KR20120050486A - 타이어의 고무 인덱스 산출 방법, 장치 및 컴퓨터 판독가능 기억 매체 - Google Patents

타이어의 고무 인덱스 산출 방법, 장치 및 컴퓨터 판독가능 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어의 고무 인덱스를 고정밀도로 산출한다. 고무 인덱스 산출 장치(12)는 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 마찰 에너지를, 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치(14)로 측정하고, 상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 마찰 에너지와 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 샘플의 마찰 에너지에 기초하여, 샘플의 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하고, 설정된 측정 조건으로 샘플의 마모량을 마모량 측정 장치(16)로 측정하고, 측정된 샘플의 마찰 에너지와 마모량에 기초하여 타이어의 고무 인덱스를 산출한다.

Description

타이어의 고무 인덱스 산출 방법, 장치 및 프로그램 {TIRE RUBBER INDEX CALCULATING METHOD, DEVICE, AND PROGRAM}
본 발명은 타이어의 고무 인덱스 산출 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것이고, 특히 자동차 등에 사용되는 공기입 타이어 등의 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
종래, 자동차 등에 사용되는 공기입 타이어 등의 타이어의 마모를 예측하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 타이어의 마모량과 마찰 에너지를 측정하고, 이들에 기초해서 정해지는 고무 인덱스에 의해 타이어의 마모를 예측하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 마찰 에너지를 측정하는 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 타이어에 마킹을 붙여서 타이어 접지면을 카메라에 의해 촬영하고, 그 화상에 기초하여 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량을 측정해서 마찰 에너지를 측정하는 타이어 접지면의 접지부 측정 장치가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 3에는, 타이어의 트레드부에 사용되는 고무의 샘플(시험편)의 마모를 소위 램본(Lambourne) 시험에 의해 측정하는 램본 시험 장치가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 드럼 마모 시험에 의해 타이어의 마모량을 측정하는 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 제3277155호 공보 일본 특허 제3406643호 공보 일본 특허 공개 제2006-242697호 공보 일본 특허 공개 제2003-50190호 공보
타이어의 마모를 예측하기 위해서는, 타이어의 마모량과 마찰 에너지로부터 구해지는 고무 인덱스를 고정밀도로 구하는 것이 중요하지만, 램본 시험은 타이어의 샘플을 지석 드럼에 가압해서 회전시킴으로써 샘플의 마모량을 측정하는 것으로, 마찰 에너지를 측정할 수는 없다. 이로 인해, 마찰 에너지를 산출할 경우, 샘플에 가해지는 축력과 미끄러짐량에 기초하여 평균화된 마찰 에너지로서 산출하고 있었다. 이 경우 축력은, 도 7, 8에 도시한 바와 같이, 접지 전방 단부의 힘(드라이빙력)의 총합과 접지 후방 단부의 힘(브레이킹력)의 총합의 합에 의해 구해지지만, 드라이빙력이 발생하는 방향과 브레이킹력이 발생하는 방향은 역방향이 되기 때문에, 드라이빙력의 총합의 절대값과 브레이킹력의 총합의 절대값이 동일할 경우, 드라이빙력의 총합과 브레이킹력의 총합의 합이 0이 되고, 축력이 0이 되어버리는 경우가 있다. 이에 따라, 마찰 에너지가 0이 되어버리는 경우가 있다.
그러나 실제로는, 도 9에 도시한 바와 같이, 타이어의 접지 후방 단부 근방에 타이어가 마모하는 영역이 존재하고, 특히 마찰 에너지가 낮은 영역에서는, 축력에 기초하여 마찰 에너지를 산출한 것에서는 평균화된 마찰 에너지가 산출되어 버리기 때문에, 고정밀도로 마찰 에너지를 구할 수 없다. 따라서, 축력에 기초하여 마찰 에너지를 구하는 것이 아닌, 전단력에 기초하여 마찰 에너지를 구할 필요가 있다.
전단력에 기초하여 마찰 에너지를 측정하는 장치는, 상술한 바와 같이 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있고, 이 장치를 사용해서 마찰 에너지를 측정하고, 특허문헌 4에 기재된 바와 같은 드럼 마모 시험 장치를 사용해서 타이어의 마모량을 측정해서 고무 인덱스를 산출하는 방법도 생각할 수 있지만, 이들 장치는 샘플이 아닌 실제 타이어의 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량을 측정해서 마찰 에너지를 측정하거나, 마모량을 측정하는 것이다. 이로 인해, 측정 정밀도는 우수하지만, 측정의 준비나 실제 측정에 장시간을 요할 뿐 아니라 비용이 높아진다는 문제가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 미니어처 크기의 타이어를 제작해서 측정하는 방법도 생각할 수 있지만, 미니어처 크기의 타이어를 제조하는 것도 높은 제조 정밀도가 요구되기 때문에 현실적이지 않다.
본 발명은 상기와 같은 사실을 감안하여, 자동차 등에 사용되는 공기입 타이어 등의 타이어의 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있는 타이어의 고무 인덱스 산출 방법, 장치 및 프로그램을 얻는 것이 목적이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 따른 타이어의 고무 인덱스 산출 방법은, 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 타이어 마찰 에너지를, 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치로 측정하는 타이어 마찰 에너지 측정 스텝과, 상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 샘플 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 구하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지와 각 샘플 입력 조건으로 구한 샘플 마찰 에너지에 기초하여, 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하는 설정 스텝과, 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 마모량 측정 장치로 측정하는 샘플 마모량 측정 스텝과, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여, 상기 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 샘플의 마찰 에너지를 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치에 의해 측정하고, 측정한 샘플의 마찰 에너지와 타이어의 마찰 에너지에 기초하여 설정된 측정 조건으로 샘플의 마모량을 측정해서 고무 인덱스를 산출한다. 이로 인해, 종래와 같이 축력에 기초하여 평균화된 마찰 에너지를 산출하는 경우와 비교하여, 고정밀도로 마찰 에너지를 측정할 수 있고, 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있다.
