DE69918610T2

DE69918610T2 - Verfahren zur Abschätzung von Lebensdauer und Verschleiss eines Reifens

Info

Publication number: DE69918610T2
Application number: DE69918610T
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Shimizu; Naoto Yamagishi; Hiroshi Mouri; Naohiro Sasaka; Hiroshi Toyota-shi Kobayashi; Tetsunori Toyota-shi Haraguchi; Yasuyuki Toyota-shi Kato
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: DE69918610D1; EP1429135A2; DE69929545D1; EP0969276A2; EP1429135B1; US6269690B1; EP1429135A3; ES2222664T3; DE69929545T2; EP0969276A3; EP0969276B1; ES2257716T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer, und insbesondere ein Verfahren zum Abschätzen einer Reifennutzungslebensdauer, das ein Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer oder das Ausmaß einer Abnutzung von Gummi bei einem wirklichen Gebrauch ermöglicht.
Bisher ist die Abnutzungslebensdauer eines Reifens, der für Fahrzeuge verwendet wird, aus dem Zustand einer Abnutzung (dem Grad einer Abnutzung oder dem Betrag einer Abnutzung) bestimmt worden, nachdem ein Fahrzeug, an dem der Reifen angebracht ist, dessen Abnutzungslebensdauer abzuschätzen ist, wirklich über eine spezifizierte Distanz gefahren worden ist (bezüglich der Definition des Wortes "Abnutzungslebensdauer", siehe Seite 16 der Spezifikation).
Jedoch weist dieses Verfahren einen Nachteil dahingehend auf, dass der Test ziemlich zeitraubend ist, weil die Distanz, die von dem Fahrzeug für den Test zu fahren ist, groß sein muss, um eine genaue Messung des Betrags einer Abnutzung des Reifens zu erhalten, der für eine hochpräzise Abschätzung erforderlich ist.
Um den obigen Nachteil zu überwinden, werden in der Technologie, die in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung (nachstehend als JB-B bezeichnet) 1-56374 offenbart ist, mindestens zwei Paare von Testreifen an einem Fahrzeug angebracht, das für den Test verwendet wird, und werden auf Straßen auf eine Weise gefahren, derart, dass die Drehgeschwindigkeiten der beiden Reifen unterschiedlich zwischen den Paaren um ein gewünschtes Ausmaß sind, so dass die Abnutzung des Reifens aufgrund der Antriebskraft und aufgrund der Bremskraft gleichzeitig abgeschätzt werden kann.
Als die Formel zum Abschätzen des Betrags einer Abnutzung eines Reifens, ist Schallamach's Formel des Betrags der Abnutzung bekannt. In Übereinstimmung mit dieser theoretischen Formel wird der Betrag einer Abnutzung M eines Reifens pro Einheits-Fahrdistanz als proportional zu der Reibungsenergie angesehen, und kann durch die folgende Formel (1) ausgedrückt werden: M = γρF2/C (1)
In der Formel (1) stellt γ den Grad einer Abnutzung eines Reifens dar, ρ stellt eine Elastizität dar, F stellt eine externe Kraft dar, die an den Reifen angelegt wird, und C stellt die Steifheit des Reifens gegenüber einer Kraft in der Längsrichtung oder der transversalen Richtung davon dar. Wenn die Steifheit C spezifisch ausgedrückt wird durch die Steifheit in der Längsrichtung (in der Fahrrichtung) Cd, und die Steifheit in der Bremsrichtung Cb, und die Steifheit in der transversalen Richtung Cs, wird Schallamach's Formel des Betrags einer Abnutzung durch die folgende Formel (2) ausgedrückt: M = γρF2/(Cd+Cb+Cs) = γρ(Fx+2/Cd + Fx–2/Cb+Fy2/Cs) (2)
In der obigen Formel stellt Fx+ eine Kraft in der Vorwärtsrichtung dar, die durch eine Antriebskraft erzeugt wird, Fx– stellt eine Kraft in der Rückwärtsrichtung dar, die durch eine Bremskraft erzeugt wird, und Fy stellt eine Eingangskraft in der transversalen Richtung dar.
Jedoch weist die Technologie, die in der Spezifikation der JB-B 1-56374 beschrieben ist, einen Nachteil dahingehend auf, dass zumindest ein wirklicher Straßentest für eine lange Zeit durchgeführt werden muss, und es somit eine lange Zeit dauert, um die Reifenabnutzungslebensdauer abzuschätzen, obwohl die Zeit, die für den Test erforderlich ist, im Vergleich mit der Zeit verringert werden kann, die erforderlich für Verfahren einer Abschätzung unter Verwendung von nur einem Paar von Reifen in einem Durchlauf des Straßentests verringert werden kann.
Außerdem weist Schallamach's Formel des Betrags einer Abnutzung einen Nachteil dahingehend auf, dass, obwohl die Formel Steifheiten in der Fahrrichtung, in der Bremsrichtung und in der transversalen Richtung berücksichtigt, eine genaue Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer eines Reifens, der an einem Fahrzeug angebracht ist, bei einem wirklichen Gebrauch immer noch schwierig ist, wenn Faktoren, die berücksichtigt werden, auf diese Parameter beschränkt sind.
Wenn ein Fahrzeug bei einem wirklichen Gebrauch gefahren wird, sind mehr diverse Faktoren, die die Abnutzung eines Reifens beeinflussen, vorhanden, wie etwa die Eigenschaften des Gummis des Reifenprofilabschnitts, die Reifenprofilmuster und -strukturen, und die Eingangskräfte, die von einem Reifen in dem wirklichen Gebrauch des Reifens durch die Kunden (während eines Fahrens unter Bedingungen eines wirklichen Straßengebrauchs des Fahrzeugs) aufgenommen werden. Deswegen ist es unter einer wirklichen Fahrbedingung eines Fahrzeugs, die von so vielen diversen Faktoren beeinflusst wird, offensichtlich schwierig, die Abnutzung eines Reifens unter Verwendung von Schallamach's Formel des Betrags einer Abnutzung abzuschätzen, in welcher nur Steifheiten in der Richtung eine Fahrens, in der Bremsrichtung und in der transversalen Richtung berücksichtigt werden.
Aufmerksamkeit wird auch auf die Offenbarung der JP-A-09-329530 gelenkt.
Die vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen 1 bis 21 definiert, und ist ausgeführt worden, um die obigen Probleme zu überwinden, und weist eine Aufgabe eines Bereitstellens eines Verfahrens zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer auf, das eine genaue Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer in einer kurzen Zeit ermöglicht.
Um die obige Aufgabe zu lösen, werden in dem ersten Aspekt des Verfahrens zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung eine Reibungsenergie des Reifens Ewf beim freien Rollen, eine Reibungsenergie des Reifens Ewa, wenn der Reifen mit einem Spurwinkel angebracht ist, eine Reibungsenergie des Reifens Ews unter Anlegung einer Seitenkraft an den Reifen, eine Reibungsenergie des Reifens Ewd unter Anlegung einer Antriebskraft an den Reifen, und eine Reibungsenergie des Reifens Ewb unter Anlegung einer Bremskraft an dem Reifen erhalten. Zusätzlich werden auch eine Reibungsenergie ew einer Gummiprobe, die aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in dem Reifenprofilabschnitt verwendet wird, unter einer Härte, die im wesentlichen die gleiche wie die Härte bei einem wirklichen Gebrauch des Reifens ist, und eine Abnutzungstiefe W pro gegebener Fahrdistanz erhalten.
Die Reifenabnutzungslebensdauer wird auf der Grundlage eines Werts abgeschätzt, der ein Produkt eines Gummiindex Gi und einem Reziprokwert einer Reibungsenergie Ew (1/Ew), d.h. Gi/Ew einschließt. Der Gummiindex Gi ist ein Wert, der durch ein Teilen der Reibungsenergie ew durch die Abnutzungstiefe W, d.h. ew/W erhalten wird. Die Reibungsenergie Ew wird durch die folgende Formel ausgedrückt: Ew = Ewf + Ewa + Ews + Ewb + Ewd
In Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Reibungsenergie des Reifens Ewf beim freien Rollen und die Reibungsenergie des Reifens Ewa, wenn der Reifen mit einem Spurwinkel angebracht ist, als die Faktoren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer zusätzlich zu der Reibungsenergie des Reifens Ews unter Anlegung einer Seitenkraft (Kraft in der transversalen Richtung) an den Reifen, der Reibungsenergie des Reifens Ewd unter Anlegung einer Antriebskraft an den Reifen, und der Reibungsenergie des Reifens Ewb unter Anlegung einer Bremskraft an den Reifen verwendet. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu der Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer in Übereinstimmung mit der Formel von Schallamach des Betrags der Abnutzung abgeschätzt werden, in welcher eine Steifheit in der Richtung eines Antreibens, in der Bremsrichtung und in der transversalen Richtung allein berücksichtigt werden.
