KR100553229B1

KR100553229B1 - Pneumatic tire designing method

Info

Publication number: KR100553229B1
Application number: KR1019980706824A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 이시야마
Original assignee: 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2006-05-23
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: KR19990087408A

Abstract

단일 성능 또는 이율배반적인 복수의 성능을 얻고자 할 때, 부여받은 조건으로 타이어의 베스트모드를 설계한다. 1블록을 기준형상으로 하는 형상기본모델을 구하고(단계 100), 타이어성능 평가용 처리량을 나타내는 목적함수, 타이어 형상을 제약하는 제약조건 및 블록형상을 결정하는 벽면각도인 설계변수를 결정한다(단계102). 다음으로 설계변수 Δr_i씩 변화시켜 형상수정 모델을 결정하고(단계104~108), 형상수정모델의 목적함수값과 제약조건의 값을 연산하여 목적함수의 감도 및 제약조건의 감도를 구하고(단계 110,112), 블록강성의 표준편차를 최소로 하는 설계변수의 변화량을 예측하여 형상수정모델을 결정함과 동시에 목적함수 값을 연산한 설계변수의 값을 사용하여 타이어를 구성하는 블록형상을 결정한다 (단계 114~120).In order to obtain a single performance or a plurality of yielding performances, the best mode of a tire is designed under given conditions. A basic shape model using one block as a reference shape is obtained (step 100), and an objective function indicating throughput for tire performance evaluation, constraints for constraining the tire shape, and design variables, which are wall angles for determining the block shape, are determined (step 100). 102). Next, the shape correction model is determined by changing the design variables Δr _i (steps 104 to 108), and the sensitivity of the target function and the sensitivity of the constraint are calculated by calculating the objective function value and the constraint value of the shape modification model (step 104-108). 110,112), the shape correction model is determined by predicting the variation of design variables that minimize the standard deviation of the block stiffness, and the block shape constituting the tire is determined using the values of the design variables whose objective function values are calculated ( Steps 114-120).

Description

PNEUMATIC TIRE DESIGNING METHOD}

본 발명은 공기타이어의 설계방법에 관한 것으로서 특히 타이어의 단일 목적성능, 이율배반성능 등을 달성하는 타이어의 구조, 형상 등의 설계개발을 효율적으로, 또한 용이하게 설계할 수 있는 공기타이어의 설계방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of designing a pneumatic tire, and in particular, a method of designing a pneumatic tire that can efficiently and easily design the design and development of a tire structure, shape, and the like, which achieves a single objective performance, yield-breaking performance, and the like of a tire. It is about.

종래의 타이어설계방법은 실험 및 계산기를 사용한 수치실험의 반복에 의한 경험칙으로 이루어져 왔다. 그러므로, 개발에 필요한 시험제작·시험의 건수가 많아지게 되고 개발비용이 증가되며 개발기간도 거의 단축 할 수 없었다.Conventional tire design method has been made by the rule of thumb by repeated experiments and numerical experiments using a calculator. Therefore, the number of test productions and tests required for development has increased, development costs have increased, and the development period has hardly been shortened.

예를 들면, 타이어의 크라운부 형상은 타이어의 회전축을 포함하는 단면에 있어서 수 개의 원호에 의해 설계되어 있다. 원호의 값은 수 개의 몰드를 작성하고 이 몰드에 의한 타이어를 시험제작·평가한 데이터로부터 결정하거나 수치실험을 다수 행하여 결정하였기에 개발효율이 좋지 못했다.For example, the shape of the crown portion of the tire is designed by several arcs in the cross section including the rotation axis of the tire. The value of the arc was determined by making several molds and determining tires based on the test production and evaluation, or by performing a number of numerical tests.

또한, 패턴설계는 자유도가 크므로 기본 패턴안을 타이어에 배치하거나 실제로 몰드를 작성한 후에 타이어를 시험 제작하여 실차 평가하고 실차에서 생긴 문제는 패턴안을 조금 수정하므로서 해결하여 최종적 패턴을 마무리해왔다. 그러므로, 패턴설계는 타이어형상, 구조설계에 비교하여 가장 치수를 필요로 하는 분야가 되었다.In addition, since the pattern design has a large degree of freedom, the basic pattern is placed on the tire or the mold is actually made, and then the tire is tested and manufactured to evaluate the actual vehicle, and problems caused by the actual vehicle have been solved by slightly modifying the pattern. Therefore, pattern design has become a field that requires the most dimensions compared to tire shape and structural design.

그러나 공기타이어는 우천주행 시에 발생하는 하이드로플레이닝 현상방지와 브레이크 및 트랙션 성능을 확보하기 위해, 일반적으로는 타이어 원주방향의 리브홈과 타이어 직경방향의 래크홈이 배치되어 있고 이들 리브홈과 래크홈에 둘러싸인 소위 블록패턴이 일반적이다.However, in order to prevent hydroplaning and brake and traction performance during rain driving, pneumatic tires are generally provided with rib grooves in the circumferential direction of the tire and rack grooves in the radial direction of the tire. The so-called block pattern surrounded by the groove is common.

이러한 블록패턴에서는 타이어의 운동성능, 일반적으로는 직진성능과 코너링성능의 양자의 성능이 필요하다. 직진성능은 타이어 주방향의 그립력이 요구되고 비교적 딱딱한 고무가 바람직하다. 그러나, 코너링 성능은 타이어 폭방향의 그립력이 요구되고 코너링 시의 그립력을 높이기 위해 비교적 부드러운 고무가 적당하지만 부드러운 고무에 의해 에너지소비가 크게 되어 이율배반적이다.Such a block pattern requires the performance of the tire's kinetic performance, in general, the straightness and the cornering performance. The straightness performance requires a grip force in the tire circumferential direction, and a relatively hard rubber is preferable. However, the cornering performance is required to have a grip force in the tire width direction, and relatively soft rubber is suitable for increasing the grip force at the cornering, but energy consumption is large due to the soft rubber.

그러므로 이율배반적인 복수의 성능을 얻기 위해 트레드를 폭방향으로 분할하고 코너링 시에 기여가 큰 트레드 양단 부근에는 부드러운 트레드 고무를 사용하고, 또한 직진 시에 기여가 큰 트레드 중앙지역에는 딱딱한 고무 트레드를 사용하는 소위 폭방향 분할 트레드가 제안되어 있다 (일본특개소 58-50883호, 일본특공소 63-23925호 공보참조).Therefore, divide the treads in the width direction to achieve multiple performance rationing, and use soft tread rubber near both ends of the tread that contributes a lot when cornering, and use a hard rubber tread in the center of the tread where the contribution is high when going straight. So-called widthwise split treads have been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-50883 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-23925).

그러나 종래와 같이 폭방향 분할 트레드를 갖춘 타이어는 타이어의 생산성이 떨어짐과 동시에 분할 경계면에서의 편마모와 분리가 발생한다는 문제가 있다.However, a tire having a split tread in the width direction as in the related art has a problem in that the tire productivity decreases and uneven wear and separation occur at the split interface.

또한, 상기와 같이 타이어 트레드부의 접지면에 있어서 블록형상은 하이드로플레이닝 현상방지와 브레이크 및 트랙션 성능, 및 소비자의 미적 외견에 매치시킨 디자인적인 요구에서 결정되는 것이 많고 설계시의 자유도는 매우 적다. In addition, in the ground plane of the tire tread portion as described above, the block shape is often determined by the hydroplaning prevention, brake and traction performance, and the design requirements matched to the aesthetic appearance of the consumer, and the degree of freedom in design is very small.

본 발명은 상기 사실은 고려하여 어떤 단일성능 또는 이율배반적인 복수의 성능을 얻고자 할 때, 부여된 조건에서 타이어의 베스트모드를 설계할 수 있음과 동시에 타이어의 설계·개발을 고효율화 할 수 있는 공기 타이어의 설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above facts, the present invention can design a best mode of a tire under given conditions, and at the same time, in order to obtain a single performance or a plurality of yielding performances, and at the same time, it is possible to increase the efficiency of tire design and development. An object of the present invention is to provide a tire design method.

발명의 요약Summary of the Invention

상기 목적을 달성하기 위해서 청구범위 제 1항의 공기타이어 설계방법은, (a) 내부구조를 포함하는 블록단위체의 형상, 내부구조를 포함하는 타이어 크라운부 중 일부의 패턴형상 및 내부구조를 포함하는 타이어 주방향으로 연속되는 육부(陸部)의 형상 중 선택된 1개의 형상을 나타내는 형상기본모델, 타이어 성능평가용 물리량을 나타내는 목적함수, 블록단위체의 형상 또는 패턴형상 또는 육부의 형상을 결정하는 설계변수, 블록단체의 형상, 패턴형상 및 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상, 타이어 단면형상 및 타이어 성능평가용 물리량 중 적어도 1개를 제약하는 제약조건을 정하는 단계, (b) 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값이 부여될때까지 설계변수의 값을 변화시키면서 연산하여 설계변수의 값을 구하는 단계, (c)목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수에 근거하여 타이어를 설계하는 단계를 포함하고 있다. 상기 단계 (a)에서 내부구조를 포함하는 현상이란 외측의 형상뿐만이 아니라 내측의 형상도 포함함을 의미한다.In order to achieve the above object, the pneumatic tire design method of claim 1 includes (a) a tire including a shape of a block unit including an internal structure, a pattern shape of a part of the tire crown part including an internal structure, and an internal structure. A shape basic model showing one shape selected from the shape of the flesh continuous in the circumferential direction, an objective function indicating the physical quantity for tire performance evaluation, a design variable for determining the shape or pattern of the block unit or the shape of the meat, Determining a constraint that constrains at least one of a shape selected from the shape of a block, a pattern, and a shape of a body, a cross-sectional shape of a tire, and a physical quantity for tire performance evaluation; (b) considering the constraint Calculating the value of the design variable by changing the value of the design variable until the optimum value is given, and (c) subtracting the optimum value of the objective function. This includes designing tires based on design variables. The phenomenon including the internal structure in the step (a) means not only the shape of the outside but also the shape of the inside.

청구범위 제2항의 발명은 제1항의 공기타이어의 설계방법에 있어서, 상기 단계 (b)에서는 설계변수의 단위변화량에 대한 목적함수의 변화량의 비율인 목적함수의 감도(感度) 및 설계변수의 단위 변화량에 대한 제약조건의 변화량의 비율인 제약조건의 감도에 근거하여 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 변화량을 예측함과 동시에, 설계변수를 예측량에 상당하는 양만큼 변화시켰을 때의 목적함수의 값 및 설계변수를 예측량에 상당하는 양(量)변화시켰을 때의 제약조건의 값을 연산하고, 예측값과 연산값에 근거하여 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 값을 구하는 것을 특징으로 한다.According to the invention of claim 2, in the air tire design method of claim 1, in the step (b), the sensitivity of the objective function and the unit of the design variable are the ratio of the variation of the objective function to the unit variation of the design variable. Based on the sensitivity of the constraint, which is the ratio of the change of the constraint to the amount of change, the design variable is changed by an amount corresponding to the predicted amount, while predicting the amount of change in the design variable that gives the optimal value of the objective function while considering the constraint. Calculates the value of the objective function when the target function and the design variable are changed by the amount corresponding to the predicted quantity, and gives the optimum value of the objective function while considering the constraint based on the predicted value and the calculated value. It is characterized by obtaining the value of the design variable.