또한, 청구항 2에 기재한 바와 같이, 상기 설정 스텝은 상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과, 상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 마찰 에너지 함수에 기초하여, 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값을 산출하는 스텝과, 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 마찰 에너지 측정 장치에 의해 측정하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과, 설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 측정하고, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 측정하는 샘플 마찰 에너지 측정 스텝과, 상기 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝을 포함하고, 상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하도록 해도 좋다.
또한, 청구항 3에 기재한 바와 같이, 상기 설정 스텝은 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 마찰 에너지 측정 장치에 의해 측정하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과, 설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 측정하고, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 측정하는 샘플 마찰 에너지 측정 스텝과, 상기 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝을 포함하고, 상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하고, 상기 고무 인덱스 산출 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여 고무 인덱스를 산출하는 스텝과, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서 산출한 고무 인덱스에 기초하여, 상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어의 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과, 상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 고무 인덱스 함수에 기초하여 상기 고무 인덱스의 기대값을 산출하는 스텝을 포함하도록 해도 좋다.
또한, 청구항 4에 기재한 바와 같이, 상기 설정 스텝은 상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과, 상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다의 마찰 에너지 함수에 기초하여 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값을 산출하는 스텝과, 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 샘플의 샘플 모델에 기초하여 연산하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과, 설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 연산하고, 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 연산하는 샘플 마찰 에너지 연산 스텝과, 상기 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝을 포함하고, 상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하도록 해도 좋다.
또한, 청구항 5에 기재한 바와 같이, 상기 설정 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 샘플의 샘플 모델에 기초하여 연산하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과, 설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 연산하고, 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 연산하는 샘플 마찰 에너지 연산 스텝과, 상기 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝을 포함하고, 상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하고, 상기 고무 인덱스 산출 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여 고무 인덱스를 산출하는 스텝과, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서 산출한 고무 인덱스에 기초하여, 상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어의 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과, 상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다의 고무 인덱스 함수에 기초하여 상기 고무 인덱스의 기대값을 산출하는 스텝을 포함하도록 해도 좋다.
또한, 상기 타이어의 고무 인덱스 산출 방법은, 다음 장치에 의해 용이하게 실현할 수 있다. 상세하게는, 청구항 6에 기재된 타이어의 고무 인덱스 산출 장치는, 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 타이어 마찰 에너지를, 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치로 측정하는 타이어 마찰 에너지 측정 수단과, 상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 샘플 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 구하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지와 각 샘플 입력 조건으로 구한 샘플 마찰 에너지에 기초하여 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하는 설정 수단과, 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 마모량 측정 장치로 측정하는 샘플 마모량 측정 수단과, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여, 상기 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 수단을 구비한다.
또한, 컴퓨터에 의해 타이어의 고무 인덱스를 산출할 경우, 청구항 7에 기재한 바와 같이, 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 타이어 마찰 에너지를, 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치로 측정하는 타이어 마찰 에너지 측정 스텝과, 상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 샘플 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 구하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지와 각 샘플 입력 조건으로 구한 샘플 마찰 에너지에 기초하여 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하는 설정 스텝과, 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 마모량 측정 장치로 측정하는 샘플 마모량 측정 스텝과, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여, 상기 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 스텝의 각 스텝을 포함하는 타이어의 고무 인덱스 산출 프로그램을 컴퓨터에 실행시키도록 하면 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 자동차 등에 사용되는 공기입 타이어 등의 타이어의 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 고무 인덱스 산출 시스템의 개략 구성도이다.
도 2의 (A)는 샘플의 일례를 나타내는 사시도, (B)는 샘플의 전단력의 특성을 나타내는 선도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치에서 실행되는 고무 인덱스 산출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치에서 실행되는 고무 인덱스 산출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치에서 실행되는 고무 인덱스 산출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제4 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치에서 실행되는 고무 인덱스 산출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 타이어의 접지 전방 단부로부터 접지 후방 단부까지 입력되는 드라이빙력과 브레이킹력의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 타이어의 축력에 대해서 설명하기 위한 이미지도이다.
도 9는 타이어의 접지 전방 단부로부터 접지 후방 단부까지의 사이에서 타이어가 마모하는 영역에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제1 실시 형태에서 설명한 시뮬레이션의 결과 및 종래의 시뮬레이션의 결과로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실내 마모 평가 인덱스와, 실제 차로 주행해서 측정한 타이어의 마모량 등으로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실제 차 마모 시험 인덱스의 관계를 나타내는 그래프다.
도 11은 제2 실시 형태에서 설명한 시뮬레이션의 결과 및 종래의 시뮬레이션의 결과로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실내 마모 평가 인덱스와, 실제 차로 주행해서 측정한 타이어의 마모량 등으로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실제 차 마모 시험 인덱스의 관계를 나타내는 그래프다.
도 12는 제3 실시 형태에서 설명한 시뮬레이션의 결과 및 종래의 시뮬레이션의 결과로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실내 마모 평가 인덱스와, 실제 차로 주행해서 측정한 타이어의 마모량 등으로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실제 차 마모 시험 인덱스의 관계를 나타내는 그래프다.
도 13은 제4 실시 형태에서 설명한 시뮬레이션의 결과 및 종래의 시뮬레이션의 결과로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실내 마모 평가 인덱스와, 실제 차로 주행해서 측정한 타이어의 마모량 등으로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실제 차 마모 시험 인덱스의 관계를 나타내는 그래프다.
