KR20110065915A - 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법 - Google Patents

타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

타이어 마모 특성을 고려한 노면 상태 분석 장치에서 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법에 관한 것으로, (a) 차량의 하단에 배치된 열화상 카메라를 이용하여 패턴이 없는 스무스 타이어(smooth tire)가 1회전할 경우 노면과 타이어의 트레이드 간에 접촉 여부 결과인 열화상 데이터를 측정하는 단계, (b) 상기 열화상 데이터를 2차원으로 표현하여, 노면의 상태에 따라 노면과 트레이드 간 접촉한 정도를 나타내는 트레이드의 온도 변화 면적 정보와 비접촉한 정도를 나타내는 온도 비변화 면적 정보를 추출하는 단계, 및 (c) 상기 (b) 단계에서 추출된 정보를 합한 열화상 전체 면적 정보와 온도 변화 면적 정보를 이용하여 타이어 마모 특성을 고려한 노면 특성을 대표하는 노면 특성 지수를 계산하는 단계를 포함하는 노면 상태 평가 방법이 제공된다.
이에, 본 발명은 열화상 데이터에서 실제 타이어 트레이드와 노면 간에 접촉하는 온도 변화 정도를 추출함으로써, 실제 타이어 마모 성능과 관련된 노면 특성을 정확히 평가 가능한 효과가 달성된다.
타이어 마모, 노면 평가, 열화상 카메라, 열화상 데이터, 온도 변화