In diesem Aspekt wird der Gummiindex Gi unter einer Härte gemessen, die ungefähr die gleiche wie die Härte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens ist, und zur Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer verwendet. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer im Vergleich zu der Abschätzung unter Verwendung des Reibungswiderstandsindizes genauer abgeschätzt werden, der durch den herkömmlichen Lambourn-Abriebtester erhalten wird, der in dem japanischen Industriestandard K 6264 spezifiziert ist.
In dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass der Wert, der das Produkt Gi/Ew einschließt, ein Wert ist, der aus dem Produkt Gi/Ew gewählt wird, oder ein Wert, der durch ein Multiplizieren des Produkts Gi/Ew mit einer verbleibenden Rillentiefe erhalten wird, die verbleibt, bevor die Rillentiefe die Grenze zur Entsorgung des Reifens erreicht.
Was die verbleibende Rillentiefe betrifft, die verbleibt, bevor die Rillentiefe die Grenze zur Entsorgung des Reifens erreicht, so ist es vorzuziehen, dass ein Wert, der durch ein Subtrahieren des Werts erhalten wird, der als die Grenze zur Entsorgung des Reifens betrachtet wird, beispielsweise 1,6 (mm), von der Rillentiefe NSD verwendet wird.
In dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S, D und B und Exponenten ns, nd und nb die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb durch die folgenden Formeln ausgedrückt: Ews = S × Fyns Ewd = D × Fx+nd Ewb = B × FX–nb
Die unbestimmten Koeffizienten S, D und B und die Exponenten ns, nd und nb werden im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb erhalten, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden. Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– werden auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs bestimmt. Die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb werden auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln erhalten.
In Übereinstimmung mit dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt die Abschätzung Eingangskräfte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens wieder, weil die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage der RMS-Werte der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs oder der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens erhalten werden. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu Abschätzungen abgeschätzt werden, die Eingangskräfte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens nicht widerspiegeln.
In dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Exponenten ns, nd und nb, die auf der Grundlage gemessener Werte in dem dritten Aspekt erhalten werden, jeweils auf einen festen Wert in dem Bereich von 1,5 bis 3 und vorzugsweise in dem Bereich von 2 bis 3 eingestellt. Die unbestimmten Koeffizienten S, D und B werden im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden, erhalten.
In Übereinstimmung mit dem vierten Aspekt werden die Exponenten ns, nd und nb auf feste Werte in dem Bereich von 1,5 bis 3 eingestellt. Deswegen können die unbestimmten Koeffizienten S, D und B einfacher im Vergleich zu dem Fall erhalten werden, in welchem die Exponenten ns, nd und nb nicht auf feste Werte eingestellt sind.
In dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Reibungsenergie Ews in eine Reibungsenergie Ews+, die in der Rechtskurve des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, erzeugt wird, und eine Reibungsenergie Ews–, die bei der Linkskurve des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, erzeugt wird, geteilt, und jede der Ews+ und Ews– wird auf der Grundlage der Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels des Fahrzeugs erhalten. Die Reibungsenergie Ews wird als die Summe der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews– erhalten, d.h. Ews+ + Ews–.
In Übereinstimmung mit dem fünften Aspekt kann die Reibungsenergie Ews unter Bedingungen erhalten werden, die näher an dem wirklichen Gebrauch des Reifens sind, im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Reibungsenergie Ews ohne ein Berücksichtigen der Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels erhalten wird.
In dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, die in der Rechtskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy, die bei der Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, und einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, von unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb, die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb durch die folgenden Formeln ausgedrückt: Ews+ = S1 × Fy+ns1 Ews– = S2 × Fy–ns2 Ewd = D × Fx+nd Ewb = B × FX–nb
Die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und die Exponenten ns1, ns2, nd und nb werden im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews+, der Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb erhalten, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, eines gegeben Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden.
Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– werden auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs oder der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs bestimmt. Die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb werden auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln erhalten, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
In Übereinstimmung mit dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs oder der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs erhalten. Da die Reibungsenergien unter Bedingungen erhalten werden, die näher an jenen des wirklichen Gebrauchs des Reifens sind, kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu dem Fall bestimmt werden, in welchem die Eingangskräfte in dem wirklichen Gebrauch des Reifens nicht berücksichtigt werden.
In dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Exponenten ns1, ns2, nd und nb, die auf der Grundlage gemessener Werte in dem sechsten Aspekt erhalten werden, jeweils auf einen festen Wert in dem Bereich von 1,5 bis 3 und vorzugsweise in dem Bereich von 2 bis 3 eingestellt. Die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B werden im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb erhalten, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden.
In Übereinstimmung mit dem siebten Aspekt werden die Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf feste Werte in dem Bereich von 1,5 bis 3 eingestellt. Deswegen können die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B einfacher im Vergleich zu dem Fall erhalten werden, in welchem die Exponenten ns1, ns2, nd und nb nicht auf feste Werte eingestellt sind.
In dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Reifenabnutzungslebensdauer an einer Mehrzahl von Abschnitten des Reifens abgeschätzt.
In dem neunten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Reibungsenergie Ew als eine Reibungsenergie pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz ausgedrückt wird, die unter Verwendung eines Rollradius des Reifens standardisiert ist. Wenn die Reibungsenergie Ew wie oben beschrieben ausgedrückt wird, können Ergebnisse einer Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer mit einer Mehrzahl von Reifen, die unterschiedliche Reifengrößen aufweisen, miteinander verglichen werden.
In dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auf der Grundlage eines gemessenen Werts des Gummiindex Gi und der Reibungsenergien Ewf, Ewa, Ews+, Ews–, Ewd und Ewb ein Erwartungswert des Betrags einer Abnutzung durch die Formel ausgedrückt: Wt = Ew/Gi = {(Ewf) + (Ewa) + (Ews+) + (Ews–) + (Ewd) + (Ewb)}/Gi
Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden.