(제1 실시 형태)
도 1에는, 본 실시 형태에 따른 타이어의 고무 인덱스 산출 시스템(10)을 나타냈다. 도 1에 도시한 바와 같이, 타이어의 고무 인덱스 산출 시스템(10)은, 타이어의 고무 인덱스 산출 장치(12), 마찰 에너지 측정 장치(14) 및 마모량 측정 장치(16)를 포함하여 구성되어 있다.
타이어의 고무 인덱스 산출 장치(12)는, 도 1에 도시한 바와 같이 CPU(Central Processing Unit)(18), ROM(Read Only Memory)(20), RAM(Random Access Memory)(22), 불휘발성 메모리(24) 및 입출력 인터페이스(I/O)(26)가 버스(28)를 통해 각각 접속된 컴퓨터(30)을 포함하여 구성되어 있다.
I/O(26)에는, 액정 디스플레이 등으로 구성된 모니터(32), 키보드나 마우스 등으로 구성된 조작부(34), 하드 디스크(36) 및 통신 인터페이스(I/F)(38)가 접속되어 있다. 통신 I/F(38)에는, 마찰 에너지 측정 장치(14) 및 마모량 측정 장치(16)가 접속되어 있다.
마찰 에너지 측정 장치(14)는, 예를 들어 고무 인덱스의 산출 대상인 타이어의 트레드부와 동일한 재료로 예를 들어 원판 형상의 샘플의 접지면의 마찰 에너지를 측정한다. 이러한 장치로는, 예를 들어 상술한 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 타이어 접지면의 접지부 측정 장치를 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 타이어 자체가 아닌, 타이어보다 크기가 대폭 작은 샘플의 접지면의 마찰 에너지를 측정하기 때문에, 샘플의 접지면을 촬영하는 카메라의 해상도나 촬영의 샘플링 레이트를, 타이어 접지면의 마찰 에너지를 측정하는 경우보다 높게 하는 것이 바람직하다.
또한, 샘플로는, 예를 들어 도 2(A)에 도시한 바와 같은 샘플(40)이 사용된다. 이 경우, 폭 W가 5mm 이상, 직경 2R이 80mm 미만, 두께(샘플(40)의 외경-내경) D가 5mm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도 2(B)에 도시한 바와 같이, 전단력의 기울기 K가 음이 되는 샘플을 사용하는 것이 바람직하다.
마모량 측정 장치(16)는, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어의 마모량을 측정한다. 이러한 장치로는, 특허문헌 1 및 특허문헌 3에 기재된 바와 같은 소위 램본 시험에 의해 타이어의 마모량을 측정하는 마모 시험 장치를 사용할 수 있다.
이어서, 타이어의 고무 인덱스 산출 장치(12)의 CPU(18)에서 실행되는 처리에 대해서, 도 3에 도시하는 흐름도를 참조하여 설명한다. 또한, 도 3에 도시하는 처리 루틴의 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(36)에 미리 저장되어 있고, CPU(18)가 하드 디스크(36)로부터 프로그램을 판독함으로써 실행된다.
우선, 도 3에 도시하는 스텝(100)에서는, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어의 마찰 에너지를 복수의 타이어 입력 조건으로 측정하도록, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어가 세팅된 마찰 에너지 측정 장치(14)에 지시한다. 타이어 입력의 종류에는, 예를 들어 타이어에 작용하는 구동력(전후력)이나 횡력(좌우력), 제동력 등이 있으므로, 예를 들어 이들의 타이어 입력의 종류의 각각에 대해서 복수의 타이어 입력 조건을 설정한다. 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 타이어 입력 조건으로서 구동력 및 횡력이 설정된 경우에 대해서 설명한다.
마찰 에너지 측정 장치(14)는, 고무 인덱스 산출 장치(12)로부터 측정이 지시되면, 지시된 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서 타이어의 마찰 에너지를 측정한다. 이에 따라, 예를 들어 복수의 상이한 구동력을 타이어에 부여하였을 때의 각 마찰 에너지, 복수의 상이한 횡력을 타이어에 부여하였을 때의 각 마찰 에너지가 각각 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정된다. 측정된 각 마찰 에너지는 고무 인덱스 산출 장치(12)에 출력된다.
스텝(102)에서는, 타이어 입력과 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수를 타이어 입력 조건의 종류마다 산출한다. 즉, 상이한 복수의 구동력을 타이어에 부여해서 측정한 마찰 에너지에 기초하여, 구동력과 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수 f1을 산출한다. 이 마찰 에너지 함수의 산출은, 예를 들어 최소제곱법 등을 이용해서 구할 수 있다. 마찬가지로 하여, 횡력과 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수 f2를 산출한다.
스텝(104)에서는, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어를 장착한 차량으로 실제로 소정의 주행 코스를 주행하였을 때에 측정한 타이어 입력과 그의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와, 스텝(102)에서 구한 마찰 에너지 함수에 기초하여 타이어 입력의 종류마다 마찰 에너지의 기대값을 산출한다.
빈도 데이터는, 예를 들어 이하와 같이 해서 얻어진다. 우선, 타이어에 입력되는 구동력 및 횡력을 측정하는 센서를 차량에 설치해서 상기 주행 코스를 주행하고, 주행 중 구동력 및 횡력을 측정한다. 그리고, 측정된 구동력 및 횡력의 데이터에 기초하여 각 입력의 빈도를 구한다. 이에 따라, 실제 차에서 측정한 구동력 및 횡력과, 이들의 빈도(％)의 관계를 나타내는 빈도 데이터가 얻어진다. 얻어진 빈도 데이터는, 예를 들어 미리 하드 디스크(36)에 저장해 둔다.