청구범위 제3항의 발명은, 제 1항의 공기타이어의 설계방법에 있어서, 상기 단계 (a)에서는 내부구조를 포함하는 블록단체의 형상, 내부구조를 포함하는 타이어크라운부 중 일부의 패턴형상, 및 내부구조를 포함하는 타이어 주방향에 연속하는 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상을 나타내는 복수개의 형상기본모델로 이루어지는 선택대상집단을 정하고, 그 선택대상집단의 각 형상기본모델에 대하여 상기 목적함수, 상기 설계변수, 상기 제약조건, 및 목적함수와 제약조건으로부터 평가할 수 있는 적응함수를 정하고, 상기 단계 (b)에서는 적응함수에 근거하여 상기선택 대상집단에서 2개의 형상기본모델을 선택하고 소정의 확률로 각 형상기본모델의 설계변수를 교차시켜 신규의 형상기본모델을 생성하는 것 및 적어도 한쪽의 형상기본 모델의 설계변수의 일부를 변경시켜 신규의 형상기본모델을 생성하는 것 중 적어도 한쪽을 행하고, 설계변수를 변화시킨 형상기본모델의 목적함수, 제약조건 및 적응함수를 구하여 그 형상기본모델 및 설계변수를 변화시키지 않은 형상기본모델을 보존하고, 또한 보존한 형상기본모델이 소정수가 될 때까지 반복하고, 보존된 소정수의 형상기본모델로 이루어지는 신규집단이 소정의 수렴조건을 충족하는지를 판단하고, 수렴조건을 충족하지 않을 때에는 그 신규집단을 상기 선택대상 집단으로서 그 선택대상집단이 소정의 수렴조건을 충족할 때까지 반복함과 동시에 그 소정의 수렴조건을 충족시켰을 때에 보존한 소정수의 형상기본모델 중에서 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 값을 구하는 것을 특징으로 한다.According to the invention of claim 3, the air tire designing method of claim 1, wherein in step (a), the shape of a block body including an internal structure, a pattern shape of a part of the tire crown part including the internal structure, and A selection target group consisting of a plurality of shape basic models representing one selected shape among the shapes of the land portion continuous to the tire circumferential direction including the internal structure is defined, and the objective function and the An adaptive function that can be evaluated from the design variables, the constraints, and the objective function and the constraints is determined, and in step (b), two shape basic models are selected from the selected target group based on the adaptive function, and a predetermined probability is obtained. Intersecting the design variables of each basic shape model to create a new basic shape model and the design variables of at least one basic shape model At least one of creating a new basic shape model by changing a part of the shape, and obtaining the objective function, constraints, and adaptive functions of the basic shape model with the design variable changed, and the shape without changing the basic shape and design variables. The basic model is preserved, and it is repeated until the number of stored shape base models is a predetermined number, and it is determined whether a new group consisting of a predetermined number of shape base models that have been stored satisfies a predetermined convergence condition, and does not satisfy the convergence condition. In this case, the new group is repeated as the selection group until the selection group satisfies a predetermined convergence condition, and the constraint condition is taken into account among a predetermined number of shape basic models preserved when the predetermined convergence condition is satisfied. While obtaining the value of the design variable that gives the optimal value of the objective function.

청구범위 제4항의 발명은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 공기타이어 설계방법에 있어서, 상기 설계변수는 블록단위체의 형상, 패턴형상 및 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상에 의해 형성되어야 하는 타이어 육부면에 연결된 면의 각도, 상기 타이어육부 면까지의 높이, 상기타이어 육부면의 형상, 상기타이어 육부면에 연결된 면의 형상, 사이프의 위치, 개수, 폭, 깊이, 경사, 형상 및 길이의 사이프형상 중 적어도 1개를 나타내는 변수를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.According to the invention of claim 4, the air tire design method according to any one of claims 1 to 3, wherein the design variable is to be formed by one shape selected from the shape of the block unit, the pattern shape, and the shape of the land part. The angle of the surface connected to the tire surface, the height to the tire surface, the shape of the tire surface, the shape of the surface connected to the tire surface, the position, number, width, depth, slope, shape and length of the sipe It is characterized by including the variable which shows at least 1 of a sipe shape.

청구범위 제1항의 단계 (a)에서는 내부구조를 포함하는 블록단위체의 형상, 내부구조를 포함하는 타이어크라운부 중 일부의 패턴형상, 및 내부구조를 포함하는 타이어 주방향으로 연속되는 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상을 나타내는 형상기본 모델, 타이어성능평가용 물리량을 나타내는 목적함수, 블록단위체의 형상 또는 패턴형상 또는 육부의 형상을 결정하는 설계변수, 블록단위체의 형상, 패턴형상 및 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상, 타이어 단면형상 및 타이어 성능평가용 물리량중 적어도 1개를 제약하는 제약조건을 정한다.In the step (a) of claim 1, the shape of the block unit including the internal structure, the pattern shape of a part of the tire crown including the internal structure, and the shape of the land portion continuous in the circumferential direction of the tire including the internal structure A shape basic model representing one selected shape, an objective function representing a physical quantity for tire performance evaluation, a design variable for determining the shape or pattern of the block unit or the shape of the flesh, the shape of the block unit, the pattern shape and the shape of the flesh Constraints are specified which restrict at least one of one shape, tire cross-sectional shape and physical quantity for tire performance evaluation.

블록단위체의 형상을 나타내는 형상기본모델로는 블록단위체의 외면형상을 특정하기 위한 라인을 나타내는 함수와 변곡점의 좌표값을 나타내는 변수로 구성될 수 있다. 또한 내부구조를 포함하는 타이어크라운부 중 일부의 패턴형상을 나타내는 형상기본모델로는 타이어크라운부 중 1개의 육부의 노면 접지측의 패턴형상을 기하학적으로 해석 가능한 함수, 예를 들면 장방형과 능형 등의 다각형을 정하기 위한 함수로 구성 할 수 있다. 또한 내부구조를 포함하는 타이어 주방향으로 연속되는 육부의 형상을 나타내는 형상기본모델로는 타이어 단면형상을 나타내는 라인을 나타내는 함수와 변곡점의 좌표값을 나타내는 변수로부터 구성할 수 있다.The basic shape model representing the shape of the block unit may be composed of a function representing a line for specifying the outer shape of the block unit and a variable representing a coordinate value of an inflection point. In addition, as a basic shape model showing a pattern shape of a part of the tire crown including the internal structure, a function capable of geometrically analyzing the pattern shape of the ground surface side of one of the tire crowns, for example, a rectangle and a ridge It can be configured as a function to determine the polygon. In addition, the shape basic model which shows the shape of the meat | body continuous in the tire circumferential direction including an internal structure can be comprised from the function which shows the line which shows a tire cross-sectional shape, and the variable which shows the coordinate value of an inflection point.

이들 각 형상기본모델에는 패턴형상 및 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상에 의해 형성되어야 하는 타이어 육부면에 연결된 면의 각도, 타이어 육부면까지의 높이, 타이어 육부면의 형상, 타이어 육부면에 연결된 면의 형상, 사이프의 위치, 개수, 폭, 깊이, 경사, 형상 및 길이의 사이프 형상 중 적어도 1개를 포함시킬 수 있다. 또한 형상기본모델은 복수의 요소로 분할하는 유한요소법이라 불리는 수법에 의한 모델을 사용하여도 좋고 해석적 수법에 의한 모델을 사용하여도 좋다.Each of these basic shape models includes the angle of the surface connected to the tire surface, the height to the tire surface, the shape of the tire surface, and the surface connected to the tire surface. At least one of the shape, the position of the sipe, the number, the width, the depth, the slope, the shape and the length of the sipe. In addition, the shape basic model may use a model by a method called a finite element method which divides into a plurality of elements, or may use a model by an analytical method.

성능평가용 물리량을 나타내는 목적함수로는 블록강성 등의 타이어의 운동성능의 우열을 지배하는 물리량을 사용할 수 있다. 블록단위체의 형상 또는 패턴형상, 육부의 형상을 결정하는 설계변수는, 청구범위 제4항에도 기재된 바와 같이 패턴을 결정하는 것으로 블록단위체의 형상, 패턴형상 및 육부의 형상중 선택된 1개의 형상에 의해 형성되어야 하는 타이어 육부면에 연결된 면의 각도 (즉, 블록단위체라면 블록홈벽각도), 상기 타이어 육부면까지의 높이(즉홈이 형성된다면 홈깊이), 상기 타이어 육부면의 형상, 상기 타이어 육부면에 연결된 면의 형상, 사이프의 위치, 개수, 폭, 깊이, 경사, 형상 및 길이의 사이프 형상 중 적어도 1개를 나타내는 변수를 사용할 수 있다. 제약조건으로는 트레드 두께의 제약, 블록강성의 제약, 타이어로 형성되는 육부의 측면각도(예를 들면, 블록단위체라면 블록홈벽각도)의 제약 등이 있다. 또한 목적함수, 설계변수 및 제약조건은 상기의 예에 한정되는 것이 아니고 타이어 설계목적에 따라 다양하게 정할 수 있다.As the objective function representing the physical quantity for performance evaluation, a physical quantity that governs the superiority of the kinetic performance of the tire such as block stiffness can be used. The design variable for determining the shape or pattern shape of the block unit body and the shape of the meat part is determined by determining the pattern as described in claim 4 according to one shape selected from the shape of the block unit body, the pattern shape and the shape of the meat part. The angle of the surface connected to the tire flesh surface to be formed (that is, the block groove wall angle if it is a block unit), the height to the tire flesh surface (that is, the groove depth if the groove is formed), the shape of the tire flesh surface, and the tire flesh surface Variables representing at least one of the shape of the connected surface, the position, number, width, depth, slope, shape and length of the sipe can be used. Constraints include tread thickness constraints, block stiffness constraints, and lateral angles (eg, block groove wall angles in the case of block units) formed of tires. In addition, the objective function, design variables and constraints are not limited to the above examples, but may be variously determined according to the tire design purpose.

다음의 단계 (b)에서는 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값이 부여되기까지 설계변수의 값을 변화시키면서 연산함으로써 설계변수의 값을 구한다. 이 경우에는 청구범위 제2항에도 기재한 바와 같이 설계변수의 단위변화량에 대한 목적함수의 변화량 비율인 목적함수의 감도 및 설계변수의 단위변화량에 대한 제약조건의 변화량의 비율인 제약조건의 감도에 근거하여 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 변화량을 예측함과 동시에 설계변수를 예측량에 상당하는 양만큼 변화시켰을 때의 목적함수의 값 및 설계변수를 예측량에 상당하는 양만큼 변화시켰을 때의 제약조건의 값을 연산하고, 예측값과 연산값에 근거하여 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 값을 구하면 효과적이다. 이에 의해 제약조건을 고려하여 목적함수의 값이 최적이 될 때의 설계변수의 값이 구해진다.In the next step (b), the values of the design variables are calculated by changing the values of the design variables until the optimum value of the objective function is given while considering the constraints. In this case, as described in claim 2, the sensitivity of the constraint is a ratio of the variation of the constraint to the unit variation of the design variable and the sensitivity of the objective function to the unit variation of the design variable. On the basis of the constraints, the amount of the target function and the design variable corresponding to the predicted amount when the design variable is changed by the amount corresponding to the predicted amount while predicting the amount of change of the design variable giving the optimum value of the objective function It is effective to calculate the value of the constraint when it is changed as much as possible and obtain the value of the design variable that gives the optimal value of the objective function while considering the constraint based on the predicted value and the calculated value. By this, the value of the design variable is obtained when the value of the objective function becomes optimal in consideration of the constraints.

그리고 단계 (c)에서는 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수에 근거하여 형상기본모델 등을 변경함으로써 타이어를 설계한다.In step (c), the tire is designed by changing a shape basic model or the like based on a design variable giving an optimal value of the objective function.

청구범위 제3항에서는 상기 단계 (a)에 있어서 내부구조를 포함하는 블록단위체의 형상, 내부구조를 포함하는 타이어크라운부 중의 일부의 패턴형상, 및 내부 구조를 포함하는 주방향으로 연속되는 육부의 형상 중 선택된 1개의 형상을 나타내는 복수개의 형상기본모델로 이루어지는 선택대상 집단을 정하고 그 선택대상 집단의 각 형상기본모델에 있어서 상기목적함수, 상기 설계변수, 상기 제약조건, 및 목적함수와 제약조건으로부터 평가될 수 있는 적응함수를 정한다.According to claim 3, in step (a), the shape of the block unit including the internal structure, the pattern shape of a part of the tire crown including the internal structure, and the land portion continuous in the circumferential direction including the internal structure A selection target group consisting of a plurality of shape basic models representing one selected shape among the shapes is determined, and the target function, the design variable, the constraints, and the objective function and the constraints in each shape basic model of the selection target group. Determine the adaptation function that can be evaluated.