In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer, der in Übereinstimmung mit der Formel (5) in einer unten beschriebenen Ausführungsform erhalten wird, und der Reifenabnutzungslebensdauer, die wirklich bei einem wirklichen Fahrzeugtest beobachtet wird;
2A einen Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Quadrat einer Eingangskraft und der Reibungsenergie eines Reifens unter Anlegung einer Seitenkraft aufzeigt;
2B einen Graphen, der die Beziehung zwischen einem Quadrat einer Eingangskraft und der Reibungsenergie Ewd eines Reifens unter Anlegung einer Antriebskraft aufzeigt;
2C einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Quadrat einer Eingangskraft und der Reibungsenergie Ewb eines Reifens unter Anlegung einer Bremskraft zeigt;
3 einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer, die in Übereinstimmung mit der Formel (7) erhalten wird, und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch einen wirklichen Fahrzeugtest erhalten wird, aufzeigt;
4A einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer, die in Übereinstimmung mit der Formel (9) auf der Grundlage der ersten Ausführungsform erhalten wird, und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch einen wirklichen Fahrzeugtest erhalten wird, aufzeigt;
4B einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer, die in Übereinstimmung mit der Formel (9) auf der Grundlage der dritten Ausführungsform erhalten wird, und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch einen wirklichen Fahrzeugtest erhalten wird, aufzeigt;
5A ein schematisches Flussdiagram, das die Prozeduren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer in der ersten Ausführungsform aufzeigt;
5B ein schematisches Flussdiagram, das die Prozeduren zum Erhalten der Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb in der ersten Ausführungsform zeigt;
6 eine ebene Ansicht des Hauptabschnitts eines Verschleißtesters, der zum Messen des Gummiindex Gi in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
7 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Messen von Parameterwerten an einem Straßenkontaktabschnitt eines Reifenprofils, die zum Messen von Reibungsenergien in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
8A eine Seitenansicht, die einen Abschnitt zum Messen der Längskraft in der in 7 gezeigten Vorrichtung aufzeigt;
8B eine Seitenansicht in der Richtung A des Abschnitts der in 8A gezeigten Vorrichtung;
9A eine perspektivische Ansicht einer Modifikation des Abschnitts der in 8A gezeigten Vorrichtung zum Messen der Längskraft;
9B eine perspektivische Ansicht einer weiteren Modifikation des Abschnitts der in 8A gezeigten Vorrichtung zum Messen der Längskraft;
10 ein schematisches Flussdiagramm, das die Prozeduren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer in der dritten Ausführungsform aufzeigt;
11 einen Graphen, der ein Beispiel der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch aufzeigt;
12 einen Graphen, der ein Beispiel der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition eines Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch zeigt;
13A einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer und dem Betrag einer Abnutzung eines Reifens, der an einem wirklichen Fahrzeug angebracht ist, in der transversalen Richtung des Profils zeigt (ein Fall, in welchem eine Größe eines Reifens 255/55R16 als ein Vorderreifen verwendet wurde) gemäß der ersten Ausführungsform;
13B einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer und dem Betrag einer Abnutzung eines Reifens, der an einem wirklichen Fahrzeug angebracht ist, in der transversalen Richtung des Profils (ein Fall, in welchem ein Reifen einer Größe 205/65R15 als ein Vorderreifen verwendet wurde) gemäß der ersten Ausführungsform aufzeigt;
13C einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer und dem Betrag einer Abnutzung eines Reifens, der an einem wirklichen Fahrzeug angebracht ist, in der transversalen Richtung des Profils (ein Fall, in welchem ein Reifen einer Größe 175/70R14 als ein Vorderreifen verwendet wurde) gemäß der ersten Ausführungsform;
14A ein schematisches Flussdiagram, das die Prozeduren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer in der ersten Ausführungsform aufzeigt;
14B ein schematisches Flussdiagram, das die Prozeduren zum Erhalten der Reibungsenergien Ews+', Ews–', Ewd' und Ewb' in der ersten Ausführungsform aufzeigt;
15A einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer und dem Betrag einer Abnutzung eines Reifens, der an einem wirklichen Fahrzeug angebracht ist, in der transversalen Richtung des Profils aufzeigt (ein Fall, in welchem ein Reifen einer Größe 225/55R16 als ein Vorderreifen verwendet wurde) gemäß der dritten Ausführungsform;
15B einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer und dem Betrag einer Abnutzung eines Reifens, der an einem wirklichen Fahrzeug angebracht ist, in der transversalen Richtung des Profils (ein Fall, in welchem ein Reifen einer Größe 205/65R15 als ein Vorderreifen verwendet wurde) gemäß der dritten Ausführungsform aufzeigt;
15C einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer und dem Betrag einer Abnutzung eines Reifens, der an einem wirklichen Fahrzeug angebracht ist, in der transversalen Richtung des Profils (ein Fall, in welchem ein Reifen einer Größe 175/70R14 als ein Vorderreifen verwendet wurde) gemäß der dritten Ausführungsform aufzeigt.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Das allgemeine Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer, das in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird systematisch beschrieben werden.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Abnutzungslebensdauer" auf die Zeitperiode von der Zeit, wenn der Reifen neu ist, bis zu der Zeit, wenn der Reifen in dem Ausmaß verschlissen ist, dass die Eigenschaften, die dadurch aufgezeigt werden, sich von exzellent oder gut zu zufriedenstellend verschlechtern. Konkreter bezieht sich die "Abnutzungslebensdauer" auf die Zeitperiode von der Zeit, wenn der Reifen neu ist, zu der Zeit, wenn die Rillentiefe des Profils auf beispielsweise 1,6 mm geschrumpft ist.
In dem vorliegenden Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer werden die Reibungsenergie Ewf eines Reifens beim freien Rollen und die Reibungsenergie des Reifens in einem Zustand, in welchem dem Reifen ein Spurwinkel verliehen wird, erhalten.
Die Reibungsenergie Ews unter Anlegung einer Seitenkraft an den Reifen, die Reibungsenergie Ewd unter Anlegung einer Antriebskraft an den Reifen und die Reibungsenergie Ewb unter Anlegung einer Bremskraft an den Reifen werden auch erhalten, wenn ein Radsturzwinkel, ein Spurwinkel und eine angelegte Last unter Berücksichtigung dynamischer Variationen eingestellt werden, die in dem Reifen während des Gebrauchs des Reifens auftreten.
Die Reibungsenergie ew einer Gummiprobe, die aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in dem Reifenprofilabschnitt verwendet wird, wird unter einer Härte erhalten, die ungefähr die gleiche wie die Härte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens ist, und eine Abnutzungstiefe W pro gegebener Fahrdistanz wird auch erhalten. Dann wird die Reifenabnutzungslebensdauer auf der Grundlage eines Werts abgeschätzt, der das Produkt eines Gummiindex Gi und des Reziprokwerts einer Reibungsenergie Ew (1/Ew), d.h. Gi/Ew einschließt. Der Gummiindex Gi wird durch ein Teilen der Reibungsenergie ew durch die Reibungstiefe W, d.h. ew/W erhalten. Die Reibungsenergie wird durch die folgende Formel ausgedrückt: Ew = Ewf + Ewa + Ews + Ewb + Ewd
Das Prinzip, gemäß welchem die obigen Werte und Kombinationen der Werte als Parameter zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer in der vorliegenden Erfindung arbeiten, wird im folgenden beschrieben werden.
Es sei angenommen, dass eine Abnutzung eines Reifens durch zwei Hauptbeitragsfaktoren verursacht wird: ein Faktor G ist das Gummimaterial des Reifenprofilabschnitts selbst, und der andere Faktor E ist das Profilmuster und die Struktur des Reifens.
Ein Abnutzungswiderstandsindex G1 (%) von Gummi des Reifenprofilabschnitts wird durch den Lambourn-Verschleißtest gemessen und als der Faktor G verwendet, der sich auf das Gummimaterial des Reifenprofilabschnitts bezieht. Eine Reibungsenergie Ew (kgf/cm², N/m² in Übereinstimmung mit dem SI-Einheitensystem), die ein Wert pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz standardisiert unter Verwendung eines Rollradius des Reifens ist, wird gemessen und als der Faktor E verwendet, der sich auf das Profilmuster und die Struktur des Reifens bezieht. Der Lambourn-Verschleißtest ist in dem japanischen Industriestandard K 6264 spezifiziert, der eines der Verfahren zum Messen einer Abnutzung (Widerstand) eines vulkanisierten Gummis oder eines elastischen Materials ist, und er verwendet den Lambourn-Verschleißtester für die Messung. Der Abnutzungswiderstandsindex G1 kann in Übereinstimmung mit diesem Verfahren erhalten werden.
Es wird in dem Papier Nr. 79 des 131. Treffens der American Chemical Society 1987 und anderswo berichtet, dass der Abnutzungswiderstandsindex G1, der in Übereinstimmung mit dem Lambourn-Verschleißtest erhalten wird, als der Index wirksam ist, der die Abnutzungseigenschaft des oberen Gummis (der Oberfläche des Gummis) in einem Reifen zeigt.
Es wird in "A Trial on Laboratory Evaluation of Tire Wear" von YOKOHAMA RUBBER Co., Ltd. in dem Vorabdruck für das Herbstvortragstreffen der „Japanese Automotive Engineers Society" 1982 und anderswo berichtet, dass die Reibungsenergie Ew ein wirksamer physikalischer Faktor ist, um einen Beitrag eines Profilmusters und einer Struktur des Reifens zu berechnen.
Deswegen führten die betreffenden Erfinder Studien zum Abschätzen der Abnutzungswiderstandseigenschaft eines Reifens unter Verwendung des Abnutzungswiderstandsindex G1 und der Reibungsenergie Ew des Gummis aus.