그리고, 빈도 데이터 중 타이어의 마찰 에너지를 측정하였을 때의 각 구동력의 데이터에 대응하는 마찰 에너지를 마찰 에너지 함수 f1에 의해 각각 산출하고, 산출한 각 마찰 에너지에 대응하는 빈도를 각각 승산해서 이들을 모두 가산한다. 이에 따라, 구동력의 마찰 에너지의 기대값 Ewd가 산출된다. 예를 들어, 측정된 구동력의 마찰 에너지의 종류를 Ewd1, Ewd2, … Ewdn(n은 구동력의 마찰 에너지의 종류의 수)으로 하고, 그의 빈도를 h1, h2 ‥ hn(n은 구동력의 마찰 에너지의 종류의 수)으로 하였을 경우, 구동력의 마찰 에너지 함수의 기대값 Ewd는 다음 식에 의해 산출된다.
<수학식 1>
Figure pct00001
횡력에 대해서도 마찬가지로 하여 마찰 에너지 Ewc를 구한다. 즉, 측정된 횡력의 마찰 에너지의 종류를 Ewc1, Ewc2, … Ewcn(n은 횡력의 마찰 에너지의 종류의 수)로 하고, 그의 빈도를 h1, h2 ‥ hn(n은 횡력의 마찰 에너지의 종류의 수)으로 하였을 경우, 횡력의 마찰 에너지 함수의 기대값 Ewc는 다음 식에 의해 산출된다.
<수학식 2>
Figure pct00002
스텝(106)에서는, 스텝(104)에서 구한 구동력의 마찰 에너지의 기대값 Ewd와 횡력의 마찰 에너지의 기대값 Ewc를 가산함으로써, 총 마찰 에너지의 기대값 Ew를 산출한다.
스텝(108)에서는, 스텝(106)에서 구한 마찰 에너지의 기대값 Ew에 기초하여, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어의 트레드부와 동일한 재료의 원판 형상의 샘플의 마찰 에너지를 측정하기 위한 측정 조건을 정한다. 최초로 이 스텝을 실행한 경우에는, 스텝(106)에서 구한 구동력의 마찰 에너지의 기대값 Ewd에 대응하는 구동력 및 횡력의 마찰 에너지 Ewc의 기대값 Ewc에 대응하는 횡력을 마찰 에너지 함수 f1, f2를 사용해서 각각 구하고, 구한 구동력 및 횡력을 샘플의 마찰 에너지를 측정하기 위한 측정 조건(샘플 입력 조건)으로서 설정한다.
스텝(110)에서는, 샘플이 세팅된 마찰 에너지 측정 장치(14)에 대하여, 스텝(108)에서 설정한 측정 조건으로 샘플의 마찰 에너지를 측정하도록 지시한다. 이에 따라, 마찰 에너지 측정 장치(14)는, 고무 인덱스 산출 장치(12)로부터 지시된 측정 조건으로 샘플의 마찰 에너지를 측정한다. 이 샘플의 마찰 에너지의 측정은, 샘플의 접지면에 가해지는 전단력 및 미끄러짐량을 측정하고, 이들에 기초하여 마찰 에너지를 구함으로써 행해진다. 측정된 마찰 에너지는 고무 인덱스 산출 장치(12)에 출력된다.
스텝(112)에서는, 스텝(106)에서 구한 타이어의 마찰 에너지의 기대값 Ew와 스텝(110)에서 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정된 샘플의 마찰 에너지가 일치하는지의 여부를 판단하고, 일치하지 않는 경우에는 스텝(108)으로 복귀시켜 측정 조건을 변경해서 상기와 마찬가지의 처리를 반복한다. 그리고, 타이어의 마찰 에너지의 기대값 Ew와 샘플의 마찰 에너지가 일치한 경우에는 스텝(114)으로 이행한다. 이와 같이, 타이어의 마찰 에너지의 기대값 Ew와 샘플의 마찰 에너지가 일치할 때까지 측정 조건을 변경해서 샘플의 마찰 에너지를 측정하는 처리를 반복한다.
스텝(114)에서는, 타이어의 마찰 에너지의 기대값 Ew와 샘플의 마찰 에너지가 일치하는 측정 조건을, 샘플의 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정한다.
스텝(116)에서는, 스텝(114)에서 설정된 측정 조건, 즉 타이어의 마찰 에너지의 기대값 Ew와 샘플의 마찰 에너지가 일치하였을 때의 측정 조건(구동력 및 횡력)으로 마모량을 측정하도록 마모량 측정 장치(16)에 지시한다. 이에 따라, 마모량 측정 장치(16)는, 고무 인덱스 산출 장치(12)에 의해 지시된 측정 조건으로 샘플의 마모량 m을 측정한다. 측정된 마모량은 고무 인덱스 산출 장치(12)에 출력된다.
스텝(118)에서는, 구한 샘플의 마찰 에너지의 기대값 Ew와 마모량 m에 기초하여 고무 인덱스 G를 산출하고, 산출 결과를 예를 들어 모니터(32)나 하드 디스크(36)에 출력하여 산출 결과를 모니터(32)에 표시시키거나, 하드 디스크(36)에 기억시킨다. 또한, 고무 인덱스 G는 다음 식에 의해 구해진다.
<수학식 3>
Figure pct00003
이와 같이 본 실시 형태에서는, 샘플의 마찰 에너지를 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정하고, 측정한 샘플의 마찰 에너지가 타이어의 마찰 에너지와 일치하도록 샘플의 측정 조건을 맞추고, 이 측정 조건으로 측정된 샘플의 마모량과 샘플의 마찰 에너지에 기초하여 고무 인덱스를 산출하고 있다. 이로 인해, 종래와 같이 축력에 기초하여 평균화된 마찰 에너지를 산출하는 경우와 비교하여, 고정밀도로 마찰 에너지를 측정할 수 있고, 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있다.
(제2 실시 형태)
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그의 상세한 설명은 생략한다.