다음으로 단계 (b)에 있어서, 적응함수에 근거하여 상기 선택대상 집단에서 2개의 형상기본모델을 선택하고 소정의 확률로 각 형상기본모델의 설계변수를 교차시켜 신규형상기본모델을 생성하는 것 및 적어도 한쪽의 형상기본모델의 설계변수의 일부를 변경시켜 신규형상기본모델을 생성하는 것 중 적어도 한쪽을 행하고, 설계변수를 변화시킨 형상기본모델의 목적함수, 제약 조건 및 적응함수를 구하고 그 형상기본모델 및 설계변수를 변화시키지 않은 형상기본모델을 보존하고 또한 보존된 형상기본모델이 소정수가 될 때까지 반복하고, 보존된 소정수의 형상기본모델로 이루어지는 신규집단이 소정의 수렴조건을 만족하는지를 판단하고 수렴조건을 만족시키지 못할 때에는 그 신규집단을 상기선택대상 집단으로서 그 선택대상 집단이 소정의 수렴조건을 만족시킬 때까지 반복함과 동시에 그 소정의 수렴조건을 만족시켰을 때에 보존된 소정수의 형상기본모델 안에서 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 값을 구한다. 이 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수값에 근거하여 단계(c)에서 형상기본모델 등을 변경함으로써 타이어를 설계한다. Next, in step (b), selecting two shape basic models from the selection target group based on the adaptive function, and generating a new shape basic model by crossing design variables of each shape basic model with a predetermined probability; and At least one of generating a new shape basic model by changing a part of design variables of at least one shape basic model, and obtaining the objective function, constraints and adaptation functions of the shape basic model having changed design parameters Preserve the shape basic model without changing the model and design variables, and repeat until the number of saved shape basic models becomes a predetermined number, and judge whether a new group consisting of the predetermined number of shape basic models that meets the predetermined convergence condition is satisfied. If the convergence condition is not satisfied, the new group is the selection group, and the selection group converges predeterminedly. Iterates until it satisfies the condition and at the same time, obtains the value of the design variable that gives the optimal value of the objective function while considering the constraints in the predetermined number of basic shape models preserved. The tire is designed by changing the shape basic model or the like in step (c) based on the design variable value giving the optimum value of the objective function.

이 경우, 단계 (b)에 있어서, 설계변수를 변화시킨 타이어기본모델에서 설계변수의 단위변화량에 대한 목적함수의 변화량의 비율인 목적함수의 감도 및 설계변수의 단위변화량에 대한 제약조건의 변화량 비율인 제약조건의 감도에 근거하여 제약조건을 고려하면서 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수의 변화량을 예측함과 동시에 설계변수를 예측량에 상당하는 양만큼 변화시켰을 때의 목적함수값 및 설계변수를 예측량에 상당하는 양만큼 변화시켰을 때의 제약조건값을 연산하고 목적함수의 값 및 제약조건의 값에서 적응함수를 구하여 그 형상기본모델 및 설계변수를 변화시키지 않은 형상기본모델을 보존하고 또는 보존한 형상기본모델이 소정값이 될 때까지 반복되는 것이 또한 효과적이다. 이에 의해 제약조건을 고려하여 목적함수의 값이 최적이 될 때까지의 설계변수값이 구해진다. 또한 목적함수 및 제약조건으로부터 평가 할 수 있는 적응함수는 목적함수 및 제약조건에서 형상기본모델에 대한 적응도를 구하는 함수를 사용할 수 있다. 또한, 목적함수, 설계변수, 제약조건 및 적응함수는 상기 예에 한정되는 것이 아니고 타이어설계목적에 따라 다양하게 정할 수 있다. 또한, 상기 형상기본모델의 설계변수의 교차로는, 선택한 2개의 형상모델의 설계변수에 대해 그 일부 또는 소정부위 이후의 설계변수를 교환하는 방법이 있다. 또한 형상모델의 설계변수의 일부변경에는 미리 정한 확률 등에서 정한 위치설계변수를 변경(돌연변이)할 방법이 있다.In this case, in step (b), the sensitivity ratio of the objective function, which is the ratio of the variation of the objective function to the unit variation of the design variable, and the ratio of variation of the constraint on the unit variation of the design variable The objective function value and design variable when the design variable is changed by an amount corresponding to the predicted amount while predicting the amount of change of the design variable giving the optimum value of the objective function while considering the constraint based on the sensitivity of the Constraints are calculated by changing the amount corresponding to the predicted quantity, and the adaptive function is obtained from the values of the objective function and the constraints. It is also effective to repeat until the shape base model reaches a predetermined value. In this way, the value of the design variable until the optimum value of the objective function is obtained by considering the constraints is obtained. In addition, the adaptive function that can be evaluated from the objective function and the constraints can be used to calculate the adaptability to the basic shape model under the objective function and the constraints. In addition, the objective function, design variables, constraints and adaptation functions are not limited to the above examples but may be variously determined according to the tire design purpose. In addition, the intersection of the design variables of the shape basic model, there is a method for exchanging the design variables after a part or a predetermined portion for the design variables of the two selected shape models. In addition, there is a method of changing (mutation) the position design variable determined by a predetermined probability, etc., for the partial change of the design variable of the shape model.

이상 설명한바와 같이 본 발명에 따라서 제약조건을 고려한 목적함수의 최적값을 부여하는 설계변수를 구하고, 이 설계변수에서 블록형상과 패턴 등을 사용하여 타이어를 설계할 수 있으므로 종래의 시행오차를 기본으로 한 설계·개발과 다르고 컴퓨터 계산을 주체로 하여 베스트모드의 설계에 의해 설계된 타이어의 성능평가까지가 어느 정도 가능하게 되어 현저한 효율화를 달성할 수 있고 개발에 관한 비용이 삭감되고 사용용도에 따라 타이어를 구성하는 블록형상과 패턴을 설계할 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a design variable for obtaining an optimal value of an objective function considering a constraint can be obtained, and the tire can be designed using a block shape and a pattern from the design variable. It is possible to evaluate the performance of the tire designed by the best mode design, which is different from the design and development, and to calculate the efficiency of the tire. There is an effect that the block shape and the pattern to be configured can be designed.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 사용되는 퍼스널컴퓨터의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a personal computer used in an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1실시 형태에 따른 형상설계처리루틴의 흐름을 나타내는 흐름도이다.Fig. 2 is a flowchart showing the flow of the shape design processing routine according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 설계변수를 결정하는 각도연산루틴의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 3 is a flow chart showing the flow of an angular operation routine to determine design variables.

도 4는 형상기본모델을 나타내는 선도이다. 4 is a diagram showing a basic shape model.

도 5는 벽면각도를 설명하기 위한 설명도이다. 5 is an explanatory diagram for explaining a wall angle.

도 6은 도 5의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of FIG. 5.

도 7은 다수의 벽면에 의한 설계변수를 설명하기 위한 답면(踏面)형상을 나타내는 선도이다.Fig. 7 is a diagram showing the shape of a tread face for explaining design variables by a plurality of wall faces.

도 8은 면취(面取)된 블록의 답면형상을 나타내는 선도이다.8 is a diagram showing the shape of the tread of the chamfered block.

도 9는 곡면에 의한 벽면을 갖는 블록의 답면형상을 나타내는 선도이다.9 is a diagram showing the shape of the tread of a block having a curved wall.

도 10은 도9와 다른 방향의 곡면에 의한 벽면을 갖는 블록의 단면형상을 나타내는 선도이다.FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional shape of a block having a wall surface with a curved surface in a direction different from that of FIG.

도 11은 제2 실시형태의 설계변수 결정처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.11 is a flowchart showing the flow of the design variable decision processing of the second embodiment.

도 12는 제2 실시형태의 설계변수를 설명하기 위한 설명도이다.It is explanatory drawing for demonstrating the design variable of 2nd Embodiment.

도 13은 블록으로 형성되는 사이프의 제형상을 나타내는 선도이다.13 is a diagram showing the formulation of sipes formed into blocks.

도 14는 도 13의 I-I 단면도이다.14 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 13.

도 15는 블록의 중도까지 형성된 사이프의 길이를 나타내는 선도이다.15 is a diagram showing the length of the sipes formed up to the middle of the block.

도 16은 본 발명의 제 3실시 형태에 따른 형상설계처리루틴의 흐름을 나타내는 흐름도이다. Fig. 16 is a flowchart showing the flow of the shape design processing routine according to the third embodiment of the present invention.

도 17은 교차처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.17 is a flowchart showing the flow of cross processing.

도 18은 돌연변이 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 18 is a flowchart showing the flow of mutation processing.

도 19A는 연속적인 산형(山型)사상함수를 나타내는 선도이고, 도 19B는 선형적인 산형사상함수를 나타내는 선도이다.FIG. 19A is a graph showing a continuous mountainous thought function, and FIG. 19B is a diagram showing a linear mountainous thought function.

도 20A는 연속적인 곡형(谷型)사상함수를 나타내는 선도이고, 도 20B는 선형적인 곡형사상함수를 나타내는 선도이다.20A is a diagram showing a continuous curved thought function, and FIG. 20B is a diagram showing a linear curved thought function.

도 21은 제1 실시예의 블록형상을 나타내는 선도이다.21 is a diagram showing the block shape of the first embodiment.

도 22A는 제1 실시예의 주방향 및 폭방향에 대한 블록강성의 관계를 나타내는 선도이고 도 22B는 최적화 후의 관계를 나타내는 선도이다.Fig. 22A is a diagram showing the relationship between the block stiffness in the main direction and the width direction in the first embodiment, and Fig. 22B is a diagram showing the relationship after optimization.

도 23A는 제2 실시예의 3개 사이프의 블록형상을 나타내는 선도이고, 도 23B는 4개 사이프의 블록형상을 나타내는 선도이다.FIG. 23A is a diagram showing a block shape of three sipes of the second embodiment, and FIG. 23B is a diagram showing a block shape of four sipes.

도 24는 제2 실시예의 주방향 및 폭방향에 대한 블록강성의 관계를 나타내는 선도이다.Fig. 24 is a diagram showing the relationship between block stiffness in the circumferential direction and the width direction in the second embodiment.

도 25는 제3 실시예의 블록형상을 나타내는 선도이다.25 is a diagram showing the block shape of the third embodiment.

이하, 도면을 참조하여 본 발명 실시 형태의 일례를 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, an example of embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.

도 1에는 본 발명의 공기 타이어의 설계방법을 실시하기 위한 퍼스널컴퓨터의 개략도가 도시되어 있다.1 shows a schematic diagram of a personal computer for carrying out the design method of the pneumatic tire of the present invention.

이 퍼스널컴퓨터는 데이터 등을 입력하기 위한 키보드(10), 미리 기억된 프로그램에 따라 제약조건을 만족시키고 또한 목적함수를 최적, 예를 들면 최대 또는 최소로 하는 설계변수를 연산하는 컴퓨터 본체(12), 및 컴퓨터 본체(12)의 연산결과를 표시하는 CRT(14)로 구성되어 있다.The personal computer includes a keyboard 10 for inputting data and the like, and a computer main body 12 that satisfies the constraints in accordance with a pre-stored program and calculates design variables that optimally, for example, maximize or minimize the objective function. And a CRT 14 for displaying the calculation result of the computer main body 12.

(제1 실시형태)(First embodiment)

다음으로 내편마모성과 조종 안정성을 향상시키기 위해 모든 방향에 대해 블록강성을 균일화하는 블록형상을 설계하는 제 1실시형태에 대하여 설명한다.Next, a first embodiment of designing a block shape for equalizing block stiffness in all directions to improve wear resistance and steering stability will be described.

도 2는 제1 실시형태 프로그램의 처리루틴을 나타낸 것이다. 단계 100에서는 타이어 형상의 1블록을 기준형상으로 하고, 이 기준형상을 유한요소법과 같이 블록강성을 수치적, 해석적으로 구할 수 있는 수법에 따라 모델화하고, 내부구조를 포함하는 타이어 형상을 나타냄과 동시에 메쉬분할에 의해 복수의 요소로 분할된 형상기본모델을 구한다. 또한, 기준형상은 타이어 형상의 1블록에 한정되지 않고 임의의 형상으로 하여도 좋다. 여기서 모델화라는 것은 타이어 형상, 구조, 재료, 패턴을 수치적, 해석적 수법에 근거하여 작성된 컴퓨터 프로그램으로의 입력데이터 형식으로 수치화 하는 것을 말한다.Fig. 2 shows a processing routine of the program of the first embodiment. In step 100, one block of a tire shape is used as a reference shape, and the reference shape is modeled according to a method that can numerically and analytically obtain block stiffness, such as the finite element method, and represent a tire shape including an internal structure. At the same time, the shape basic model divided into a plurality of elements by the mesh division is obtained. The reference shape is not limited to one block of the tire shape, but may be any shape. Here, modeling refers to digitizing tire shapes, structures, materials, and patterns in the form of input data into a computer program created based on numerical and analytical techniques.