Es wird berücksichtigt, dass, je größer der Abnutzungswiderstandsindex G1 ist, desto länger die Reifenabnutzungslebensdauer ist, und dass, je größer die Reibungsenergie Ew ist, desto kürzer die Reibungsabnutzungslebensdauer ist. Deswegen ist ein Abnutzungswiderstandskoeffizient m durch die folgende Gleichung (3) definiert: m = G1/Ew (3)
Es wird berücksichtigt, dass, je tiefer die verbleibende Rillentiefe des Reifens ist, desto länger die Reifenabnutzungslebensdauer ist. Deswegen wird auf der Grundlage des Abnutzungswiderstandskoeffizienten M ein Erwartungswert einer Reifenabnutzungslebensdauer P1 durch die folgende Formel (4) definiert: T1 = m × (NSD – 1,6) = (G1/Ew) × (NSD – 1,6) (4)
In der obigen Formel stellt NSD eine Rillentiefe (mm) des Reifens dar, und 1,6 entspricht der Rillentiefe von 1,6 (mm), die als die Grenzrillentiefe angesehen wird, bei welcher der Reifen entsorgt werden sollte.
Ähnlich zu Schallamach's Formel wird berücksichtigt, dass die Reibungsenergie Ew durch die Summe der Reibungsenergie des Reifens Ews, wenn eine Seitenkraft (eine Kraft in der transversalen Richtung) an den Reifen angelegt wird, der Reibungsenergie des Reifens Ewd unter Anlegung einer Antriebskraft an den Reifen, und der Reibungsenergie des Reifens Ewb unter Anlegung einer Bremskraft an den Reifen ausgedrückt wird. Die Formel (4) wird dann zu der folgenden Formel (5) hin modifiziert: T1 = {G1/(Ews+Ewd+Ewb)} × (NSD – 1,6) (5)
In Übereinstimmung mit der Formel (5) wurden fünf Erwartungswerte der Abnutzungslebensdauer von Reifen T1 unter Anlegung von fünf Typen von Eingangskräften berechnet, die allgemein in dem wirklichen Gebrauch des Reifens gefunden werden. Die wirkliche Abnutzungslebensdauer des Reifens wurde auch unter dementsprechenden Bedingungen durch den wirklichen Fahrzeugtest gemessen.
1 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer und der wirklichen Reifenabnutzungslebensdauer, die bei einem wirklichen Fahrzeugtest gemessen wird, aufzeigt. Wie in 1 gezeigt, zeigten der Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer T1 und die Reifenabnutzungslebensdauer, die in dem wirklichen Fahrzeugtest erhalten wurde, eine schlechte Korrelation. Deswegen wird bestätigt, dass die Genauigkeit einer Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer nicht weiter verbessert werden würde, solange der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer, der oben beschrieben ist, verwendet wird.
Die Reibungsenergien wurden im Detail studiert, um den Grund der oben erhaltenen, schlechten Korrelation aufzuklären. Als Ergebnis wurde gefunden, das mit vier Typen von Reifen A bis D die Reibungsenergien Ews, Ewd und Ewb proportional zu dem Quadrat der jeweiligen Eingangskräfte waren, wie in den
2A bis 2C gezeigt. Dieses Ergebnis stimmt mit Schallamach's Formel überein. Jedoch liefen Linien in den Graphen nicht durch den Ursprung und ergaben jeweilige positive Schnittpunkte.
Die positiven Schnittpunkte wurden im Detail studiert, und als Ergebnis wurde gefunden, dass die Reibungsenergie des Reifens Ewf beim freien Rollen (wenn zugelassen wird, dass der Reifen frei rollt) und die Reibungsenergie des Reifens Ewa, wenn dem Reifen ein Spurwinkel auferlegt wird, Hauptfaktoren sind, die zu der Reibungsenergie beitragen, die dem obigen positiven Schnittpunkt entspricht.
Auf der Grundlage der obigen Erkenntnisse wird die Reibungsenergie Ew in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (6) berechnet: Ew = Ewf + Ewa + Ews + Ewb + Ewd (6)und der Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer eines Reifens wird in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (7) berechnet: T1 = (G1/Ew) × (NSD – 1,6) (7)
In Übereinstimmung mit der Formel (7) wurden Erwartungswerte T1 der Reifenabnutzungslebensdauer von Reifen unter der Anlegung von fünf Typen von Eingangskräften auf die gleiche Weise berechnet wie auf jene, die beim Studium der Formel (5) ausgeführt wird. Als ein Ergebnis wurde gefunden, das die Korrelation zwischen dem Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch den wirklichen Fahrzeugtest gemessen wurde, verbessert wurde, wie in 3 gezeigt. Somit wurde gefunden, dass die Genauigkeit einer Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer, die auf der Grundlage des Erwartungswerts der Reifenabnutzungslebensdauer T1, die oben beschrieben ist, erhalten wird, beträchtlich verbessert werden würde.
Die Verbesserung in der Korrelation zwischen der erwarteten Reifenabnutzungslebensdauer T1 und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch den wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs erhalten wird, die in 3 gezeigt wird, ist immer noch nicht zufriedenstellend. Als ein Ergebnis von Untersuchungen über die Ursache der nicht zufriedenstellenden Korrelation wurde gefunden, dass die verschlissene Oberfläche (der Zustand der Oberfläche nach einer Abnutzung) des Gummiteststücks in dem Lambourn-Verschleißtest und die verschlissene Oberfläche des Reifenprofilabschnitts in dem Reifen, der an dem Fahrzeug für den Straßentest angebracht ist, deutlich unterschiedlich waren, und die Chance, dass dieser Unterschied die Ursache der nicht zufriedenstellenden Korrelation war, war groß.
Dieser Unterschied rührt von einer deutlich größeren Härte in dem Lambourn-Verschleißtest als die Härte des Reifens bei einem wirklichen Gebrauch her. Eine Härte zeigt hier den Grad einer Härte einer Reibung. Je größer die Härte ist, desto größer sind das Schlupfverhältnis und die Reibungsenergie.
Detaillierter kann das Schlupfverhältnis in dem Lambourn-Verschleißtest, der in dem japanischen Industriestandard K 6264 spezifiziert ist, normalerweise in dem Bereich von 5 bis 80% eingestellt werden. Wenn das Schlupfverhältnis der Minimalwert des Bereichs ist, d.h. 5%, ist die Reibungsenergie pro Einheitsfläche und Einheits_Fahrdistanz in dem Bereich von 100 × 10^–5 bis 300 × 10^–5 (kgf/cm²). Andererseits ist die Reibungsenergie pro Einheitsfläche und die Einheits-Fahrdistanz in dem wirklichen Gebrauch in dem Bereich von 10 × 10^–5 bis 40 × 10^–5 (kgf/cm²). Diese beiden Werte der Reibungsenergien in den jeweiligen Bereichen sind um ein beträchtliches Maß unterschiedlich voneinander.
Deswegen wurde ein Tester, der den Abnutzungstest eines Gummiteststückes unter dem gleichen Grad einer Härte wie die Härte bei einem wirklichen Gebrauch zulässt (ein Schlupfverhältnis von ungefähr 0,5 bis 5%) verwendet, und die Reibungsenergie ew (kgf/cm²) pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz und die Abnutzungstiefe (in diesem Fall die Abnutzungstiefe des Gummiteststücks, das der Abnutzungstiefe bei einem wirklichen Gebrauch nach einem Fahren über 1000 km (mm/1000 km) entspricht) bei der Härte, die der Härte bei dem wirklichem Gebrauch entspricht, wurden gemessen. Als der Parameter, der anstelle des obigen Reibungskoeffizienten G1 verwendet wurde, wurde ein Gummiindex Gi durch die folgende Formel (8) definiert: Gi = ew/W (8)
Unter Verwendung des obigen Gummiindex Gi wurde der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer T1 in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (9) berechnet: T1 = (Gi/Ew) × (NSD – 1,6) (9)
Der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer T1 wurde unter Verwendung der Formel (9) unter Anlegung von fünf Typen von Eingangskräften auf die gleiche Weise wie jener in der Studie unter Verwendung der Formel (5) erhalten. Wie in 4A gezeigt, wurde gefunden, dass die Korrelation zwischen dem Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch den wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs erhalten wurde, beträchtlich im Vergleich zu der Korrelation zwischen dem Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer, die in Übereinstimmung mit der Formel (7) erhalten wurde, und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch den wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs erhalten wird, die in 3 gezeigt ist, verbessert. Somit wird gefunden, dass die Genauigkeit einer Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer beträchtlich verbessert würde, wenn der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer in Übereinstimmung mit der Formel (9) abgeschätzt wird (die erste Ausführungsform).
Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem wirklichen Gebrauch eines Reifens, der an einem Fahrzeug angebracht ist, Ausrichtungen und Lasten, die an den Reifen angelegt werden, sich in Abhängigkeit von der Haltung des Fahrzeugs ändern. Deswegen ist es vorzuziehen, dass Faktoren, die sich auf dynamische Änderungen in Ausrichtungs- und Last-Bewegungen bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs beziehen, in den Reibungsenergien Ews, Ewd und Ewb wiedergegeben werden. Zu diesem Zweck werden ein Radsturzwinkel, ein Spurwinkel und eine Last, in welcher dynamische Änderungen in dem wirklichen Gebrauch des Reifens berücksichtigt werden, als Faktoren für den Reifen berücksichtigt, wenn die Reibungsenergien Ews, Ewd und Ewb erhalten werden (die dritte Ausführungsform).
Der Erwartungswert der Reifenlebensdauer T1 wurde auf eine Weise ähnlich zu der ersten Ausführungsform erhalten, indem die Formel (9) unter Anlegung der fünf Typen von Eingangskräften auf die gleiche Weise wie jene in der Studie unter Verwendung der Formel (5) erhalten. Wie in 4B gezeigt, wurde gefunden, dass die Korrelation zwischen dem Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch den wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs erhalten wird, beträchtlich im Vergleich zu der Korrelation zwischen dem Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer, die in Übereinstimmung mit der Formel (7) erhalten wird, und der Reifenabnutzungslebensdauer, die durch den wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs erhalten wird, die in 3 gezeigt ist, verbessert wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ergebnisse (der Grad einer Korrelation), die in der dritten Ausführungsform erhalten werden, besser sind als die in der ersten Ausführungsform erhaltenen.
Um den Radsturzwinkel, den Spurwinkel und die Last, in welchen dynamische Änderungen in dem wirklichen Gebrauch des Reifens berücksichtigt werden, zu erhalten, wird ein Fahrzeugmodell, das fünf oder mehr Freiheitsgrade einschließlich Freiheitsgraden in der Längsrichtung, in der transversalen Richtung, der Gierung, zum Rollen und Stampfen als Faktoren, die sich auf den dynamischen Bereich in der Ausrichtung des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch beziehen, verwendet. Der Freiheitsgrad in der vertikalen Richtung kann auch eingeschlossen werde, falls nötig (die Anzahl von Freiheitsgraden ist in diesem Fall 6). Die Reibungsenergien werden unter Verwendung des obigen Fahrzeugmodells wie folgt erhalten.
Um den Radsturzwinkel, den Spurwinkel und die Last zum Erhalten der Reibungsenergie Ews zu erhalten, wird ein Fahrzeug, das um eine Kurve fährt, als ein Modell verwendet, und die Geschwindigkeit und die Zentrifugalbeschleunigung (Beschleunigung in der Richtung des Zentrums des geometrischen Orts des Kreises der Kurve) des Fahrzeugs werden auf geeignete Werte gestellt. Der Radsturzwinkel, der Spurwinkel und die Last eines Reifens, der an dem Fahrzeug angebracht ist, das entlang eines vorbestimmten kreisförmigen Kurses mit einem vorgegebenen Radius gefahren wird, werden durch Computersimulation unter Verwendung des obigen Modells berechnet.
Obwohl es wahrscheinlich ist, dass die Eingangskräfte, die oben beschrieben sind, in verschiedenen (jeweils unterschiedlichen) Zuständen in dem wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs gefunden werden, können die Eingangskräfte noch durch die Eingangskräfte in dem oben erwähnten kreisförmigen Fahrzustand unter Verwendung der repräsentativen Geschwindigkeit und der repräsentativen Beschleunigung des Fahrzeugs als die Geschwindigkeit und die Zentrifugalbeschleunigung des obigen Fahrens entlang des kreisförmigen Kurses mit der stetigen Geschwindigkeit jeweils dargestellt werden. Es ist vorzuziehen, dass die mittlere Geschwindigkeit in dem Fahrmodus in der Simulation als die obige repräsentative Geschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet wird, und der RMS-Wert der Beschleunigung in dem Fahrmodus in der Simulation als die obige repräsentative Beschleunigung verwendet wird.
Um den Radsturzwinkel, den Spurwinkel und die Last zum Erhalten der Reibungsenergie Ewd zu erhalten, wird die Beschleunigung durch ein Fahren eines Fahrzeugs auf einen geeigneten Wert gesetzt, und ein Radsturzwinkel, der Spurwinkel und die Last des Reifens, der an dem Fahrzeug angebracht ist, werden durch Computersimulation unter Verwendung des obigen Modells erhalten.
Obwohl es wahrscheinlich ist, dass die Eingangskräfte, die oben beschrieben sind, in verschiedenen (jeweils unterschiedlichen) Zuständen in dem wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs gefunden werden, können die Eingangskräfte noch durch die Eingangskräfte in dem Zustand einer konstanten Trägheit unter Verwendung der repräsentativen Fahrbeschleunigung des Fahrzeugs als die Beschleunigung des obigen Fahrzeugs durch ein Fahren dargestellt werden. Wirklich wird der RMS-Wert der Beschleunigung in dem Fahrmodus in der Simulation als die obige repräsentative Beschleunigung verwendet.
Auf ähnliche Weise wird, um den Radsturzwinkel, den Spurwinkel und die Last zum Erhalten der Reibungsenergie Ewb zu erhalten, die Beschleunigung durch ein Bremsen eines Fahrzeugs auf einen geeigneten Wert eingestellt, und der Radsturzwinkel, der Spurwinkel und die Last des Reifens, der an dem Fahrzeug angebracht ist, werden durch Computersimulation unter Verwendung des obigen Modells erhalten.
Obwohl es wahrscheinlich ist, dass die oben beschriebenen Eingangskräfte in verschiedenen (jeweils unterschiedlichen) Zuständen in dem wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs gefunden werden, können die Eingangskräfte noch durch die Eingangskräfte in dem Zustand einer konstanten Trägheit unter Verwendung der repräsentativen Bremsbeschleunigung des Fahrzeugs als die Beschleunigung des obigen Fahrzeugs durch ein Bremsen dargestellt werden. Wirklich wird der RMS-Wert der Beschleunigung in dem Fahrmodus in der Simulation als die obige repräsentative Beschleunigung verwendet.
Auf der Grundlage des obigen Prinzips werden in dem Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung die obigen Reibungsenergien Ewf, Ewa, Ews, Ewd und Ewb erhalten und die Reibungsenergie ew und die Reibungstiefe W pro gegebener Fahrdistanz einer Gummiprobe, die aus dem gleichen Material wie das Material ausgeführt ist, das in dem Reifenprofilabschnitt verwendet wird, werden auch unter ungefähr der gleichen Härte wie die Härte in dem wirklichen Gebrauch des Reifens erhalten.
Der Spurwinkel ist der Winkel zwischen der Fahrrichtung und der Äquatorialebene des Reifens. Die Seitenkraft ist die Kraft in der Richtung orthogonal zu der Rollrichtung des Reifens. Die Antriebskraft ist die Kraft in der Bewegungsrichtung des Reifens, die durch ein Antreiben des Reifens erzeugt wird. Die Bremskraft ist die Kraft, die durch ein Bremsen in der Richtung entgegengesetzt zu der Antriebskraft erzeugt wird.
Wenn die Reibungsenergie Ewf des Reifens bei einem freien Rollen erhalten ist, ist es vorzuziehen, dass der Anfangs-Radsturzwinkel des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, eingesetzt wird.
Die Reifenabnutzungslebensdauer kann auf der Grundlage eines Werts, der das Produkt des Gummiindex Gi und den Reziprokwert der Reibungsenergie Ew einschließt, ausgedrückt durch die Formel (6) 1/Ew, d.h. Gi/Ew, abgeschätzt werden. Der Gummiindex Gi ist der Wert, der durch ein Teilen der Reibungsenergie ew durch die Abnutzungstiefe W erhalten wird: ew/W.
Wie oben beschrieben, werden in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Reibungsenergien Ewf, Ewr, Ews, Ewd und Ewb als die Faktoren verwendet, um die Reifenabnutzungslebensdauer abzuschätzen. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu der Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer in Übereinstimmung mit der Formel von Schallamach abgeschätzt werden, in welcher Steifheiten in der Fahrrichtung, in der Bremsrichtung und in der transversalen Richtung alleine berücksichtigt werden.