제1 실시 형태에서는, 타이어 입력 조건의 종류마다 마찰 에너지 함수를 구하고, 총 타이어의 마찰 에너지의 기대값을 구한 후 고무 인덱스를 산출하였지만, 본 실시 형태에서는 각 타이어 입력 조건에 대해서 고무 인덱스를 산출하고, 이들의 고무 인덱스로부터 고무 인덱스의 기대값을 산출할 경우에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치는 제1 실시 형태와 동일하므로, 설명은 생략한다.
이어서, 타이어의 고무 인덱스 산출 장치(12)의 CPU(18)에서 실행되는 처리에 대해서, 도 4에 도시하는 흐름도를 참조하여 설명한다. 또한, 도 4에 도시하는 처리 루틴의 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(36)에 미리 저장되어 있고, CPU(18)가 하드 디스크(36)로부터 프로그램을 판독함으로써 실행된다.
우선, 도 4에 도시하는 스텝(200)에서는, 도 3의 스텝(100)과 마찬가지로, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어의 마찰 에너지를 복수의 타이어 입력 조건으로 측정하도록, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어가 세팅된 마찰 에너지 측정 장치(14)에 지시한다.
이에 따라, 마찰 에너지 측정 장치(14)는, 고무 인덱스 산출 장치(12)로부터 지시된 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서 타이어의 마찰 에너지를 측정한다. 이에 따라, 예를 들어 복수의 상이한 구동력을 타이어에 부여하였을 때의 각 마찰 에너지, 복수의 상이한 횡력을 타이어에 부여하였을 때의 각 마찰 에너지가 각각 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정된다. 측정된 각 마찰 에너지는 고무 인덱스 산출 장치(12)에 출력된다.
스텝(202)에서는, 스텝(200)에서 마찰 에너지를 구한 복수의 타이어 입력 조건 중 어느 하나의 타이어 입력 조건을, 샘플의 마찰 에너지를 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정한다.
스텝(204)에서는, 샘플이 세팅된 마찰 에너지 측정 장치(14)에 대하여, 스텝(202)에서 설정한 측정 조건으로 샘플의 마찰 에너지를 측정하도록 지시한다. 이에 따라, 마찰 에너지 측정 장치(14)는, 고무 인덱스 산출 장치(12)로부터 지시된 측정 조건으로 샘플의 마찰 에너지를 측정한다. 측정된 마찰 에너지는 고무 인덱스 산출 장치(12)에 출력된다.
스텝(206)에서는, 스텝(200)에서 구한 타이어의 마찰 에너지와 스텝(204)에서 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정된 샘플의 마찰 에너지가 일치하는지의 여부를 판단하고, 일치하지 않는 경우에는, 스텝(202)으로 복귀시켜 측정 조건을 변경해서 상기와 마찬가지의 처리를 반복한다. 그리고, 타이어의 마찰 에너지와 샘플의 마찰 에너지가 일치한 경우에는 스텝(208)으로 이행하고, 그의 측정 조건을 하드 디스크(36)에 기억한다. 이와 같이, 타이어의 마찰 에너지와 샘플의 마찰 에너지가 일치할 때까지 측정 조건을 변경해서 샘플의 마찰 에너지를 측정하는 처리를 반복한다.
스텝(210)에서는, 스텝(200)에서 측정한 모든 타이어 입력 조건에 대해서 상기한 스텝(202 내지 208)의 처리를 실행하였는지의 여부를 판단하고, 실행한 경우에는 스텝(212)으로 이행하고, 아직 실행하지 않은 타이어 입력 조건이 있을 경우에는, 스텝(202)으로 복귀시켜 상기와 마찬가지의 처리를 반복한다. 이에 따라, 스텝(200)에서 측정한 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대응하는 샘플의 마모량을 측정하기 위한 측정 조건이 각각 설정된다.
스텝(212)에서는, 각 타이어 입력 조건에 대해서 타이어의 마찰 에너지와 샘플의 마찰 에너지가 일치하였을 때의 측정 조건(구동력 및 횡력)으로 마모량을 각각 측정하도록 마모량 측정 장치(16)에 지시한다. 이에 따라, 마모량 측정 장치(16)는, 고무 인덱스 산출 장치(12)에 의해 지시된 각 측정 조건으로 샘플의 마모량을 각각 측정한다. 측정된 각 마모량은 고무 인덱스 산출 장치(12)에 출력된다.
스텝(214)에서는, 각 타이어 입력 조건에 대해서, 샘플의 마찰 에너지와 마모량에 기초하여 고무 인덱스를 각각 산출한다.
스텝(216)에서는, 스텝(214)에서 구한 타이어 입력 조건마다 고무 인덱스에 기초하여, 타이어 입력과 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수를 타이어 입력 조건의 종류마다 산출한다. 즉, 복수의 구동력의 타이어 입력 조건에 대해서 산출된 각 고무 인덱스에 기초하여, 구동력과 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수 f3을 산출한다. 이 고무 인덱스 함수 f3의 산출은, 예를 들어 최소제곱법 등을 이용해서 구할 수 있다. 마찬가지로 하여, 횡력과 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수 f4를 산출한다. 이들 고무 인덱스 함수의 산출은, 예를 들어 최소제곱법 등을 이용해서 구할 수 있다.
스텝(218)에서는, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어를 장착한 차량에서 실제로 소정의 주행 코스를 주행하였을 때에 측정한 타이어 입력과 그의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와, 스텝(216)에서 구한 타이어 입력 조건의 종류마다 고무 인덱스 함수에 기초하여, 고무 인덱스의 기대값을 타이어 입력 조건의 종류마다 산출한다.