도 4는 1블록을 사용한 형상기본모델의 일례를 나타내는 것으로 1블록은 8개의 점(D₁,D₂,D₃,D₄,D₁₁,D₁₂,D₁₃,D₁₄)으로 정할 수 있다. 도면 중 화살표 A는 타이어 주방향을 화살표 B는 타이어 폭 방향을, 화살표 C는 타이어 직경방향을 나타낸다. 또한, PP는 1블록의 답면을 나타내고 PL₁, PL₂, PL₃, PL₄는 답면형상을 나타내는 라인, D₁, D₂, D₃, D₄는 답면 형상을 나타내는 라인의 교점인 답면의 정점을 각각 나타내고 있다. 이 모델에서는 답면(PP)이 사각형이므로 답면(PP)에는 벽면(HP₁,HP₂,HP₃,HP₄)이 연결된다. 또한 답면(PP)과 약간 평행하게 저면(BP)이 형성되고 벽면과 저면에 의해 저점(D₁₁,D₁₂,D₁₃,D₁₄)이 형성된다.4 shows an example of a basic shape model using one block, and one block may be defined as eight points (D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₄ , D ₁₁ , D ₁₂ , D ₁₃ , and D ₁₄ ). . In the figure, arrow A indicates the tire circumferential direction, arrow B indicates the tire width direction, and arrow C indicates the tire radial direction. In addition, PP represents one block of the answer face, PL ₁ , PL ₂ , PL ₃ , and PL ₄ represent the answer face shape, and D ₁ , D ₂ , D ₃ , and D ₄ represent the intersection of the lines representing the answer face shape. Each vertex is shown. In this model, the answer surface (PP) is square, so the walls (HP ₁ , HP ₂ , HP ₃ , HP ₄ ) are connected to the answer surface (PP). In addition, the bottom surface BP is formed in parallel with the answer surface PP, and the bottom points D ₁₁ , D ₁₂ , D ₁₃ , and D ₁₄ are formed by the wall surface and the bottom surface.

또한 벽면과 저면 사이의 간격은 소위 홈깊이에 대응시킬 수 있다. 또한, 형상기본모델은 복수의 요소로 분할 가능하게 되고 타이어 표면의 복수의 법선에 의해 복수 요소로 분할되어도 좋고 또한 설계목적에 따라 3각형 등의 임의형상으로 분할하여도 좋다.The spacing between the wall and the bottom can also correspond to the so-called groove depth. The shape basic model may be divided into a plurality of elements, may be divided into a plurality of elements by a plurality of normals of the tire surface, or may be divided into an arbitrary shape such as a triangle according to the design purpose.

다음의 단계 102은 타이어 성능 평가용 물리량은 나타내는 목적함수, 타이어 형상을 제약하는 제약조건 및 타이어 형상을 결정한다. 즉, 블록형상을 결정하는 설계변수를 결정한다. 본 실시 형태에서는 편마모성과 조종 안정성을 향상시키기 위해 목적함수(OBJ) 및 제약조건(G)을 다음과 같이 정하고 있다.In the next step 102, the objective function representing the physical quantity for tire performance evaluation, the constraints for constraining the tire shape, and the tire shape are determined. That is, design variables for determining a block shape are determined. In the present embodiment, the objective function OBJ and the constraint G are determined as follows in order to improve the wear resistance and the steering stability.

목적 함수(OBJ) : 모든 방향에 있어서 블록강성을 균일하게 한다.Objective function (OBJ): Makes block stiffness uniform in all directions.

제약조건(G) : 타이어 형상을 제약하는 트레드 두께를 균일하게 한다.Constraints (G): Make the tread thickness uniform to constrain the tire shape.

또한 상기 목적함수(OBJ)로서 정해진 모든 방향에 있어서의 블록강성은, 타이어상에 설치된 블록위치를 정하고 타이어 주방향의 강성에서 타이어 폭방향의 강성까지를 주지의 강성 방정식으로 소정 각도마다 구할 수 있다. 예를 들면, 대표적으로 타이어 주방향, 폭방향 및 경사방향의 각 강성이 있다. 이들의 값의 차이, 예를 들면 평균치와 편차로부터 모든 방향에 있어서의 블록강성의 균일성을 계산할 수 있다. 이 강성을 구하는 방향의 범위와 각도 차분값을 미리 정하므로서 블록강성에 대해 방향성을 갖는 블록을 설계할 수 있다. 예를 들면, 타이어 중앙부의 블록에서는 주방향의 강성을 높게 하고 타이어 측, 모서리부의 블록에서는 폭방향의 강성을 높게 하는 등의 방향성을 갖는 블록을 배치에 맞추어 설계할 수 있다. In addition, the block stiffness in all directions determined as the objective function OBJ can be determined for each predetermined angle by a well-known stiffness equation by determining the block position provided on the tire and stiffness in the tire circumferential direction to stiffness in the tire width direction. . For example, there are typically rigidities in the tire circumferential direction, the width direction, and the inclination direction. The uniformity of the block stiffness in all directions can be calculated from the difference of these values, for example, the average value and the deviation. By determining the range and angle difference value in the direction of obtaining the stiffness in advance, it is possible to design a block having directionality to the block stiffness. For example, a block having a directionality such as a stiffness in the circumferential direction may be increased in the block of the tire center portion, and a stiffness in the width direction may be increased in the block of the tire side and the corner portion.

또한, 제약조건(G)으로서 정해진 트레드 두께는 타이어상에 설치된 블록을 갖는 타이어를 형성할 때에 블록이 필요로 하는 체적 이외의 체적, 즉 홈의 체적으로부터 구할 수 있다. 즉 홈의 체적에 따라 타이어 반경방향의 고무 등 재료의 유출량이 정해지고 이 값에서 트레드 두께를 추정할 수 있다.Further, the tread thickness determined as the constraint condition G can be obtained from a volume other than the volume required by the block when forming a tire having a block provided on the tire, that is, the volume of the groove. That is, the flow volume of materials such as rubber in the tire radial direction is determined according to the volume of the groove, and the tread thickness can be estimated from this value.

또한, 본 실시형태에서 설계변수는 벽면각도를 채용하고 있고 도 3의 각도연산 루틴에 의해 설정된다. 이 각도연산 루틴의 단계 130에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 타이어 내부의 소정점(예를 들면, 타이어 중심점)에 기준점(P)을 설정한다. 다음의 단계 132에서는 블록의 벽면을 경사시키는 것이 가능한 범위를 블록형상을 변화시키는 범위로서 지정한다. 단계 134에서는 답면의 정점에서 서로 만나는 1조의 점을 선택함으로써 블록의 벽면을 선택한다. 도5의 예에서는 점(D₁,D₂)을 선택함으로써 벽면(HP₁)이 선택되고 있다. 다음의 단계 138에서는 선택한 벽면의 능선, 도 5의 예에서는 라인(PL₁)을 통과하는 기준점(P)으로부터의 직선, 즉 타이어 반경방향의 직선을 기준선으로서, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 기준선과 선택된 벽면(HP₁)을 이루는 각도(θ₁)을 연산한다.In addition, in this embodiment, the design variable employs a wall angle and is set by the angle calculation routine of FIG. In step 130 of this angle calculation routine, as shown in FIG. 5, the reference point P is set at a predetermined point (for example, a tire center point) inside the tire. In the next step 132, the range in which the wall surface of the block can be inclined is designated as the range in which the block shape is changed. In step 134, the wall surface of the block is selected by selecting a set of points that meet each other at the vertex of the answer surface. In the example of FIG. 5, the wall surface HP ₁ is selected by selecting the points D ₁ and D ₂ . In the next step 138, a straight line from the reference point P passing through the selected ridge line of the wall surface, in the example of FIG. 5 through the line PL ₁ , that is, a straight line in the radial direction of the tire as a reference line, as shown in Figs. The angle θ ₁ that forms the reference line and the selected wall surface HP ₁ is calculated.

다음의 단계 140에서는 잔존하는 답면의 정점에서 서로 만나는 1조의 점이 있는지를 판단함으로써 다른 벽면이 있는지를 판단하고 잔존한 단계 140에서 긍정판단된 때는 단계 134로 되돌아와서 상기 처리를 반복한다. 이에 의해 각 벽면마다 각도(θ₁,θ₂,θ₃…)(이하, 일반식에서 θ_i로 나타낸다. 단, I=1,2,… 벽면의 최대수)가 연산된다. 모든 벽면에 있어서 각도 θ_i가 연산되면(단계 140에서 부정판단), 다음의 단계 142에서 벽면 각도 θ_i를 설계변수 r_i로서 설정한다.In the next step 140, it is determined whether there is a set of points that meet each other at the vertices of the remaining answer surface, and when it is determined that the remaining wall is positive in step 140, the process returns to step 134 and repeats the above process. Thus each wall angle _{_{(θ 1, θ 2, θ}} 3 ...) is (indicated by the following, general formula θ _i. However, I = 1,2, ... the maximum number of wall surfaces) are calculated. When the angle θ _i calculated for all wall (negative determination in step 140), is set as the design variables r _i a wall angle θ _i at the next step 142 the.

이렇게 하여 목적함수(OBJ), 제약조건 G 및 설계변수 r_i를 결정한 후 도 2의 단계 104에서 설계변수(r_i)의 초기값(r₀)에 대해서 목적함수(OBJ)의 초기값(OBJ₀) 및 제약조건(G)의 초기값(G₀)을 연산한다.After determining the objective function OBJ, the constraint G and the design variable r _i , the initial value OBJ of the objective function OBJ with respect to the initial value r ₀ of the design variable r _i in step 104 of FIG. 2. ₀ ) and the initial value G ₀ of the constraint G.

다음으로 도 2의 단계 106에서는 형상기본모델을 변화시키기 위한 설계변수(r_i)를 각각 Δr_i씩 변화시킨다. 또한 이 설계변수(r_i)의 변화는 모든 설계변수 (r_i)를 동시에 변화시켜도 좋고, 또한 설계변수(r_i) 중 1개, 또는 설계변수(r_i) 중 복수의 설계변수를 동시에 Δr_i 변화시켜도 좋다. 다음의 단계 108에서는 Δr_i 변화시킨 벽면의 각도에 의해 형성되는 블록의 형상 즉, 벽면의 각도가 변화한 것에 의한 각 점(D₁,D₂,D₃,D₄,D₁₁,D₁₂,D₁₃,D₁₄)의 좌표를 구하고 설계변수를 Δr_i 변화시킨 후의 블록형상, 즉 형상수정 모델을 결정한다.Next, in step 106 of FIG. 2, the design variable r _i for changing the shape basic model is changed by Δr _i , respectively. In addition, changes in the design variables (r _i) is well possible to change all of the design variables (r _i) at the same time, and a plurality of design variables of 1, or design variables (r _i) of the design variables (r _i) at the same time Δr _i may be changed. In the next step 108, each point (D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₄ , D ₁₁ , D ₁₂ ,) according to the shape of the block formed by the angle of the wall surface changed by Δr _i , that is, the angle of the wall surface is changed. The coordinates of D ₁₃ , D ₁₄ ) are determined and the block shape after the change of the design variable Δr _i is determined.

단계 110에서는 단계 108에서 구한 영상수정모델에 있어서 설계변수를 Δr_i 변화시킨 후의 목적 함수의 값(OBJ_i), 제약조건의 값(G_i)를 연산하고 단계 112에서 이하의 식에 따라 설계변수의 단위 변화량에 대한 목적함수의 변화량의 비율인 목적함수의 감도(dOBJ/dr_i) 및 설계변수의 단위변화량에 대한 제약조건의 변화량의 비율인 제약조건의 감도(dG/dr_i)를 각 설계변수 마다 연산한다.In step 110, in the image correction model obtained in step 108, the value of the objective function (OBJ _i ) and the constraint value (G _i ) after the change of the design variable Δr _i are calculated. The sensitivity of the objective function (dOBJ / dr _i ), which is the ratio of the variation of the objective function to the unit variation of, and the sensitivity of the constraint (dG / dr _i ), which is the ratio of the variation of the constraint to the unit variation of the design variable, are designed. Operate for each variable.

…… (3) … … (3)

이 감도에 의해 설계변수를 Δr_i 변화시켰을 때 목적함수의 값 및 제약조건의 값이 어느 정도 변화하는지 예측 할 수 있다. 이 감도는 타이어의 모델화에 사용한 수법과 설계변수의 성질에 따라, 해석적으로 구해진 경우가 있으므로 그때에는 단계 110의 연산은 불필요해진다.This sensitivity makes it possible to predict how the value of the objective function and the constraint change when the design variable is changed by Δr _i . This sensitivity may be analytically determined depending on the method used for modeling the tire and the nature of the design variable, so that the calculation of step 110 is unnecessary at that time.