Außerdem wird der Gummiindex Gi unter der Härte, die ungefähr die gleiche wie die Härte in dem wirklichen Gebrauch ist, gemessen und für die Abschätzung verwendet. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu der Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer unter Verwendung des Reifenwiderstandsindex abgeschätzt werden, der durch den herkömmlichen Lambourn-Verschleißtest, der in dem japanischen Industriestandard K 6264 spezifiziert ist, erhalten werden.
Zusätzlich werden, wenn die Reibungsenergien Ews, Ewd und Ewb erhalten werden, die Messungen unter Verwendung eines Radsturzwinkels, eines Spurwinkels und einer Last ausgeführt, die dynamische Änderungen während des wirklichen Gebrauchs des Reifens widerspiegeln. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer im Vergleich zu der Abschätzung ohne einen derartigen Radsturzwinkel, einen Spurwinkel oder eine Last genauer abgeschätzt werden.
In dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass der Wert, der das Produkt Gi/Ew enthält, ein Wert ist, der aus dem Produkt Gi/Ew und einem Wert, der durch ein Multiplizieren des Produkts Gi/Ew mit einer verbleibenden Rillentiefe erhalten wird, die die Rillentiefe ist, die verbleibt, bevor die Rillentiefe eine Grenze zur Entsorgung des Reifens ist, gewählt wird. Was die verbleibende Rillentiefe, die verbleibt, bevor die Rillentiefe eine Grenze zur Entsorgung des Reifens erreicht, betrifft, ist es vorzuziehen, dass ein Wert, der durch ein Subtrahieren des Werts, der als die Grenze zur Entsorgung des Reifens, beispielsweise 1,6 (mm) betrachtet wird, von der Rillentiefe NSD verwendet wird.
Die Rillentiefe NSD eines Reifens kann ein mittlerer Wert einer Mehrzahl von Rillentiefen in dem Reifenprofilabschnitt oder der minimale Wert einer Mehrzahl von Rillentiefen in dem Reifenprofilabschnitt sein.
In dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S, D und B und Exponenten ns, nd und nb, können die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb durch die folgenden Formeln (10) bis (12) ausgedrückt werden: Ews = S × Fyns (10) Ewd = D × Fx+nd (11) Ewb = B × Fx–nb (12)
In diesem Fall werden die unbestimmten Koeffizienten S, D und B und die Exponenten ns, nd und nb im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb erhalten, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– jeweils gemessen werden.
Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– werden auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs bestimmt. Die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb werden dann auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln (10) bis (12) erhalten, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Die transversale Richtung, die Vorwärtsrichtung und die Rückwärtsrichtung sind Richtungen in Bezug auf die Richtung, in welcher der Reifen fortschreitet, wenn er gedreht wird.
Die RMS-Werte der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und die Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs während eines wirklichen Gebrauchs des Fahrzeugs können jeweils als die Quadratwurzel des Mittelwerts der Quadrate von Beschleunigungen in einem vorgegebenen Bereich in jeder Verteilung einer Beschleunigung erhalten werden.
Die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb sind Werte, die die Eingangskräfte bei einem wirklichem Gebrauch widerspiegeln, weil die Reibungsenergien auf der Grundlage der RMS-Werte der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs während eines wirklichen Gebrauchs des Fahrzeugs erhalten werden. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu dem Fall abgeschätzt werden, in welchem Eingangskräfte bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs nicht widergespiegelt werden.
In dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung kann jeder der obigen Exponenten ns, nd und nb auf einen festen Wert in dem Bereich von 1,5 bis 3 eingestellt werden. In diesem Fall werden die unbestimmten Koeffizienten S, D und W im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb erhalten, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden.
Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– werden auf der Grundlage der RMS-Werte der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs bestimmt. Die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb, die oben beschrieben sind, werden dann auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln (10) bis (12) erhalten, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Weil die Exponenten ns, nd und nb auf feste Werte in dem Bereich von 1,5 bis 3 eingestellt sind, können die unbestimmten Koeffizienten S, D und B einfacher im Vergleich zu dem Fall erhalten werden, in welchem die Exponenten ns, nd und ns nicht auf feste Werte eingestellt sind. Außerdem ist bekannt, dass ungefähr die gleich Wirkung (Genauigkeit) wie jene, die ohne ein Einstellen der Exponenten auf feste Werte erhalten wird, erhalten werden kann.
Die Reibungsenergie bei der Rechtskurve des Fahrzeugs ist unterschiedlich von der Reibungsenergie bei der Linkskurve des Fahrzeugs, auch wenn die Kraft, die an dem Reifen erzeugt wird, der an dem Fahrzeug angebracht ist, die gleiche ist. Außerdem variiert die erzeugte Kraft in Abhängigkeit von dem Radsturzwinkel und anderen Faktoren.
Es ist bekannt, dass die Wirkung des Spurwinkels und die Wirkung des Unterschieds in dem wirklichen Lenkwinkel zwischen dem rechten Rad und dem linken Rad aufgrund der Ackerman-Charakteristik des Fahrzeugs die Ursachen des Unterschieds in der Kraft sind, die bei der Rechtskurve des Fahrzeugs und bei der Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird. Deswegen ist es vorzuziehen, dass unter Verwendung eines Seitenführungsvermögens Cp (kgf/rad), des Spurwinkels θ_toe(rad) und des Unterschieds in dem wirklichen Lenkwinkel aufgrund der Ackerman-Charakteristik θ_Ackerman (rad) die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy in zwei Eingangskräfte geteilt wird, d.h. eine Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, die bei der Rechtskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, und eine Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, die bei der Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, in Übereinstimmung mit den folgenden Formeln (13) und (14): Fy+ = (Fy/21 /2) + [Cp × {θtoe +(θAckerman/2)}] (13) Fy– = (Fy/21 /2) – [Cp × {θtoe + (θAckerman/2)}] (14)
Auf ähnliche Weise ist es vorzuziehen, dass die Reibungsenergie des Reifens Ews unter Anlegung einer Seitenkraft an den Reifen in zwei Reibungsenergien geteilt wird, d.h. eine Reibungsenergie Ews+ unter Anlegung einer Seitenkraft bei der Rechtskurve des Fahrzeugs und eine Reibungsenergie Ews unter Anlegung einer Seitenkraft bei der Linkskurve des Fahrzeugs, wie in der folgenden Formel (15) gezeigt: Ews = Ews+ + Ews– (15)
Der obige Unterschied in dem wirklichen Lenkwinkel θ_Ackerman aufgrund der Ackerman-Charakteristik wird wie folgt berechnet.
Ein stetiges Fahren entlang eines kreisförmigen Kurses wird simuliert, so dass die Eingangskraft in der transversalen Richtung des Fahrzeugs (vorzugsweise der RMS davon) während des Fahrens bei dem mittleren Wert der Eingangskraft erzeugt wird, die aus dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs erhalten wird. Der Radius des angenommenen kreisförmigen Kurses wird berechnet. Dann werden die wirklichen Lenkwinkel des rechten Rads und des linken Rads unter Bedingungen berechnet, wo das Fahrzeug entlang eines kreisförmigen Kurses bei der Geschwindigkeit von 0 gefahren wird, und beide Schlupfwinkel werden 0 (die ideale Ackerman-Charakteristik).
Ein wirkliches Fahrzeug zeigt eine Zwischencharakteristik zwischen dem Fall, wo die Ackerman-Charakteristik nicht vorhanden ist (die parallele Verbindung) und dem Fall der idealen Ackerman-Charakteristik auf. Deswegen wird eine Hälfte des Unterschieds in den Werten, die oben berechnet werden, als der Unterschied in dem wirklichen Lenkwinkel zwischen dem rechten Rad und dem linken Rad (θ_Ackerman) aufgrund der Ackerman-Charakteristik des Fahrzeugs verwendet.
Wenn die Ackerman-Charakteristik des Fahrzeugs verfügbar ist, kann der Wert ohne eine Modifikation verwendet werden. Die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+ während einer Rechtskurve des Fahrzeugs und die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– während einer Linkskurve des Fahrzeugs können durch die obige Computersimulation unter Verwendung des Fahrzeugmodells mit fünf oder mehr Freiheitsgraden berechnet werden. Wenn die Computersimulation verwendet wird, kann der Unterschied in dem Schlupfwinkel zwischen dem rechten Rad und dem linken Rad aufgrund eines Gierens auch berücksichtigt werden, sodass die Genauigkeit der Abschätzung zunehmen kann.