즉, 빈도 데이터 중 타이어의 마찰 에너지를 측정하였을 때의 각 구동력의 데이터에 대응하는 고무 인덱스를 고무 인덱스 함수 f3에 의해 각각 산출하고, 산출한 각 고무 인덱스에 대응하는 빈도를 각각 승산해서 이들을 모두 가산한다. 이에 따라, 구동력의 고무 인덱스의 기대값 Gd가 산출된다. 예를 들어, 구동력의 고무 인덱스의 종류를 Gd1, Gd2, … Gdn(n은 구동력의 고무 인덱스의 종류의 수)으로 하고, 그의 빈도를 h1, h2 ‥ hn(n은 구동력의 고무 인덱스의 종류의 수)으로 하였을 경우, 구동력의 고무 인덱스의 기대값 Gd는 다음 식에 의해 산출된다.
<수학식 4>
Figure pct00004
횡력에 대해서도 마찬가지로 하여 고무 인덱스 Gc를 구한다. 즉, 횡력의 고무 인덱스의 종류를 Gc1, Gc2, … Gcn(n은 횡력의 고무 인덱스의 종류의 수)으로 하고, 그의 빈도를 h1, h2 ‥ hn(n은 횡력의 고무 인덱스의 종류의 수)으로 하였을 경우, 횡력의 고무 인덱스의 기대값 Gc는 다음 식에 의해 산출된다.
<수학식 5>
Figure pct00005
스텝(220)에서는, 스텝(218)에서 구한 구동력의 고무 인덱스의 기대값 Gd와 횡력의 고무 인덱스의 기대값 Gc를 가산함으로써, 총 고무 인덱스의 기대값 G를 산출한다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 샘플의 마찰 에너지를 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정하고, 측정한 샘플의 마찰 에너지가 타이어의 마찰 에너지와 일치하도록 샘플의 측정 조건을 맞추고, 이 측정 조건으로 측정된 샘플의 마모량과 샘플의 마찰 에너지에 기초하여 고무 인덱스를 산출하고 있다. 이로 인해, 종래와 같이 축력에 기초하여 평균화된 마찰 에너지를 산출하는 경우와 비교하여, 고정밀도로 마찰 에너지를 측정할 수 있고, 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있다.
(제3 실시 형태)
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그의 상세한 설명은 생략한다.
제1 실시 형태에서는, 샘플의 마찰 에너지를 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정하였지만, 본 실시 형태에서는 샘플을 복수의 요소로 분할한 샘플 모델을 사용하여, 샘플의 접지면의 마찰 에너지를, 유한 요소법(FEM)을 사용한 시뮬레이션에 의해 구하는 경우에 대해서 설명한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치는 제1 실시 형태와 동일하므로, 설명은 생략한다.
이어서, 타이어의 고무 인덱스 산출 장치(12)의 CPU(18)에서 실행되는 처리에 대해서, 도 5에 도시하는 흐름도를 참조하여 설명한다. 또한, 도 5에 도시하는 처리 루틴의 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(36)에 미리 저장되어 있고, CPU(18)가 하드 디스크(36)로부터 프로그램을 판독함으로써 실행된다. 또한, 도 3에 도시하는 흐름도와 상이한 처리의 스텝의 부호에 'A'를 부여하고, 동일한 처리에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그의 상세한 설명은 생략한다.
스텝(100 내지 106)은, 도 3에 도시하는 처리와 동일하므로 설명은 생략한다.
스텝(108A)에서는, 스텝(106)에서 구한 마찰 에너지의 기대값 Ew에 기초하여, 고무 인덱스 산출 대상인 타이어의 트레드부와 동일한 재료의 원판 형상의 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 조건을 정한다. 최초로 이 스텝을 실행한 경우에는, 스텝(106)에서 구한 구동력의 마찰 에너지의 기대값 Ewd에 대응하는 구동력 및 횡력의 마찰 에너지 Ewc의 기대값 Ewc에 대응하는 횡력을 마찰 에너지 함수 f1, f2를 사용해서 각각 구하고, 구한 구동력 및 횡력을 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 조건(샘플 입력 조건)으로 설정한다.
스텝(110A)에서는, 스텝(106)에서 설정한 시뮬레이션 조건으로 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션한다. 예를 들어 샘플을 복수의 요소로 메쉬 분할한 샘플 모델을 작성하고, 유한 요소법을 사용한 공지된 방법에 의해, 스텝(106)에서 설정한 시뮬레이션 조건으로 샘플 모델에 대해서 구름 이동 해석함으로써, 샘플의 접지면의 전단력 및 미끄러짐량을 구한다. 그리고, 구한 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 샘플의 마찰 에너지를 산출한다.
스텝(112 내지 118)은, 처리에 사용되는 타이어의 마찰 에너지가 시뮬레이션에 의해 산출된 마찰 에너지인 점을 제외하고, 도 3에 도시하는 처리와 동일하므로 설명은 생략한다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션에 의해 구한 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 산출하고, 산출한 샘플의 마찰 에너지가 타이어의 마찰 에너지와 일치하도록 샘플의 시뮬레이션 조건을 맞추고, 이 조건으로 측정된 샘플의 마모량과 샘플의 마찰 에너지에 기초하여 고무 인덱스를 산출하고 있다. 이로 인해, 종래와 같이 축력에 기초하여 평균화된 마찰 에너지를 산출할 경우와 비교하여, 고정밀도로 마찰 에너지를 측정할 수 있고, 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있다.
(제4 실시 형태)
이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 제2 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그의 상세한 설명은 생략한다.
제2 실시 형태에서는, 샘플의 마찰 에너지를 마찰 에너지 측정 장치(14)에 의해 측정하였지만, 본 실시 형태에서는 샘플을 복수의 요소로 분할한 샘플 모델을 사용하여, 샘플의 접지면의 마찰 에너지를, 유한 요소법을 사용한 시뮬레이션에 의해 구할 경우에 대해서 설명한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 고무 인덱스 산출 장치는 제1 실시 형태와 동일하므로, 설명은 생략한다.