Description

타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법{METHOD FOR ASSESSING ROAD STATE CONTACTING TIRE}
본 발명은 노면 상태 평가 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 타이어 마모 특성을 고려한 노면 상태 분석 장치에서 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 타이어는 크게 원재료인 고무에 약품을 섞어 배합하는 정련 공정, 배합된 고무를 반제품으로 제조하는 압연/압출 공정, 반제품을 일정한 크기로 자르는 재단공정에서 제조된 반제품을 정해진 크기로 조립하는 성형 공정, 및 성형공정으로 만들어진 그린케이스(Green Case)에 열과 압력을 가하여 탄성을 부여하는 가류 공정을 거쳐 완성된다.
이와 같이, 제조되는 타이어는 타이어의 다양한 평가 특성을 반영하여 제조하게 되는데, 즉 마모 특성, 노면 특성 등을 평가한 후, 이를 타이어 제조시에 반영하게 된다. 이중에서도 노면 특성을 평가한다는 것은 타이어의 소음, 진동, 마모에 큰 영향을 주기 때문에 당업자에는 큰 연구 대상이 되고 있다. 여기서, 노면의 상태를 평가하기 위한 대표적인 종래의 방법으로는, 도 1과 같이 차량에 레이저 센서(10)를 장착하여 측정하고자 하는 타이어(20)와 접촉 시의 노면을 주행하면서 노면의 높낮이를 계측하는 것이다. 따라서, 노면 평가 분석자는 계측된 데이터를 이용하여 주파수 분석을 함으로써 노면의 상태를 알 수 있게 되는 것이다.
그러나, 상술한 것과 같은 방법을 이용하여 노면의 상태를 분석하게 되면, 타이어 마모에 관련된 노면 특성이 정확히 반영되지 못하는 문제점과 레이저 센서(10)로 계측된 데이터는 노면의 깊이까지 측정하여 실제로 타이어 트레드(20)가 접촉하지 않는 부분까지 계측되므로, 이 데이터가 타이어 마노 특성을 분석하는데 적절하게 반영될 수 없다는 문제점이 발생되었다. 따라서, 타이어 마모 특성을 고려한 노면의 상태를 분석하기 위한 새로운 평가 방법이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량에 장착된 열화상 카메라를 이용하여 열화상 데이터를 측정하고, 이를 2차원으로 표현하여 노면 상태에 따라 노면과 타이어 트레이드 간에 접촉 정도를 나타내는 온도 변화를 분석하여 노면 상태를 정확히 평가하기 위한 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징적 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 노면 상태 분석 장치에서 타이어와 접촉하는 노면 상태를 분석하는 방법으로서, (a) 차량의 하단에 배치된 열화상 카메라를 이용하여 패턴이 없는 스무스 타이어(smooth tire)가 1회전할 경우 노면과 타이어의 트레이드 간에 접촉 여부 결과인 열화상 데이터를 측정하는 단계, (b) 상기 열화상 데이터를 2차원으로 표현하여, 노면의 상태에 따라 노면과 트레이드 간 접촉한 정도를 나타내는 트레이드의 온도 변화 면적 정보와 비접촉한 정도를 나타내는 온도 비변화 면적 정보를 추출하는 단계, 및 (c) 상기 (b) 단계에서 추출된 정보를 합한 열화상 전체 면적 정보와 온도 변화 면적 정보를 이용하여 타이어 마모 특성을 고려한 노면 특성을 대표하는 노면 특성 지수를 계산하는 단계를 포함하는 노면 상태 평가 방법이 제공된다.
여기서, 상기 (b) 단계는, 상기 노면의 상태가 뽀족할 수록 타이어 트레이드 와 접촉한 면적이 적은 결과로 온도 변화 면적이 적은 온도 면화 면적 정보를 추출하고, 상기 노면의 상태가 둥글수록 타이어 트레이드와 접촉한 면적이 많은 결과로 온도 변화 면적이 많은 온도 변화 면적 정보를 추출하게 된다.
본 발명에 의하면, 열화상 데이터에서 실제 타이어 트레이드와 노면 간에 접촉하는 온도 변화 정도를 추출함으로써, 실제 타이어 마모 성능과 관련된 노면 특성을 정확히 평가 가능한 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기존에 레이저 센서를 다수 사용하여 넓은 면적을 스캔하여 분석을 하게 되었으나, 여기서는 타이어 1회전으로 타이어 트레이드 폭 만큼의 노면 특성을 한번에 분석할 수 있다는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 적용되는 타이어가 Smooth 타이어의 구조, Compound 및 패턴을 변경하여 그 형태에 따라 동일 노면에 대하여 타이어간 노면 평가를 하게 되면, 그 차이를 용이하게 확인 가능한 효과가 달성된다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어와 접촉하는 노면 상태를 분석하기 위한 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 타이어와 접촉하는 노면 상태를 분석하기 위한 전체 구조는 노면 상태 분석 장치(100), 열화상 카메라(110), 패턴이 없는 스무스 타이어(120, smooth tire) 등을 구비한다.
여기서, 본 발명의 노면 상태 분석 장치(100)는 열화상 카메라(110)를 이용하여 스무스 타이어(120)의 1회전 동안 타이어 트레이드와 노면 간 접촉 상태를 측정하게 되면, 열화상 데이터를 취득할 수 있게 되고, 취득된 열화상 데이터를 2차원 영상으로 표현하여 열화상 데이터에 나타난 온도 변화 특성을 분석함으로써, 최종적인 노면 상태를 파악하는 기능을 수행하게 된다.
즉, 본 발명의 노면 상태 분석 장치(100)는 열화상 데이터에서 타이어 트레 이드(120)와 노면이 접촉 정도에 따라 크기를 달리하는 온도 변화 면적과 타이어 트레이드(120)와 노면이 접촉하지 않을 경우에 발생하는 비온도 변화 면적을 각각 추출함으로써, 온도 변화에 따른 타이어 마모 특성과 관련된 노면 특성을 파악할 수 있게 되는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 분석 장치(100)에서 수행되는 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하는 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 노면 상태를 파악하기 위한 방법(S200)은 (a) 열화상 데이터를 측정하는 단계(S210), (b) 온도 변화 면적 정보와 비변화 면적 정보를 추출하는 단계(S220), 및 (c) 노면 특성 지수를 계산하는 단계(S230)를 포함한다.
먼저, 본 발명의 S210 단계에서는 차량의 하단에 배치된 열화상 카메라(110)를 이용하여 패턴이 없는 스무스 타이어(smooth tire)가 1회전할 경우 노면과 타이어의 트레이드(120) 간에 접촉 여부 결과인 열화상 데이터를 측정하게 된다.
이어서, 본 발명의 S220 단계에서는 측정된 열화상 데이터를 2차원으로 표현하고, 노면의 상태에 따라 노면과 트레이드(120) 간 접촉한 정도를 나타내는 트레이드의 온도 변화 면적 정보와 비접촉한 정도를 나타내는 온도 비변화 면적 정보를 추출하게 된다. 이때, 온도 변화 면적 정보에는 노면의 상태가 뽀족할 수록 타이어 트레이드(120)와 접촉한 면적이 적을 경우에는 온도 변화 면적이 적게 표시되고, 많을 경우에는 온도 변화 면적이 크게 나타나는 정보를 담고 있다. 따라서, 본 발명의 (b) 단계에서는 타이어 트레이드와 접촉한 면적에 따라 다양한 크기를 갖는 온도 변화 면적 정보와 온도 변화가 없는 온도 비변화 면적 정보를 추출하게 된다.
마지막으로, 본 발명의 (c) 단계에서는 추출된 온도 변화 면적 정보와 온도 비변화 면적 정보를 합한 결과인 열화상 전체 면적 정보와 온도 변화 면적 정보를 이용하여 타이어 마모 특성을 고려한 노면 특성을 대표하는 노면 특성 지수를 계산하게 된다.
이를 정리하자면, 노면 특성 지수(Index)를 계산하는 방법을 하기의 식 1과 같이 간단히 나타낼 수 있다.
Ｉｎｄｅｘ＝（타이어 1회전시 온도 변화 면적／타이어 1회전시 열화상 전체 면적）×１００ ..... (식 1)
이로써, 본 실시예에서는 열화상 카메라(110)를 이용하여 타이어 트레이드(120)와 노면 간에 접촉 정도를 2차원적인 온도 변화 특성을 파악함으로써, 타이어 마모 성능과 관련한 노면 특성을 정확히 평가 가능함을 제공하게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 2차원으로 분석된 열화상 데이터를 나타낸 도면이다.
도 4에서와 같이, 도면 부호 300은 스무스 타이어가 1회전 할 동안에 타이어 트레이드와 노면 간에 접촉 정도에 따라 다양한 크기(검정색 부분)를 갖는 온도 변화 정도를 보여주고 있으며, 도면 부호 310은 온도 변화 정도가 상대적으로 작은 경우를 보여주며, 도면 부호 320은 온도 변화 정도가 상대적으로 큰 경우를 보여주고 있다. 아울러, 본 발명의 도면 부호 400은 스무스 타이어가 1회전 할 동안에 타이어 트레이드와 노면 간에 비접촉인 경우에 온도 변화가 없는 부분(하얀색 부분)을 보여준다.
도 1은 종래의 차량에 장착된 다수의 레이저 센서를 이용하여 노면 상태를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어와 접촉하는 노면 상태를 분석하기 위한 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 분석 장치(100)에서 수행되는 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하는 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 2차원으로 분석된 열화상 데이터를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 노면 상태 분석 장치 110 : 열화상 카메라
120 : 스무스 타이어