Somit kann auf der Grundlage der Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels die Reibungsenergie Ews als zwei getrennte Reibungsenergien erhalten werden, die die Reibungsenergie Ews+ während einer Rechtskurve des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, und die Reibungsenergie Ews– während einer Linkskurve des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, sind. Die Reibungsenergie Ews wird als die Summe der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews– erhalten, d.h. Ews+ + Ews–. Deswegen kann ein Wert für die Reibungsenergie Ews näher an dem Wert bei einem wirklichen Gebrauch im Vergleich zu einem Wert für die Reibungsenergie erhalten werden, der ohne Verwendung der Ackerman-Charakteristik oder des Spurwinkels erhalten wird.
Es ist möglich, die Wirkungen einer Ausgleichssteuerung und anderer Faktoren zusätzlich zu den Wirkungen der Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels, die oben beschrieben sind, zu berücksichtigen.
In dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, die während einer Rechtskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, die während einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in der Rückwärtsbewegung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmter Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb können die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden: Ews+ = S1 × Fy+ns1 (16) Ews– = S2 × Fy–ns2 (17) Ewd = D × Fx+nd (18) Ewb = B × Fx–nb (19)
In diesem Fall werden die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und die Exponenten ns1, ns2, nd und nb im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews+, der Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb erhalten, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– jeweils gemessen werden.
Die transversale Richtung, die Vorwärtsrichtung und die Rückwärtsrichtung sind Richtungen in Bezug auf die Richtung, in welcher der Reifen vorrückt, wenn er gedreht wird.
Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– werden auf der Grundlage der RMS-Werte einer Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und einer Verteilung einer Beschleunigung in Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs bestimmt. Die obigen RMS-Werte können jeweils als die Quadratwurzel des Mittelwerts des Quadrats der Beschleunigungen in einem gegebenen Bereich in jeder Verteilung der Beschleunigung erhalten werden.
Die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb werden dann auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit dem obigen Formeln (16) bis (19) erhalten, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind. Mit anderen Worten werden die obigen Energien durch ein Substituieren der obigen bestimmten Werte für die entsprechenden Parameter in den Formeln (16) bis (19) erhalten.
Weil die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage der RMS-Werte der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und der Verteilung einer bestimmten Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs erhalten werden, können diese Reibungsenergien Eingänge bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs widerspiegeln. Deswegen kann die Abnutzungslebensdauer des Reifens genauer im Vergleich zu dem Fall abgeschätzt werden, in welchem eine Abschätzung ohne ein Widerspiegeln des Eingangs bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens ausgeführt wird.
In den obigen Formeln (16) bis (19) in dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung kann jeder der Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf einen festen Wert in dem Bereich von 1,5 bis 3 auf die gleiche Weise wie jene in den Formeln (10) bis (12) eingestellt werden.
In diesem Fall können durch ein Einstellen der Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf feste Werte in dem Bereich von 1,5 bis 3, die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B einfacher im Vergleich zu dem Fall erhalten werden, in welchem die Exponenten ns1, ns2, nd und nb nicht auf feste Werte eingestellt sind.
Die Abnutzungswiderstandseigenschaft eines Reifens wird oft auf der Grundlage von "Mittel"-Werten berechnet, die als Mittelwerte von Daten über den gesamten Reifen erhalten werden, wie etwa ein Mittelwert der verbleibenden Rillentiefe des Reifenprofilabschnitts und eine Abnahme des Gewichts des Reifens. Jedoch tritt, wenn ein Reifen an einem Fahrzeug angebracht ist und wirklich verwendet wird, die Abnutzung des Reifens ungleichmäßig in der transversalen Richtung des Profils auf, und es wird oft erwogen, dass der Reifen die Grenze für eine Entsorgung erreicht hat, wenn der abgenutzteste Abschnitt die Grenze zur Entsorgung erreicht hat, auch wenn andere Abschnitte des Reifens die Grenze für eine Entsorgung nicht erreicht haben. Deswegen ist es vorzuziehen, dass die Abnutzungseigenschaft eines Reifens nicht auf der Grundlage eines Mittelwerts von Daten, die über den gesamten Reifen erhalten werden, abgeschätzt wird, sondern das sie auf der Grundlage der Verteilung des Betrags einer Abnutzung in der transversalen Richtung des Profils abgeschätzt wird.
In Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung kann die Reifenabnutzungslebensdauer an einer Mehrzahl von Abständen des Reifens abgeschätzt werden. Beispielsweise kann durch ein Anwenden der Messung an einer Mehrzahl von Abschnitten des Reifenprofilabschnitts in der transversalen Richtung des Reifenprofilabschnitts die Verteilung der Reifenabnutzungslebensdauer in der transversalen Richtung des Reifenprofilabschnitts (unregelmäßige Abnutzung) abgeschätzt werden.
In dem Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Reibungsenergie Ew als ein Wert pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz ausgedrückt wird, die unter Verwendung eines Rollradius des Reifens standardisiert sind. Wenn die Reibungsenergie auf diese Weise ausgedrückt wird, können die Ergebnisse einer Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer bezüglich einer Mehrzahl von Reifen, die unterschiedliche Reifengrößen aufweisen, miteinander verglichen werden.
[Die erste Ausführungsform]
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail im Folgenden beschrieben werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Reibungsenergie Ews eines Reifens unter Anlegung einer Seitenkraft in die Reibungsenergie Ews+ unter der Anlegung einer Seitenkraft bei der Rechtskurve des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, und eine Reibungsenergie Ews– unter Anlegung einer Seitenkraft bei der Linkskurve des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, geteilt. Die Reibungsenergie Ews wird als die Summe der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews–, d.h. Ews+ + Ews–, erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb auf eine derartige Weise berechnet, dass die Eingangskräfte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens widergespiegelt werden.
Weiter werden in der vorliegenden Ausführungsform die Orte einer Abschätzung im Voraus an einer Mehrzahl von Positionen des Reifenprofilabschnitts in der transversalen Richtung des Reifenprofilabschnitts bestimmt. Die unregelmäßige Abnutzung an den vorbestimmten Orten des Reifenprofilabschnitts in der transversalen Richtung des Reifenprofilabschnitts wird durch eine Berechnung der Erwartungswerte der Reifenabnutzungslebensdauer T1, und, wo es notwendig ist, der Erwartungswerte des Betrags einer Abnutzung an den vorbestimmten Stellen abgeschätzt. Der oben erwähnte Erwartungswert des Betrags einer Abnutzung wird durch ein Teilen der Reibungsenergie Ew durch den Gummiindex Gi erhalten. Je größer der Erwartungswert des Betrags der Abnutzung ist, desto größer ist der Betrag einer Abnutzung.
Das Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer (und gelegentlich des Betrags einer Abnutzung) eines Reifens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme, die in den 5A und 5B gezeigt sind, im Folgenden detailliert beschrieben werden.
In den folgenden Beschreibungen der vorliegenden Ausführungsform sind die Exponenten ns1, ns2, nd und nb in den Formeln (16) bis (19) auf den Wert 2 fixiert.
In einem Schritt 200 wird in Übereinstimmung mit den gleichen Prozeduren wie jenen, die in dem Schritt 100 der in 10 gezeigten ersten Ausführungsform ausgeführt werden, der Gummiindex Gi eines Gummiteststücks, das aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in dem Reifenprofilabschnitts des Reifens (beispielsweise eines Reifens einer Größe 255/55R16) zur Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer oder des Betrags einer Abnutzung verwendet wird, bei einer Standardtemperatur in Atmosphäre (beispielsweise bei 25°C) unter einer Härte, die ungefähr die gleiche wie die Härte bei dem wirklichem Gebrauch des Reifens ist, erhalten.
In dem nächsten Schritt 202 werden die Reibungsenergien Ewf und Ewa an einer der vorbestimmten Stellen, die oben beschrieben sind, unter Verwendung der Vorrichtung 10, die in 7 gezeigt ist, in Übereinstimmung mit dem gleichen Verfahren wie jenem gemessen, das oben in dem Schritt 102 der ersten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, verwendet wird.