이어서, 타이어의 고무 인덱스 산출 장치(12)의 CPU(18)에서 실행되는 처리에 대해서, 도 6에 나타내는 흐름도를 참조하여 설명한다. 또한, 도 6에 나타내는 처리 루틴의 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(36)에 미리 저장되어 있고, CPU(18)가 하드 디스크(36)로부터 프로그램을 판독함으로써 실행된다. 또한, 도 4에 도시하는 흐름도와 상이한 처리의 스텝의 부호에 'A'를 부여하고, 동일한 처리에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그의 상세한 설명은 생략한다.
도 6에 나타내는 스텝(200)은, 도 4의 스텝(200)과 마찬가지이므로 설명은 생략한다.
스텝(202A)에서는, 스텝(200)에서 마찰 에너지를 구한 복수의 타이어 입력 조건 중 어느 하나의 타이어 입력 조건을, 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 조건으로서 설정한다.
스텝(204A)에서는, 도 5의 스텝(108A)과 마찬가지로, 스텝(202)에서 설정한 시뮬레이션 조건으로 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션에 의해 산출한다.
스텝(206)에서는, 스텝(200)에서 구한 타이어의 마찰 에너지와 스텝(204)에서 산출된 샘플의 마찰 에너지가 일치하는지의 여부를 판단하고, 일치하지 않는 경우에는, 스텝(202A)으로 복귀시켜 측정 조건을 변경해서 상기와 마찬가지의 처리를 반복한다. 그리고, 타이어의 마찰 에너지와 샘플의 마찰 에너지가 일치한 경우는 스텝(208A)로 이행하고, 그의 시뮬레이션 조건을 하드 디스크(36)에 기억한다. 이와 같이, 타이어의 마찰 에너지와 샘플의 마찰 에너지가 일치할 때까지 시뮬레이션 조건을 변경해서 샘플의 마찰 에너지를 시뮬레이션하는 처리를 반복한다.
스텝(210)에서는, 스텝(200)에서 측정한 모든 타이어 입력 조건에 대해서 상기한 스텝(202A 내지 208A)의 처리를 실행하였는지의 여부를 판단하고, 실행한 경우에는 스텝(212)으로 이행하고, 아직 실행하지 않은 타이어 입력 조건이 있을 경우에는, 스텝(202A)으로 복귀시켜 상기와 마찬가지의 처리를 반복한다. 이에 따라, 스텝(200)에서 측정한 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대응하는 샘플의 마모량을 측정하기 위한 측정 조건이 각각 설정된다.
스텝(212 내지 220)은, 처리에 사용되는 타이어의 마찰 에너지가 시뮬레이션에 의해 산출된 마찰 에너지인 점을 제외하고, 도 4에 도시하는 처리와 동일하므로 설명은 생략한다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 샘플의 마찰 에너지를 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 시뮬레이션에 의해 산출하고, 산출한 샘플의 마찰 에너지가 타이어의 마찰 에너지와 일치하도록 샘플의 시뮬레이션 조건을 맞추고, 이 시뮬레이션 조건으로 측정된 샘플의 마모량과 샘플의 마찰 에너지에 기초하여 고무 인덱스를 산출하고 있다. 이로 인해, 종래와 같이 축력에 기초하여 평균화된 마찰 에너지를 산출할 경우와 비교하여 고정밀도로 마찰 에너지를 측정할 수 있으며, 고무 인덱스를 고정밀도로 산출할 수 있다.
실시예
이어서, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
도 10에는, 제1 실시 형태에서 설명한 시뮬레이션의 결과 및 종래의 시뮬레이션의 결과로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실내 마모 평가 인덱스와, 실제 차로 주행해서 측정한 타이어의 마모량 등으로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실제 차 마모 시험 인덱스의 관계를 나타냈다.
실제 차에 의한 주행 시험에서 사용한 차량은, 전륜이 조타 1축, 후륜이 구동 2축인 트랙이며, 타이어 크기가 11R22.5, 내압이 900kPa, 하중이 25kN, 주행 속도가 0 내지 100km/h인 조건으로 주행하여 마모량 등을 측정하였다. 이 측정 결과로부터 실제 차 마모 평가 인덱스를 구하였다.
한편, 시뮬레이션에서는, 실제 차에 의한 주행 시험과 마찬가지의 조건으로 제1 실시 형태에서 설명한 방법 및 종래의 방법에 의해 각각 시뮬레이션하고, 그 결과에 기초해서 타이어의 마모에 관한 실내 마모 평가 인덱스를 각각 구하였다. 또한, 종래 방법의 시뮬레이션은, 타이어의 슬립률을 일정하게 해서 마모량 등을 구하는 방법이다.
도 10의 파선으로 나타낸 바와 같이, 실내 마모 평가 인덱스와 실제 차 마모 평가 인덱스가 일치하는 것이 이상적이지만, 종래의 시뮬레이션 결과에서는, 이상적인 경우의 기울기와 반대인 기울기가 되어 있다. 이에 대해, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 시뮬레이션 결과에서는, 이상적인 경우와 기울기가 동일하게 되어 있다.
마찬가지로, 도 11 내지 도 13에는, 제2 내지 제4 실시 형태에서 설명한 시뮬레이션의 결과 및 종래의 시뮬레이션의 결과로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실내 마모 평가 인덱스와, 실제 차로 주행해서 측정한 타이어의 마모량 등으로부터 구한 타이어의 마모에 관한 평가값인 실제 차 마모 시험 인덱스의 관계를 각각 나타냈다.
