tire speed for the entire mileage.

The method for evaluating wear of a tire surface of a vehicle according to claim 1, wherein the driving severity measurement is performed by a shortened course run adjusted equally to the selected actual course.

3. The method of claim 2, wherein the short course is 1 to 5 km.

The method of claim 1, wherein the tire surface temperature measurement measures an infrared thermometer.