다음의 단계 114에서는 목적함수의 초기값(OBJ₀), 제약조건의 초기값(G₀), 설계변수의 초기값(r₀) 및 감도를 사용하고, 수리 계획법에 의해 제약조건을 만족시키면서 목적함수를 최소로 하는 즉, 모든 방향에 있어서 블록강성의 표준편차를 최소로 하는 설계변수의 변화량을 예측한다. 이 설계변수의 예측값를 사용하여 단계115에서 단계 108과 같은 방법에 의해 형상수정 모델을 결정함과 동시에 목적함수값을 연산한다. 단계 116에 있어서, 단계 115으로 연산한 목적함수값(OBJ)과 단계104으로 연산한 목적함수의 초기값(OBJ₀)의 차, 미리 입력된 값을 비교함으로써 목적함수 값이 수렴되었는지를 판단하고 목적함수값이 수렴되지 않은 경우에는 단계 114에서 구해진 설계변수값을 초기값으로 하고 단계 104에서 단계 116을 반복 실행한다. 목적함수의 값이 수렴되었다고 판단될 때에는 이때의 설계변수의 값을 가지고 제약 조건을 만족시키면서 목적함수를 최소로 하는 설계변수의 값으로 하고 단계 120에서 이 설계변수의 값을 사용하여 타이어를 구성할 블록형상을 결정한다.In the next step 114, the initial value of the objective function (OBJ ₀ ), the initial value of the constraint (G ₀ ), the initial value of the design variable (r ₀ ) and the sensitivity are used. Predict the variation of design variables that minimizes the function, that is, minimizes the standard deviation of the block stiffness in all directions. Using the predicted value of the design variable, the shape correction model is determined in the same manner as in the step 108 in step 115 and at the same time, the objective function value is calculated. In step 116, it is determined whether the objective function value has converged by comparing the difference between the objective function value OBJ calculated in step 115 and the initial value OBJ ₀ of the objective function calculated in step 104, and a previously input value. If the objective function value does not converge, the design variable value obtained in step 114 is set as an initial value, and step 116 is repeatedly executed in step 104. When it is judged that the value of the objective function is converged, it is the value of the design variable that minimizes the objective function while satisfying the constraints with the value of the design variable at this time. Determine the block shape.

본 실시형태에서는 블록벽면을 4개로 하는 경우를 예로 들었으나 다수의 벽면이 형성된 블록의 적용도 가능하다. 이 다수의 벽면이 형성된 블록은 그 답면이 다각형상을 형성한 답면 형상을 나타내는 복수라인을 갖고 있다고 생각할 수 있다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이 1블록의 답면(PPa)은 4개의 점(D₁,D₂,D₃,D₄)을 기본으로 하고, 점(D₂)과 점(D₃) 사이에 점(D₂₁,D₂₂,D₂₃,D₂₄)를 형성하고 점(D₂)과 점(D₃)을 결합하는 라인(PL₂)(도 4) 대신에 라인(PL₂₁,PL₂₂,PL₂₃,PL₂₄,PL₂₅)이 형성된다. 마찬가지로 점(D₁)과 점(D₄) 사이에 점(D₄₁,D₄₂,D₄₃,D₄₄)을 형성하고 라인(PL₄) 대신에 라인 (PL₄₁,PL₄₂,PL₄₃,PL₄₄,PL₄₅)가 형성된다. 따라서 답면(PPa)에는 각 라인에서 연속되는 벽면(HP₁,HP₂₁,HP₂₂,HP₂₄,HP₂₅,HP₃,HP₄₁,HP₄₂,HP₄₃,HP₄₄,HP₄₅)이 연결된다. 이들의 벽면(HP₁~HP₄₅) 중 적어도 1개를 설계변수로 정할 수 있다.In this embodiment, the case where four block wall surfaces are made is mentioned as an example, but the application of the block in which many wall surfaces were formed is also possible. It is conceivable that the block on which the plurality of wall surfaces are formed has a plurality of lines representing the shape of the answer surface in which the answer surface forms a polygonal shape. For example, as shown in FIG. 7, the answer surface PPa of one block is based on four points D ₁ , D ₂ , D ₃ , and D ₄ , and a point D ₂ and a point D ₃ . Lines PL ₂₁ , PL instead of lines PL ₂ (FIG. 4) that form points D ₂₁ , D ₂₂ , D ₂₃ , D ₂₄ , and combine points D ₂ and D ₃ . ₂₂ , PL ₂₃ , PL ₂₄ , PL ₂₅ ) are formed. Similarly, form points (D ₄₁ , D ₄₂ , D ₄₃ , D ₄₄ ) between points (D ₁ ) and (D ₄ ), and instead of lines (PL ₄ ), lines (PL ₄₁ , PL ₄₂ , PL ₄₃ , PL) ₄₄ , PL ₄₅ ). Therefore, the wall (HP ₁ , HP ₂₁ , HP ₂₂ , HP ₂₄ , HP ₂₅ , HP ₃ , HP ₄₁ , HP ₄₂ , HP ₄₃ , HP ₄₄ , HP ₄₅ ) connected to each other in the line PPa is connected. At least one of these wall surfaces HP ₁ to HP ₄₅ may be designated as a design variable.

또한 도 8에 나타낸 바와 같이 1블록의 각을 소정량만 줄인 소위 면취된 블록형상으로의 적용도 쉽다. 도 8의 예에서 1블록의 답면(PPb)는 4개의 점 (D₁,D₂,D₃,D₄)을 기본으로 하여 D₁측과 D₄측을 면취할 경우의 예이다. 면취량은 블록의 점(D₁)측의 각이 줄어 형성되어야 하는 점(D_1A,D_1B) 및 점(D₄)측의 각이 줄어 형성되는 점(D_3A,D_3B)의 좌표를 정함으로써 구할 수 있다. 따라서 미리 면취량을 정하여 놓으면 각각 줄어야할 위치, 즉 점을 정할 수 있고 이 면취에 의해 형성되어야 하는 벽면을 포함한 벽면의 적어도 1개를 설계변수로 정할 수 있다.Furthermore, as shown in FIG. 8, application to the so-called chamfered block shape in which the angle of one block is reduced only by a predetermined amount is also easy. Tread (PPb) of one block in the example of Figure 8 is an example of a case to a single flat side D ₁ and D ₄ side by the four points _{_{(D 1, D 2, D}} 3, D 4) as standard. Chamfering amount is the coordinates of the point (D _3A , D _3B ) that is formed by reducing the angle (D _1A , D _1B ) and the angle (D ₄ ) side of the block should be formed by reducing the angle (D ₁ ) side It can be obtained by deciding. Therefore, if the amount of chamfering is set in advance, each position to be reduced, that is, a point can be determined, and at least one of the wall surfaces including the wall to be formed by the chamfering can be determined as a design variable.

또한 상기에서는 블록의 벽면을 형성하는 라인이 직선인 경우를 설명하였으나 라인은 직선에 한정되지 않고 도 9에 나타낸 바와 같이 소정함수로 나타낸 곡선 이어도 좋다. 도 9의 예에서 1블록의 답면(PPc)는 4개의 점(D₁,D₂,D₃,D₄)를 갖지만 점(D₁)과 점(D₂₎를 결합하는 라인(PL_1C)이 소정의 함수(예를 들면, 다차원곡선과 쌍곡선)로 나타나고 점(D₃)과 점(D₄)을 결합하는 라인(PL_3C)도 소정의 함수(예를 들면 다원차곡선과 쌍곡선)로 나타난다. 이 경우 라인(PL_1c, PL_3c)을 보간(補間)에 의해 곡선형상을 정해도 좋고 곡선 자체를 설계변수로 변화시켜도 좋다. 또한, 답면 (PPc)의 각 라인으로부터 연속하는 벽면은 곡면이 되지만 1개의 벽면을 미소영역(미소평면)으로 분할하여 고려하고 보관법 등을 사용하여 벽면을 정하면 된다. 또한 도 10에 나타낸 바와 같이 답면(PPd)에 연속하는 벽면 그 자체의 형상을 곡면으로 하여도 좋다.In addition, in the above, the case where the line forming the wall surface of the block is a straight line has been described. In the example of FIG. 9, the answer surface PPc of one block has four points D ₁ , D ₂ , D ₃ , and D ₄ , but a line PL _1C joining the point D ₁ and the point D ₂ . This predetermined function (e.g., multidimensional curve and hyperbolic curve) is shown, and the line PL _3C that combines the point D ₃ and the point D ₄ is also represented by a predetermined function (e.g., multi-dimensional curve and hyperbolic curve). . In this case, the curve shape may be determined by interpolating the lines PL _1c and PL _{3c or the} curve itself may be changed into a design variable. In addition, although the continuous wall surface from each line of the answer surface PPc becomes a curved surface, one wall surface may be divided into a micro area | region (microplane), and a wall surface may be determined using a storage method. In addition, as shown in FIG. 10, the shape of the wall surface continuous to the answer surface PPd may be made into a curved surface.

이렇게 본 실시 형태에서는 블록 단위체에서의 모든 방향에 있어서 강성을 균일화할 수 있으므로 폭방향분할 트레드를 적용시키지 않고 또한 타이어 트레드부의 접지면에 있어서 블록형상에 영향을 미치지 않고 코너링 시와 직진 시의 사용빈도와 요구성능에 따라 타이어의 래크홈 형상과 리브홈 형상 등의 적정화, 및 타이어 폭 방향위치에서의 적정화를 도모할 수 있고 타이어의 내마모성과 운동성능을 고도로 양립시킬 수 있다.Thus, in the present embodiment, since the rigidity can be uniformized in all directions in the block unit, the frequency of use in cornering and straightness without applying the widthwise division tread and without affecting the block shape on the ground surface of the tire tread portion. According to the required performance, the tire can be optimized for the rack groove shape and the rib groove shape and the tire width direction, and the tire wear resistance and the movement performance can be highly compatible.

[제2 실시형태]Second Embodiment

다음으로 제2 실시형태를 설명한다. 본 실시형태는 상기 실시 형태와 다른 설계변수를 사용한다. 또한 본 실시형태는 상기 실시형태와 거의 같은 구성이므로 동일부분에는 동일부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.Next, a second embodiment will be described. This embodiment uses design variables different from the above embodiment. In addition, since this embodiment is substantially the same structure as the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

본 실시형태에서 설계변수는 사각도(斜角度)를 채용하고 있고 도 11의 사각도 연산 루틴에 의해 설정된다. 이 사각도 연산루틴의 단계 150에서는 도 12에 나타낸 바와 같이 타이어 답면의 소정점(도 12의 예에서는 정점 D₁)에 기준점(Q)을 설정한다. 다음의 단계 152에서는 블록의 답면 라인을 경사시킬 수 있는 범위를 블록형상(답면형상)을 변화시키는 범위로서 지정한다. 단계 154 에서는 답면의 지정된 정점으로 마주보는 점 중 라인을 경사시키기 위한 점을 선택함으로써 블록의 벽면을 선택한다. 도 12의 예에서는 점(D₄)을 선택함으로써 벽면(HP₄)에 연속되는 라인(PL₄)이 선택된다. 블록형상으로서 대향하는 라인을 평행하게 유지시키기 위해 라인(PL₄)의 선택에 맞추어 대응하는 라인(PL₂)도 선택하는 것이 바람직하다. 다음의 단계 156에서는 선택된 라인(PL₄)과 기준선(타이어 폭방향과 평행한 방향의 직선)을 이루는 각도(δ)를 연산한다. 이 각도(δ)가 사각도이다.In this embodiment, the design variable employs squareness and is set by the squareness calculation routine of FIG. In step 150 of this rectangular calculation routine, as shown in FIG. 12, a reference point Q is set at a predetermined point (vertex D _{1 in} the example of FIG. 12) of the tire tread surface. In the next step 152, the range in which the tread line of the block can be tilted is designated as the range for changing the block shape (tread face shape). In step 154, the wall surface of the block is selected by selecting a point for tilting the line among the points facing the designated vertex of the answer surface. In the example of FIG. 12, the line PL ₄ continuous to the wall surface HP ₄ is selected by selecting the point D ₄ . It is also preferable to select the corresponding line PL ₂ in accordance with the selection of the line PL _{4 in} order to keep the opposing lines in parallel as the block shape. In the next step 156, an angle δ that forms a reference line (a straight line in the direction parallel to the tire width direction) with the selected line PL ₄ is calculated. This angle δ is a square degree.

다음의 단계 158에서는 사각도를 변화시키기 위한 변수로서 라인(PL₂,PL₄)을 규정하는 점(D₃,D₄)의 좌표점을 구한다. 이 답면형상은 타이어 폭방향의 길이(L₁) 와 타이어 주방향의 길이(L₂)가 미리 정해져 있으므로 이 각 길이를 변화시키지 않고 사각도(δ)를 변화시키지 않으면 안 된다. 그러기 위해서는 점(D₃,D₄)은 타이어 주방향으로 이동시키면 된다. 이 이동량(S_i)을 설계변수(r_i)로서 설정한다.In the next step 158, the coordinate points of the points D ₃ and D ₄ defining the lines PL ₂ and PL ₄ as variables for changing the squareness are obtained. The tread shape is not without changing the length (L ₁₎ to the length (L ₂₎ is also pre-(δ) square without changing the length of each of the tire so determined main direction of the tire width direction. To do this, the points D ₃ and D ₄ may be moved in the tire circumferential direction. This movement amount S _i is set as a design variable r _i .