도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 제2 내지 제4 실시 형태에 따른 시뮬레이션 결과에 대해서도, 이상의 경우와 기울기가 동일하게 되어 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 시뮬레이션에 의해, 실내 마모 평가 인덱스와 실제 차 마모 평가 인덱스의 관계를 이상적인 상태에 접근시킬 수 있으며, 그 결과 고정밀도로 고무 인덱스를 산출할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
10 타이어의 고무 인덱스 산출 시스템
12 타이어의 고무 인덱스 산출 장치
14 마찰 에너지 측정 장치
16 마모량 측정 장치
30 컴퓨터
32 모니터
34 조작부
36 하드 디스크
38 통신 I/F

Claims (7)

  1. 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 타이어 마찰 에너지를 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치로 측정하는 타이어 마찰 에너지 측정 스텝과,
    상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 샘플 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 구하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지와 각 샘플 입력 조건으로 구한 샘플 마찰 에너지에 기초하여, 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하는 설정 스텝과,
    설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 마모량 측정 장치로 측정하는 샘플 마모량 측정 스텝과,
    측정된 상기 샘플 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여, 상기 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 스텝
    을 포함하는 타이어의 고무 인덱스 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 설정 스텝은
    상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과,
    상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다의 마찰 에너지 함수에 기초하여 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값을 산출하는 스텝과,
    상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 마찰 에너지 측정 장치에 의해 측정하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과,
    설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 측정하고, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 측정하는 샘플 마찰 에너지 측정 스텝과,
    상기 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝
    을 포함하고,
    상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하는
    타이어의 고무 인덱스 산출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 설정 스텝은
    상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서,
    상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 마찰 에너지 측정 장치에 의해 측정하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과,
    설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 측정하고, 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 측정하는 샘플 마찰 에너지 측정 스텝과,
    상기 측정된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝
    을 포함하고,
    상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하고,
    상기 고무 인덱스 산출 스텝은,
    상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여 고무 인덱스를 산출하는 스텝과,
    상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서 산출한 고무 인덱스에 기초하여, 상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어의 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과,
    상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다의 고무 인덱스 함수에 기초하여 상기 고무 인덱스의 기대값을 산출하는 스텝
    을 포함하는 타이어의 고무 인덱스 산출 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 설정 스텝은
    상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어 마찰 에너지의 대응 관계를 나타내는 마찰 에너지 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과,
    상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다의 마찰 에너지 함수에 기초하여 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값을 산출하는 스텝과,
    상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 샘플의 샘플 모델에 기초하여 연산하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과,
    설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 연산하고, 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 연산하는 샘플 마찰 에너지 연산 스텝과,
    상기 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 상기 타이어 마찰 에너지의 기대값과 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝
    을 포함하고,
    상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하는
    타이어의 고무 인덱스 산출 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 설정 스텝은
    상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서,
    상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 상기 샘플의 샘플 모델에 기초하여 연산하기 위한 상기 샘플에 부여하는 샘플 입력 조건을 설정하는 샘플 입력 조건 설정 스텝과,
    설정된 샘플 입력 조건으로 상기 샘플의 샘플 마찰 에너지를 연산하고, 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치할 때까지 상기 샘플 입력 조건을 변경하면서 상기 샘플 마찰 에너지를 연산하는 샘플 마찰 에너지 연산 스텝과,
    상기 연산된 상기 샘플 마찰 에너지가 대응하는 상기 타이어 입력 조건으로 측정된 상기 타이어 마찰 에너지와 일치하는 샘플 입력 조건을, 상기 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건으로서 설정하는 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝
    을 포함하고,
    상기 샘플 마모량 측정 스텝은, 상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 샘플 마모량 측정 조건 설정 스텝에서 설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하고,
    상기 고무 인덱스 산출 스텝은,
    상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서, 상기 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여 고무 인덱스를 산출하는 스텝과,
    상기 복수의 타이어 입력 조건의 각각에 대해서 산출한 고무 인덱스에 기초하여, 상기 타이어 입력 조건과 상기 타이어의 고무 인덱스의 대응 관계를 나타내는 고무 인덱스 함수를 상기 타이어 입력 조건의 종류마다 산출하는 스텝과,
    상기 타이어를 사용한 실제 차 주행에서 측정한 타이어 입력과 당해 타이어 입력의 빈도의 관계를 나타내는 빈도 데이터와 상기 타이어 입력 조건의 종류마다의 고무 인덱스 함수에 기초하여 상기 고무 인덱스의 기대값을 산출하는 스텝
    을 포함하는 타이어의 고무 인덱스 산출 방법.
  6. 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 타이어 마찰 에너지를, 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치로 측정하는 타이어 마찰 에너지 측정 수단과,
    상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 샘플 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 구하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지와 각 샘플 입력 조건으로 구한 샘플 마찰 에너지에 기초하여 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하는 설정 수단과,
    설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 마모량 측정 장치로 측정하는 샘플 마모량 측정 수단과,
    측정된 상기 샘플 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여, 상기 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 수단
    을 구비한 타이어의 고무 인덱스 산출 장치.
  7. 타이어에 부여하는 복수의 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어의 타이어 마찰 에너지를, 타이어 접지면의 전단력 및 미끄러짐량에 기초하여 측정하는 마찰 에너지 측정 장치로 측정하는 타이어 마찰 에너지 측정 스텝과,
    상기 타이어와 동일한 재료의 샘플의 샘플 마찰 에너지를, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지에 기초하여 설정된 샘플 입력 조건으로 구하고, 측정된 각 타이어 입력 조건에 있어서의 타이어 마찰 에너지와 각 샘플 입력 조건으로 구한 샘플 마찰 에너지에 기초하여 상기 샘플의 샘플 마모량을 측정하기 위한 측정 조건을 설정하는 설정 스텝과,
    설정된 측정 조건으로 상기 샘플의 샘플 마모량을 마모량 측정 장치로 측정하는 샘플 마모량 측정 스텝과,
    측정된 상기 샘플 마찰 에너지와 상기 샘플 마모량에 기초하여 상기 타이어의 고무 인덱스를 산출하는 고무 인덱스 산출 스텝
    을 포함하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 타이어의 고무 인덱스 산출 프로그램.
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