Claims (3)

  1. 노면 상태 분석 장치에서 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법으로서,
    (a) 차량의 하단에 배치된 열화상 카메라를 이용하여 패턴이 없는 스무스 타이어(smooth tire)가 1회전할 경우 노면과 타이어의 트레이드 간에 접촉 여부 결과인 열화상 데이터를 측정하는 단계,
    (b) 상기 열화상 데이터를 2차원으로 표현하여, 노면의 상태에 따라 노면과 트레이드 간 접촉한 정도를 나타내는 트레이드의 온도 변화 면적 정보와 비접촉한 정도를 나타내는 온도 비변화 면적 정보를 추출하는 단계, 및
    (c) 상기 (b) 단계에서 추출된 정보를 합한 열화상 전체 면적 정보와 온도 변화 면적 정보를 이용하여 타이어 마모 특성을 고려한 노면 특성을 대표하는 노면 특성 지수를 계산하는 단계
    를 포함하는 노면 상태 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 노면의 상태가 뽀족할 수록 타이어 트레이드와 접촉한 면적이 적은 결과로 온도 변화 면적이 적은 온도 면화 면적 정보를 추출하고,
    상기 노면의 상태가 둥글수록 타이어 트레이드와 접촉한 면적이 많은 결과로 온도 변화 면적이 많은 온도 변화 면적 정보를 추출하게 되는 것을 특징으로 하는 노면 상태 평가 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    하기의 (식 1)과 같이 노면 특성 지수(Index)를 계산하게 되는 것인 노면 상태 평가 방법.
    Ｉｎｄｅｘ＝（타이어 1회전시 온도 변화 면적／타이어 1회전시 열화상 전체 면적）×１００ ..... (식 1)
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