이렇게 하여 목적함수(OBJ), 제약조건(G) 및 설계변수(r_i)를 결정한 후, 설계변수(r_i)의 초기값(r₀)에 있어서 목적함수(OBJ)의 초기값(OBJ₀) 및 제약조건(G)의 초기값(G₀)을 연산한다(도 2의 단계 104). 다음으로 상기 실시 형태와 같이 설계변수(r_i)를 각각 Δr_i씩 변화시키고 블록형상, 즉 형상수정모델을 결정한다(단계 106,108). 이 형상 수정 모델에 대해 설계변수를 Δr_i 변화시킨 후의 목적함수의 값(OBJ_i), 제약조건의 값(G_i)을 연산하고 목적함수의 감도(dOBJ/dri) 및 제약조건의 감도(dG/dri)를 각 설계변수마다 연산한다(단계 110,112). 다음으로 모든 방향에 있어서의 블록강성의 표준편차를 최소로 하는 설계변수의 변화량을 예측하고 형상 수정모델을 결정함과 동시에 목적 함수값을 연산한 설계변수값을 사용하여 타이어를 구성하는 블록형상을 결정한다(단계 114~120).After determining the objective function (OBJ), the constraint (G) and the design variable (r _i ) in this way, the initial value (OBJ ₀ ) of the objective function (OBJ) in the initial value (r ₀ ) of the design variable (r _i ). And the initial value G ₀ of the constraint G (step 104 of FIG. 2). Next, as in the above embodiment, the design variable r _i is changed by Δr _i , respectively, and a block shape, that is, a shape correction model is determined (steps 106 and 108). Calculate the value of the objective function (OBJ _i ) and the constraint value (G _i ) after changing the design variables Δr _i for this shape-correction model and the sensitivity of the objective function (dOBJ / dri) and the sensitivity of the constraint (dG / dri) is calculated for each design variable (steps 110 and 112). Next, predict the variation of design variables that minimize the standard deviation of the block stiffness in all directions, determine the shape correction model, and use the design variable values that compute the objective function values. Determine (steps 114-120).

또한, 설계변수의 다른 예로는 블록에 형성시키는 사이프의 수가 있고, 이 사이프에는 도 13에 나타낸 바와 같이 사이프의 폭(wa) 및 경사(γa)가 있다. 또한 도 14에 나타낸 바와 같이 사이프의 깊이(wb) 및 블록내의 경사(γb)가 있다. 또한, 사이프는 블록을 통과하는데 한정되지 않고 도 15에 나타낸 바와 같이 블록의 중도까지 형성할 때의 사이프 길이(wc)가 있다.Another example of the design variable is the number of sipes to be formed in the block, and the sipes include the width wa and the warp γa as shown in FIG. As shown in Fig. 14, there is a depth wb of the sipe and an inclination? B in the block. In addition, the sipe is not limited to passing through the block, but there is a sipe length wc when forming it to the middle of the block as shown in FIG.

[제3 실시형태][Third Embodiment]

다음으로 제3 실시형태를 설명한다. 본 실시 형태는 유전적 알고리즘에 의해 타이어의 블록형상을 설계하는 것이다. 상기 실시 형태와 다른 설계변수를 사용한 것이다. 또한 본 실시의 형태는 상기 실시 형태와 거의 같은 구성이므로 동일 부분에는 동일 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.Next, a third embodiment will be described. This embodiment designs the block shape of a tire by a genetic algorithm. Design variables different from the above embodiment are used. In addition, since this embodiment is substantially the same structure as the said embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part, and detailed description is abbreviate | omitted.

도 16은 본 실시의 형태의 프로그램처리루틴을 나타낸 것이다.Fig. 16 shows a program processing routine of the present embodiment.

단계 200에서는 N개의 블록형상을 유한요소법 등과 같이 타이어의 블록강성을 수치적·해석적으로 구할 수 있는 수법에 의해 모델화하고, 내부구조를 포함하는 형상기본모델을 구한다. 또한 N은 미리 사용자가 입력한다. 본 실시형태에서 사용하는 형상기본모델은 제1 실시형태의 도 4에 나타낸 것과 동일하다.In step 200, N block shapes are modeled by a method that can numerically and numerically obtain the block stiffness of a tire, such as a finite element method, and obtain a shape basic model including an internal structure. N is input by the user in advance. The shape basic model used in this embodiment is the same as that shown in Fig. 4 of the first embodiment.

다음의 단계 202에서는 타이어 성능 평가용 물리량을 나타내는 목적함수, 타이어형상을 제약하는 제약조건 및 N개의 형상모델의 블록형상을 결정하는 설계변수를 결정한다. 본 실시 형태에서는 내편마모성과 조종안정성을 향상시키기 위하여 목적함수(OBJ) 및 제약조건(G)을 다음과 같이 정하고 있다. In the next step 202, the objective function representing the physical quantity for tire performance evaluation, the constraints for constraining the tire shape, and the design variables for determining the block shapes of the N shape models are determined. In this embodiment, the objective function OBJ and the constraint G are determined as follows in order to improve the wear resistance and the steering stability.

목적함수(OBJ) : 모든 방향에 있어서 블록강성을 균일하게 한다.Objective function (OBJ): Makes block stiffness uniform in all directions.

제약조건(G) : 타이어형상을 제약하는 트레드 두께를 균일하게 한다.Constraints (G): Make the tread thickness uniform to constrain the tire shape.

또한 설계변수인 벽면각도는 제1 실시형태에서 설명하였으며 도 3의 각도연산루틴에 의해 N개의 형상모델 각각에 대해 결정된다. 이 처리는 제1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.Further, the wall angle, which is a design variable, was described in the first embodiment and is determined for each of the N shape models by the angular calculation routine of FIG. Since this processing is the same as in the first embodiment, the description is omitted.

각도 연산루틴을 N회 반복함으로써 목적함수(OBJ), 제약조건(G) 및 N개의 형상모델 각각의 설계변수(r_iJ)(J=1,2,…,N)를 결정한 후, 도 16의 단계 204에서 N개의 형상모델의 각각 설계변수(r_iJ)의 목적함수(OBJ_J) 및 제약조건(G_J)을 연산한다.By repeating the angle calculation routine N times, the objective function OBJ, the constraint G, and the design variables r _iJ (J = 1, 2, ..., N) of each of the N shape models are determined. In operation 204, the objective function OBJ _J and the constraint G _{J of the} design variables r _iJ of the N shape models are calculated.

다음의 단계 206에서는 단계 204에서 구한 N개 형상모델의 각각의 목적함수(OBJ_J) 및 제약조건(G_J)을 사용하여 N개의 형상모델 각각의 적용함수(F_J)를 이하의 식(4)에 따라 연산한다. 본 실시의 형태에서는 예를 들면, 모든 방향에 있어서 블록강성을 균일하게 함으로서 적응함수에 의한 값(적응도)은 모든 방향에 있어서 블록강성의 표준편차가 작아지면 커진다.In the next step 206, using the objective function (OBJ _J ) and the constraint (G _J ) of the N shape models obtained in step 204, the application function (F _J ) of each of the N shape models is obtained from the following equation (4). Calculate according to In this embodiment, for example, by uniformizing block rigidity in all directions, the value (adaptability) by the adaptation function becomes larger when the standard deviation of the block rigidity becomes smaller in all directions.

……(4) … … (4)

또는or

단, only,

c : 정수c: integer

γ : 패널티 계수γ: penalty coefficient

Φ_min=min(Φ₁,Φ₂,···Φn₎ Φ _min = min (Φ ₁ , Φ ₂ , ·· Φn ₎

Φ_J = N개의 형상모델의 J번째의 형상모델의 패널티 계수Φ _J = penalty coefficient of Jth shape model of N shape models

(J=1,2,3,…,N)(J = 1,2,3,…, N)

또한, c 및 γ은 사용자가 미리 입력한다. In addition, c and γ are input by the user in advance.

다음의 단게 208에서는 N개의 형상모델 중에서 교차되는 형상모델을 2개 선택한다. 선택방법으로는 일반적으로 알려져 있는 적응도 비례 전략을 사용하고 N개의 형상모델인 개체 e가 각각 선택되어 뽑히는 확률(Pe)가 이하의 식으로 나타난다. In the next step 208, two shape models are selected from among N shape models. As a selection method, a known probability proportional strategy is used, and the probability (Pe) of selecting each of N shape models, e, is represented by the following equation.

단, Fe : N개의 타이어모델 중에 있는 개체 e의 적응함수However, Fe: adaptation function of entity e among N tire models

F_J = N개의 타이어모델 J번째의 적응함수F _J = Nth tire model J-th adaptive function

J = 1,2,3,…,NJ = 1,2,3,... , N

본 실시형태에서는 선택방법으로서 적응도 비례전략을 사용하였으나 그 밖 에 유전적 알고리즘(기타노 히로아끼 편저)에 나타나 있는 기대치전략, 랭크전략, 엘리트보존전략, 토너멘트선택전략, 또는 GENITOR 알고리즘 등을 사용하여도 좋다. In the present embodiment, the adaptive proportional strategy is used as the selection method, but the expectation strategy, the rank strategy, the elite preservation strategy, the tournament selection strategy, or the GENITOR algorithm shown in the genetic algorithm (edited by Hiroaki Kitano) is used. You may also do it.

다음의 단계 210에서는 선택된 2개의 형상모델을 사용자가 미리 입력한 확률(T)에 의해 교차시킬지를 결정한다. 여기서 말하는 교차는 후술한 바와 같이 2개 형상모델의 요소 일부를 교환하는 것을 말한다. 부정판정으로 교차시키지 않은 경우는 그대로 단계 216으로 진행한다. 한편, 긍정판정으로 교차되었을 때에는 단계 214에서 후술하는 바와 같이 2개의 형상모델을 교차시킨다.In the next step 210, it is determined whether the two selected shape models intersect with the probability T previously input by the user. Intersection here refers to exchanging a part of elements of two shape models as described later. If it does not intersect with the negative determination, the flow proceeds to step 216 as it is. On the other hand, when crossed with affirmative determination, two shape models are crossed as described later in step 214.

2개의 형상모델의 교차는, 도 17에 도시된 교차루틴에 의해 행해진다. 먼저 단계 208에서 선택된 2개의 형상모델을 형상모델 a 및 형상모델 b로 함과 동시에 각각의 형상모델 a, b의 설계변수를 포함하는 설계변수 벡터로 나타내고 형상모델 a의 설계변수 벡터를 V_r ^a=(r₁ ^a,r₂ ^a…,r₁ ^a…,r_n-1 ^a), 형상모델 b의 설계변수 벡터를 V_r ^b=(r₁ ^b,r₂ ^b…,r_i ^b…,r_n-1 ^b)로 한다. 도 17의 단계 250에서 미리 정한 난수를 생성하고 이 난수에 따른 형상모델 a, b의 설계변수 벡터에 관한 교차장소(i)를 결정한다.The intersection of the two shape models is performed by the intersection routine shown in FIG. First, the two shape model selected in step 208, the shape model a and shape model b, and at the same time each of the shape model as a, b V a design variable vector of the shape model a is represented by design variable vectors including the design variables _r ^a = (r ₁ ^a , r ₂ ^a …, r ₁ ^a …, r _n-1 ^a ), the design variable vector of shape model b is V _r ^b = (r ₁ ^b , r ₂ ^b …, r _i ^b …, r _n-1 ^b ). In operation 250 of FIG. 17, a predetermined random number is generated, and the intersection place i regarding the design variable vector of the shape models a and b is determined according to the random number.

다음의 단계 252에서는 교차하는 것으로 결정된 형상모델 a, b의 설계변수 (r₁ ^a,r₁ ^b)에 대해 이하의 식에 따라 거리(d)를 구한다.In the next step 252, the distance d is calculated according to the following equation for the design variables (r ₁ ^a , r ₁ ^b ) of the shape models a and b determined to intersect.

d=｜r_i ^a-r_i ^b｜d = ｜ r _i ^a -r _i ^b ｜

다음의 단계(254)에서는 r_i ^a,r_i ^b의 취득범위의 최소치(B_L)및 최대치(B_U)를 사용하고 이하의 식에 따라 정규화거리(d')를 구한다.In the next step 254, the minimum value B _L and the maximum value B _U of the acquisition range of r _i ^a and r _i ^b are used, and a normalization distance d 'is obtained according to the following equation.

단계 256에서는 규정화거리(d')의 값을 적절하게 분산시킴으로써 도 19A, 도 19B에 나타낸 바와 같이 산형의 사상함수 Z(X)(O≤X≤1, O≤Z(X)≤0.5)를 사용하여 이하의 식에 따라 함수값 (Z_ab)를 구한다.In step 256, the mapping function Z (X) (O≤X≤1, O≤Z (X) ≤0.5) of the mountain form is distributed by appropriately distributing the value of the normalization distance d 'as shown in Figs. 19A and 19B. Use to find the function value (Z _ab ) according to the following equation.

Z_ab = Z(d')Z _ab = Z (d ')

이렇게 하여 함수값 Z_ab를 구한 후, 단계(258)에서 새로운 설계변수 (r_i'^a,r_i'^b)를 다음 식에 따라 구한다.After calculating the function value Z _ab , the new design variables r _i ' ^a, r _i ' ^b ) are obtained in step 258 according to the following equation.

또는, or,

이렇게 하여 r_i'^a, r_i'^b를 구한 후 단계 260에서 새로운 설계변수인 설계변수 벡터( V_r'^a,V_r'^b)는 이하와 같이 구해진다.In this way, after r _i ' ^a and r _i ' ^b are obtained, a design variable vector V _r ' ^a and V _r ' ^b , which is ^a new design variable in step 260, is obtained as follows.

또한, r_i의 취득범위의 최소치(B_L) 및 최대치(B_u)는 사용자가 미리 입력해 놓는다. 또한 사상함수 Z(x)는 도 20A, 도 20B에 나타낸 바와 같이 곡형의 함수여도 좋다. 또한 상기의 예에서는 교차장소(i)는 1개소이나 이밖에 유전적 알고리즘(기타노 히로아끼 편저)에 나타나 있는 복수점 교차 또는 한 형태 교차 등을 사용하여도 좋다.In addition, the minimum value B _L and the maximum value B _u of the acquisition range of r _i are previously input by the user. The mapping function Z (x) may be a curved function as shown in Figs. 20A and 20B. In the above example, the crossover point (i) may be used in one place or in addition to the multiple point crossover or single form crossover shown in the genetic algorithm (edited by Kitano Hiroaki).

이러한 교차에 의해 신규한 2개의 형상모델을 생성한 후, 도 16의 단계 216 에서는 사용자가 미리 입력한 확률(S)로서 돌연변이 시킬지를 결정한다. 이 돌연변이는 후술한 바와 같이 설계변수의 일부를 미소하게 변경하는 것이 좋고 최적의 설계변수가 되는 모집단을 포함하는 확률을 높게 하기 위해서이다. 단계 216에서 부정판정으로 돌연변이 시키지 않는 경우에 단계 226에서는 현재의 2개의 형상모델을 그대로 다음의 단계 222로 진행시킨다. 긍정판정으로 돌연변이 시킬 경우에는 다음의 단계 220에서 이하와 같이 하여 돌연변이 시킨다.After generating two new shape models by this intersection, in step 216 of FIG. 16, it is determined whether to mutate with the probability S previously input by the user. This mutation is intended to make small changes to some of the design variables as described below and to increase the probability of including a population that is an optimal design variable. In the case of not mutating the negative judgment in step 216, in step 226, the two current shape models are directly moved to the next step 222. In the case of mutating with affirmative determination, the mutation is performed as follows in the following step 220.

이 돌연변이는 도 18에 나타내 돌연변이 루틴에 의해 행해진다. This mutation is shown by the mutation routine shown in FIG. 18.

먼저 단계 262에서는 난수를 생성하고 난수에 의해 돌연변이의 장소(i)를 결정한다. 다음의 단계 264에서는 거리( d')를First, in step 262, a random number is generated and the location (i) of the mutation is determined by the random number. In the next step 264, the distance d '

O≤d'≤1O≤d'≤1

의 범위에서 난수에 의해 결정한다.Determined by random numbers in the range of.

다음의 단계 266에서는 도 19A, 도 19B에 나타낸 산형의 사상함수 Z(x)(O≤X≤1 이고 O≤Z(x)≤0.5) 또는 도 20A, 도 20B에 나타낸 곡형의 사상함수 Z(x)를 사용하여 이하의 식에 따라, 함수값(Zd)를 구한다.In the next step 266, the mapping function Z (x) of the mountain form shown in Figs. 19A and 19B (O≤X≤1 and O≤Z (x) ≤0.5) or the mapping function Z of the curve shown in Figs. 20A and 20B ( Using x), the function value Zd is obtained according to the following equation.

Zd = Z(d')Zd = Z (d ')

이렇게 하여 함수값 Zd를 구한 후, 단계 268에서 새로운 설계변수(ⅵ')를 이하 식에 따라 구한다. After the function value Zd is obtained in this way, in step 268, a new design variable (k ') is obtained according to the following equation.

또는or

이렇게 하여 설계변수 r_i'를 구한후, 단계 270에서 구해지는 새로운 설계변수인 설계변수벡터( V_r')은 이하와 같이된다.After the design variable r _i 'is obtained in this way, the design variable vector V _r ', which is a new design variable obtained in step 270, is as follows.

Vr'=(r₁,r₂,…r_i',r_i+1,…,r_n-1)Vr '= (r ₁ , r ₂ ,… r _i ', r _{i + 1} ,…, r _n-1 )

이렇게 하여 새롭게 생성된 2개의 형상 모델에 있어서 목적함수의 값과 제약조건의 값을 도 16의 단계 222에서 연산한다. 다음의 단계 224에서는 얻어진 목적함수의 값과 제약조건의 값에서 상기 실시형태 예와 같이 식(4)을 사용하여 적응함수를 연산한다. 다음의 단계 226에서는 상기 2개의 형상모델을 보존한다. In this way, the values of the objective function and the constraints are calculated in step 222 of FIG. In the next step 224, the adaptive function is calculated using the equation (4) as in the example of the embodiment from the obtained value of the objective function and the value of the constraint. In the next step 226, the two shape models are preserved.

다음의 단계 228에서는 단계 226에서 보존한 형상모델의 수가 N개에 달하였는지를 판단하고, N개에 달하고 있지 않은 경우에는 N개로 될 때까지 단계 208에서 단계 228을 반복 실행한다. 한편, 형상모델의 수가 N개에 달한 경우에는 단계 230에서 수렴판정을 하고 수렴되지 않은 경우에는 N개의 형상모델을 단계 226에서 보존된 형상모델로 갱신하고 단계 208에서 단계 230을 반복 실행한다. 한편 단계 230에서 수렴되었다고 판단된 경우에는 N개의 형상모델 중에서 제약조건을 거의 충족시키면서 목적함수의 값이 최대가 되는 형상모델의 설계변수의 값을 가지고 제약조건을 거의 만족시키면서 목적함수를 최대로 하는 설계변수의 값으로 하여 단계232에서 이 설계변수의 값을 이용하여 타이어의 형상을 결정한다.In the next step 228, it is determined whether the number of the shape models saved in step 226 has reached N. If not, the process repeats the steps 208 and 228 until there are N pieces. On the other hand, if the number of shape models reaches N, convergence is determined in step 230. If not, the N shape models are updated to the shape models stored in step 226, and step 230 is repeatedly executed. On the other hand, if it is determined in step 230 that the objective function is satisfied while satisfying the constraints among the N shape models, the objective function is maximized while the constraints are almost satisfied with the values of the design variables of the shape model. As the value of the design variable, the shape of the tire is determined using the value of this design variable in step 232.

또 단계 230의 수렴판정은 이하의 조건 중 어느 한쪽을 만족하면 수렴으로 간주한다. The convergence decision of step 230 is considered convergence if any one of the following conditions is satisfied.

1) 세대수가 M개에 이르다. 1) M households.

2) 최대 목적함수값을 가지는 선열(line arrays)의 수가 전체의 q%이상이 되다. 2) The number of line arrays with the maximum objective function value is more than q% of the total.

3) 최대 목적함수값이 이어지는 p회의 세대에서 갱신되지 않는다.3) The maximum objective function value is not updated in subsequent p generations.

또한 M, q, p는 사용자가 미리 입력해 놓는다. In addition, M, q, and p are previously input by the user.

또한 상기 실시형태를 제1 또는 제2 실시형태의 설계변수에 적용하여도 좋다. In addition, you may apply the said embodiment to the design variable of a 1st or 2nd embodiment.

본 실시형태에서는 제1 실시의 형태에 대해 약간 계산량이 증가하므로 설계개발에 필요한 시간은 약간 증가하나 보다 좋은 성능의 타이어설계를 행하는 효과가 있다. In this embodiment, since the amount of calculation increases slightly with respect to the first embodiment, the time required for design development increases slightly, but there is an effect of designing a tire with better performance.

이렇게 본 실시형태에서는 블록단위체에서의 모든 방향에 있어서 강성을 균일화 할 수 있으므로 폭방향분할 트레드를 적용시키지 않고, 또한 타이어 트레드부의 접지면에 있어서 블록형상으로 영향을 미치는 것이 아니고 코너링 시와 직진 시의 사용빈도와 요구성능에 따라 타이어의 래크홈 형상과 리브 홈형상 및 사이프 형상등의 적정화, 및 타이어 폭방향 위치에서의 적정화를 도모하고 타이어의 내마모성과 운동성능을 고도로 양립시킬 수 있다.Thus, in this embodiment, since the rigidity can be uniformized in all directions in the block unit, the widthwise division tread is not applied, and the ground surface of the tire tread portion does not affect the block shape, According to the frequency of use and required performance, it is possible to optimize the rack groove shape, the rib groove shape and the sipe shape of the tire, and to optimize the tire in the widthwise position, and to achieve high wear resistance and movement performance of the tire.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[제1 실시예][First Embodiment]

다음으로 제1 실시예를 설명한다. 본 실시예는 직방체블록의 최적화에 본 발명을 적용한 것이다. Next, the first embodiment will be described. This embodiment applies the present invention to the optimization of a rectangular parallelepiped block.

도 21에 나타낸바와 같이 직방체블록은 20mm×27mm×8mm의 형상으로 형성되는 것을 상정한다. 이 직방체블록은 타이어 주방향으로 27mm의 길이(LB)의 긴 변을 갖음과 동시에 타이어 주방향과 교차하는 타이어 폭방향으로 20mm의 길이(LA)의 짧은 변을 갖고, 또한 8mm의 높이(DP)를 갖고 있다. 길이(LA)의 짧은 변에 연속하는 홈벽(HP₁,HP₃)은 동일 홈벽각도(ε)로 설정되고 길이(LB)의 긴 변에 연속하는 홈벽(HP₂,HP₄)은 동일 홈벽각도(Φ)로 설정된다.As shown in FIG. 21, it is assumed that a rectangular parallelepiped block is formed in the shape of 20 mm x 27 mm x 8 mm. This rectangular parallelepiped block has a long side of the length LB of 27 mm in the tire circumferential direction, and has a short side of the length LA of 20 mm in the tire width direction intersecting with the tire circumferential direction, and also has a height DP of 8 mm. Have The groove walls HP ₁ and HP ₃ continuous to the short side of the length LA are set to the same groove wall angle ε, and the groove walls HP ₂ and HP ₄ continuous to the long side of the length LB are the same groove wall angle. (Φ) is set.

이 직방체 블록을 상기실시 형태에서 설명한 바와 같이 최적화한다. 즉, 주방향과 폭방향의 블록강성을 똑같게 홈벽각도를 설정한다. 이에 의해 모든 방향에서의 입력에 대해 블록이 같은 거동을 하므로 마모와 조종안정성의 향상을 기대할 수 있다. This rectangular parallelepiped block is optimized as described in the above embodiment. That is, the groove wall angle is set equal to the block stiffness in the main direction and the width direction. As a result, the block behaves the same for the inputs in all directions, so wear and steering stability can be improved.

본 실시예에서는 목적함수, 제약조건 및 설계변수를 이하와 같이 정한다. In this embodiment, the objective function, constraints and design variables are determined as follows.

목적함수 : 폭방향과 주방향의 블록강성을 같게 한다.Objective function: Make the block stiffness equal to the width direction and the main direction.

이를 수식을 사용하여 환언하면,In other words, using a formula,

(주방향강성 - 폭방향강성)²를 최소화하는 것이다.(Main stiffness-width stiffness) ² is minimized.

설계변수 : 길이 20mm의 변으로 연속하는 홈벽각도(ε)와 길이 27mm의 변에 연속되는 홈벽각도(Φ)의 2변수를 채용하고 초기값은 쌍방 모두 3도로 설정한다. Design Variables: Two variables, groove wall angle (ε) continuous with 20mm length and groove wall angle (Φ) continuous with 27mm length, are adopted.

제약조건 : 부발(釜拔)를 고려하고 홈벽각도(ε, Φ) 와 함께 1도 이상으로 한다. Constraints: Consider the flare and make it at least 1 degree with the groove wall angle (ε, Φ).

상기의 목적함수, 제약조건 및 설계변수에 의하여, 직방체블록을 최적화한 결과, 홈벽각도 ε=1도, 홈벽각도 Φ=13도의 각도가 얻어졌다. 도 22A, 도 22B는 주방향 및 폭방향에 대한 블록강성을 나타내는 것이고, 도 22A는 최적화 전의 초기값에 있어서의 블록강성, 도 22B는 최적화 후의 블록강성을 나타내었다. 도 22A, 도 22B에서 이해되는 바와 같이 주방향과 폭방향의 강성은 최적화 후에 같아졌다. As a result of optimizing the rectangular parallelepiped block according to the objective function, constraints and design variables, angles of groove wall angle ε = 1 degree and groove wall angle Φ = 13 degree were obtained. 22A and 22B show block stiffness in the circumferential direction and the width direction, FIG. 22A shows block stiffness at an initial value before optimization, and FIG. 22B shows block stiffness after optimization. As understood in Figs. 22A and 22B, the stiffness in the circumferential direction and the width direction became the same after optimization.

[제2 실시예]Second Embodiment

다음으로 제2 실시예를 설명한다. 본 실시예는 사이프의 수 및 깊이의 결정에 본 발명을 적용한 것이다.Next, a second embodiment will be described. This example applies the present invention to the determination of the number and depth of sipes.

본 실시예에서는 스터드레스 타이어에 사이프를 1개 추가한 경우의 블록형상의 최적화를 실시한다.In this embodiment, the block shape is optimized when one sipe is added to the stud tire.

도 23A에 나타낸 바와 같이 1블록에는 깊이 DPa의 사이프가 3개, 타이어 폭방향에 따라 설치되어 있다. 이 블록에 도 23B에 나타낸 바와 같이 사이프를 추가한 경우를 상기 실시의 형태에서 설명한 바와 같이 최적화한다. 즉, 사이프 개수를 변경한 경우라도 블록강성을 같게 할 사이프 깊이를 설정한다.As shown in Fig. 23A, one sipe is provided with three sipes of depth DPa along the tire width direction. The case where a sipe is added to this block as shown in Fig. 23B is optimized as described in the above embodiment. That is, even if the number of sipes is changed, the sipe depth to make the block stiffness equal is set.

여기서 본 발명자는 사이프의 깊이를 변화시키지 않고 사이프를 3개에서 4개로 하는 실험을 행하여 사이프에 직각방향(주방향)의 블록강성이 9.6에서 7.3으로 떨어진다(27% 감소)라는 결과를 얻는다. 이것은 사이프를 1개 추가하면 에지 길이가 증가하므로 빙상주행성능이 향상된다고 생각하나 블록강성이 24%나 떨어지므로 역으로 성능의 저하가 우려된다. 여기서 3개이거나 그 이상의 블록강성을 갖는 4개의 사이프가 되는 최적화를 실시하였다.Here, the inventor performs an experiment in which the sipes are three to four without changing the depth of the sipes, and the result is that the block stiffness in the direction perpendicular to the sipes drops from 9.6 to 7.3 (27% reduction). It is thought that the ice length performance is improved by adding an additional sipe to the edge length, but the block stiffness is reduced by 24%. Here, four sipes with three or more block stiffnesses were optimized.

본 실시예에서는 목적함수 및 설계변수를 이하와 같이 정한다.In this embodiment, the objective function and design variables are determined as follows.

목적함수 : 4개 사이프 블록의 강성과 3개 사이프 블록의 강성을 일치시킨다. 이를 수식을 이용하여 환언하면,Objective function: Match the stiffness of four sipe blocks with the stiffness of three sipe blocks. In other words, using a formula,

(4개 사이프 강성 - 3개 사이프 강성)²를 최소화하는 것이다.To minimize the (four sipes rigid three sipes stiffness) ^2.

설계변수 : 4개 사이프의 깊이Design Variable: Depth of 4 Sipes

초기값은 7mm(3개 사이프는 7mm로 고정, 4개만을 변화)Initial value is 7mm (3 sipes fixed at 7mm, only 4 changes)

상기 목적함수 및 설계변수에 의해 사이프를 최적화한 결과, 4개 사이프의 깊이가 5.9mm 얻어지고 3개의 사이프의 블록과 동등한 블록강성이 얻어졌다. 도 24는 사이프에 대한 블록강성을 나타낸 것이다. 도 24에서 이해되는 바와 같이 깊이가 동일한 사이프로 3개일 때의 블록강성은 9.6이고 4개일 때의 블록강성은 7.3이나, 본 실시예에 의한 최적화 후에는 4개 사이프라도 3개 사이프와 같은 블록강성으로 되었다. As a result of optimizing the sipes by the objective function and design variables, four sipes were obtained with a depth of 5.9 mm and block stiffness equivalent to three sipes. 24 shows block stiffness for sipes. As understood from Fig. 24, the block stiffness of three sipes having the same depth is 9.6 and the block stiffness of four is 7.3, but after optimizing according to the present embodiment, the block stiffness of four siprado three sipes is equal. Became.

또한 본 발명자는 상기 각 사이프로 실제 제작하여 실차에 탑재하고 실험하여 이하의 결과를 얻었다. In addition, the present inventors actually manufactured each of the above-mentioned sipes, mounted them in a vehicle, and experimented to obtain the following results.

① 드라이 노면(건조노면)① Dry road surface (dry road surface)

조종안정성은 6.0에서 6.0으로 변화하지 않았다. 이것은 블록강성이 변화하고 있지 않기 때문이라고 생각된다.Maneuverability did not change from 6.0 to 6.0. This is considered to be because the block stiffness does not change.

② 아이스 노면(빙상노면)② Ice Road (Ice Road)

조종안정성은 5.5 → 6.5로 증가하였다.Steering stability increased from 5.5 to 6.5.

③ 웨트브레이크 성능은 8% 향상하였다.③ Wet break performance improved by 8%.

[제3 실시예]Third Embodiment

다음으로 제3 실시예를 설명한다. 본 실시예는 사이프의 수 및 길이의 결정에 본 발명을 적용한 것이다. 즉, 제2 실시예에서 설정한 설계변수인 사이프 깊이 대신에 사이프 길이를 설계변수로 한 것이다.Next, a third embodiment will be described. This example applies the present invention to the determination of the number and length of sipes. That is, the sipe length is used as the design variable instead of the sipe depth which is the design variable set in the second embodiment.

도 25에 나타낸 것과 같이 1블록에는 사이프를 1개 추가하여 4개, 각각의 사이프를 한 변으로부터 대치하는 변에 도달하기 이전에서 그 길이를 규정하고 4개에 대해서 교호하도록 타이어폭 방향에 따라 설치하도록 한다. 이 사이프는 길이 (LAa)의 미형성거리를 갖고 있다. 따라서 4개 사이프의 블록을 한쪽 폐쇄 크랭크로 하는 것에 상당한다. 이 블록에 상기 실시 형태에서 설명한 바와 같이 최적화한다.As shown in Fig. 25, four blocks by adding one sipe to each block are provided along the tire width direction so as to define the length of the sipes before reaching the side where each sipe is replaced from one side and alternately about four. Do it. This sipe has an unformed distance of length LAa. Therefore, it is equivalent to making a block of four sipes into one closed crank. This block is optimized as described in the above embodiment.

본 실시예에서는 설계변수를 다음과 같이 정한다.In this embodiment, design variables are determined as follows.

설계변수 : 한쪽 폐쇄폭(LAa)Design Variable: Closed Width (LAa)

초기값은 0mm로 이것은 오픈 사이프에 상당 The initial value is 0mm, which corresponds to open sipe

사이프 깊이는 7mm로 고정Sipe depth fixed at 7mm

상기 설계변수에 의해 사이프를 최적화한 결과, 한쪽 폐쇄폭(LAa)이 3.5mm로 얻어지고 3개 사이프의 블록과 동등한 블록강성이 얻어졌다.As a result of optimizing the sipes by the above design variables, one closed width LAa was obtained at 3.5 mm and block stiffness equivalent to three sipe blocks was obtained.

또한 본 발명자는 상기 사이프에서 실제로 타이어를 제작, 실차에 탑재하여 실험함으로써 다음의 결과를 얻었다. 아이스노면(빙상노면)에서의 조종안정성이 5.5에서 6.5로 증가하였다. 에지 길이는 80mm에서 86mm로 향상하였다.In addition, the inventors of the present invention produced the following tires by actually manufacturing the tires and mounting them on a vehicle. Steering stability on ice roads increased from 5.5 to 6.5. Edge length improved from 80mm to 86mm.

이상과 같이 본 발명에 따른 공기타이어의 설계방법은, 공기 타이어의 블록형상을 최적화하는 설계에 이용하는데 적당하고 특히, 홈벽각도와 사이프의 수, 형상이 성능에 기여하는 설계에 사용하는데 적합하다.As described above, the design method of the pneumatic tire according to the present invention is suitable for use in the design for optimizing the block shape of the pneumatic tire, and particularly for the design in which the groove wall angle, the number of sipes and the shape contribute to the performance.

Claims

(a) a basic shape representing a shape selected from a shape of a block unit including an internal structure, a shape of a portion of the tire crown including an internal structure, and a shape of a land portion continuous in the circumferential direction of the tire including the internal structure; Model, tire performance evaluation Objective function indicating physical quantity, design variable to determine shape or pattern shape of block unit or shape of flesh, selected shape among block group shape, pattern shape and flesh shape, tire cross section shape and tire performance evaluation Determining a constraint restricting at least one of the physical quantities;

(b) calculating the value of the design variable by calculating while changing the value of the design variable until the optimum value of the objective function is given while considering the constraints; And

(c) designing the tire based on design variables that give an optimal value of the objective function;

Air tire design method comprising a.

The method of claim 1, wherein in step (b), the sensitivity of the constraint is a ratio of the variation of the constraint to the unit variation of the design variable and the sensitivity of the objective function, which is the ratio of the variation of the objective function to the unit variation of the design variable. By considering the constraints, we predict the variation of the design variable that gives the optimal value of the objective function, and at the same time, change the value of the objective function and the design variable by the amount equivalent to the predicted quantity A method of designing a pneumatic tire that calculates the value of a constraint when a change is made, and obtains the value of a design variable that gives the optimum value of the objective function while considering the constraint based on the predicted value and the calculated value.

According to claim 1, wherein in step (a) the shape of the block unit including the internal structure, the pattern shape of a portion of the tire crown including the internal structure, and the land portion continuous in the tire circumferential direction including the internal structure A selection target group consisting of a plurality of shape basic models representing a selected one of the shapes is determined, and the objective function, the design variable, the constraints, and the objective function and the constraints in each shape basic model of the selection target group. Determine the adaptive function that can be evaluated,

In step (b), two shape basic models are selected from the group to be selected based on an adaptation function, and a new shape basic model is generated by crossing design variables of each shape basic model with a predetermined probability and at least one of At least one of creating a new basic shape model by changing a part of the design variables of the basic shape model is to obtain the objective function, constraints, and adaptation functions of the basic shape model that changed the design variables. Preserving the shape base model without changing the variable, and repeating until the number of the stored shape base model becomes a predetermined number, and judging whether a new group consisting of the predetermined number of shape base models that have been saved satisfies the predetermined convergence condition, When the convergence condition is not satisfied, the new group is the selection group, and the selection group selects a predetermined convergence condition. Repeat until satisfied, and the method of designing a pneumatic tire to obtain the value of the design variable while taking into account the constraints from basic shape model of preserved when sikyeoteul satisfies a predetermined convergence condition can be predetermined to give the optimum value of the objective function.

According to any one of claims 1 to 3, wherein the design variable is the angle of the surface connected to the surface of the tire flesh to be formed by the selected one of the shape of the block unit, the pattern shape and the shape of the flesh, the A variable representing at least one of the height to the surface of the tire portion, the shape of the tire surface, the shape of the surface connected to the tire surface, the sipe position, the number, the width, the depth, the slope, the shape and the length of the sipe shape. Air tire design method comprising.