In dem nächsten Schritt 204 werden in Übereinstimmung mit den Prozeduren, um die Reibungsenergie zu erhalten, die durch das Flussdiagramm in 5B gezeigt ist, die Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb an der Stelle einer Abschätzung erhalten, die aus der Mehrzahl von vorbestimmten Abschätzungsstellen in dem Schritt 202, der oben beschrieben worden ist, ausgewählt ist. Diese Prozeduren zum Erhalten der Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb werden im Detail unter Bezugnahme auf 5B im folgenden beschrieben werden.
In einem Schritt 250 werden unter Verwendung einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+ bei der Rechtskurve des Fahrzeugs, einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– bei der Linkskurve des Fahrzeugs, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fy–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb die Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb in Übereinstimmung mit den Formeln (16) bis (19), die oben beschrieben sind, erhalten.
Die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+ bei der Rechtskurve des Fahrzeugs, die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– bei der Linkskurve des Fahrzeugs, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft gebildet wird, und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft gebildet wird, werden in Einheiten von kgf ausgedrückt.
In der vorliegenden Ausführungsform können die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B beispielsweise durch das folgende Verfahren erhalten werden. Um den unbestimmten Koeffizienten S1 zu erhalten, wird die Reibungsenergie Ews+ mehrmals (mindestens drei Mal), indem jedes Mal gegebene Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+ bei der Rechtskurve des Fahrzeugs an den Reifen, dessen Abnutzungslebensdauer oder Betrag einer Abnutzung abzuschätzen ist, angelegt werden. Unter Verwendung der gemessenen Werte der Reibungsenergie Ews+ und der Quadrate der Eingangskräfte in der transversalen Richtung Fy+ bei der Rechtskurve des Fahrzeugs werden eine Mehrzahl bestimmter Werte der Koeffizienten S1 durch eine Rückwärtsrechtung in Übereinstimmung mit der Formel (16) erhalten, d.h. durch eine Berechnung von Ews+/Fy+². Die Mehrzahl von Werten von S1, die somit erhalten werden, werden gemittelt, um den Wert des unbestimmten Koeffizienten S1 zu erhalten.
Auf ähnliche Weise wird, um den unbestimmten Koeffizienten S2 zu erhalten, die Reibungsenergie Ews– mehrfach (mindestens drei Mal) gemessen, indem jedes Mal gegebene Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– bei der Linkskurve des Fahrzeugs an den Reifen, dessen Abnutzungslebensdauer oder Betrag einer Abnutzung abzuschätzen ist, angelegt werden. Unter Verwendung der gemessenen Werte der Reibungsenergie Ews– und der Quadrate der Eingangskräfte in der transversalen Richtung Fy– bei der Linkskurve des Fahrzeugs werden eine Mehrzahl von bestimmten Werten der Koeffizienten S2 durch eine Rückwärtsrechnung in Übereinstimmung mit der Formel (17) erhalten, d.h, durch eine Berechnung von Ews–/Fy–². Die Mehrzahl von Werten von S2, die somit erhalten werden, werden gemittelt, um den Wert des unbestimmten Koeffizienten S2 zu erhalten.
Um den unbestimmten Koeffizienten D zu erhalten, wird die Reibungsenergie Ewd mehrfach (mindestens drei Mal) gemessen, indem jedes Mal gegebene Werte der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ an den Reifen, dessen Abnutzungslebensdauer oder Betrag einer Abnutzung abzuschätzen ist, angelegt werden. Unter Verwendung der gemessenen Werte der Reibungsenergie Ewd und der Quadrate der Kräfte in der Vorwärtsrichtung Fx+ werden eine Mehrzahl von vorbestimmten Werten der Koeffizienten D durch eine Rückwärtsrechnung in Übereinstimmung mit der Formel (18) erhalten, d.h. durch eine Berechnung von Ewd/Fx+². Die Mehrzahl von Werten von D, die somit erhalten werden, werden gemittelt, um den Wert des unbestimmten Koeffizienten D zu erhalten.
Um den unbestimmten Koeffizienten D zu erhalten, wird die Reibungsenergie Ewb mehrfach (mindestens drei Mal) gemessen, indem jedes Mal gegebene Werte der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– an den Reifen, dessen Abnutzungslebensdauer oder Betrag einer Abnutzung abzuschätzen ist, angelegt werden. Unter Verwendung der gemessenen Werte der Reibungsenergie Ewb und der Quadrate der Kräfte in der Rückwärtsrichtung Fx– werden eine Mehrzahl von bestimmten Werten der Koeffizienten D durch eine Rückwärtsrechnung in Übereinstimmung mit der Formel (19) erhalten, d.h. durch eine Berechnung von Ewb/Fx–². Die Mehrzahl von Werten von D, die somit erhalten werden, werden gemittelt, um den Wert des unbestimmten Koeffizienten D zu erhalten.
Die Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb werden beispielsweise unter Verwendung der Vorrichtung 10 gemessen, die in 7 gezeigt ist.
Die Messung des Gummiindex Gi kann unter Verwendung eines Verschleißtesters ausgeführt werden. Der Hauptabschnitt eines Beispiels eines derartigen Testers ist in 6 gezeigt. Der Verschleißtester, der in der Figur gezeigt ist, weist einen Aufbau auf, der den Lambourn-Verschleißtester benutzt, und ist mit einer Welle 2 zum Antreiben eines Schleifsteins ausgestattet, der einen rotierenden Schleifstein 1 an einem Endabschnitt aufweist. Der Schleifstein 1 ist ein rotierender Körper und wird als ein Modell der Straßenoberfläche verwendet. Der andere Endabschnitt der Welle 2 zum Antreiben eines Schleifsteins ist mit einer Antriebseinrichtung zur Rotation wie etwa einem Servomotor verbunden, der in der Figur nicht gezeigt ist. Der Schleifstein 1 wird durch die Antriebseinrichtung zur Rotation über die Welle 2 zum Antreiben eines Schleifsteins bei einer Winkelgeschwindigkeit von ω_d(rad/min) gedreht.
Eine Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks ist angeordnet, parallel zu der Welle 2 zum Antreiben eines Schleifsteins zu verlaufen. An einem Endabschnitt der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks ist ein Halter 5 zum Halten eines Gummiteststücks 4, das eine runde Plattenform aufweist, angeordnet. Der andere Endabschnitt der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks ist mit einer Antriebseinrichtung zur Rotation wie etwa einem Servomotor verbunden, die unterschiedlich von der oben erwähnten Antriebseinrichtung zur Rotation ist und nicht in der Figur gezeigt ist. Zwischen beiden Endabschnitten sind eine Kopplung, die eine Änderung in einem Winkel (eine Universalkopplung) 90, eine Kupplung 6 und ein Drehmomentmesser 83 angeordnet.
Der Halter 5 besteht aus einem Aufnahmekissen 5a, das an der Seite der Welle 3 zum Treiben eines Gummiteststücks angeordnet ist, und einem Klemmkissen 5b, das sich vorwärts und rückwärts bezüglich des Aufnahmekissens 5a durch einen Zylinder bewegen kann, der an einer Position direkt unterhalb der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks angeordnet ist. Die Kissen 5a und 5b halten das Gummiteststück 4, das zwischen den Kissen angeordnet ist, von beiden Seiten des Gummiteststücks in der Richtung der Dicke durch eine gegebene Kraft und setzen die Umfangsoberfläche des Gummiteststücks 4 an eine Position, die der Umfangsoberfläche des Schleifsteins 1 gegenüber steht. Deswegen dreht sich, wenn sich die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks dreht, das Gummiteststück 4 zusammen mit beiden Kissen 5a, 5b bei der gleichen Geschwindigkeit wie die Geschwindigkeit der Welle 3.
Die Kupplung 6 überträgt die Drehkraft der Antriebseinrichtung zur Rotation auf die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks, wenn die Kupplung 6 in Eingriff ist. Wenn die Kupplung 6 freigegeben wird, wird die Drehkraft der Antriebseinrichtung zur Rotation nicht auf die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks übertragen, und das Gummiteststück dreht sich frei.
Die Welle zum Antreiben eines Gummiteststücks 3 ist auf einer beweglichen Basis 7 befestigt. Die bewegliche Basis 7 ist auf Führungsschienen 9 angeordnet, die auf einer festen Basis 8 in einer Richtung senkrecht zu der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks auf derartige Weise angeordnet sind, dass sich die bewegliche Basis entlang der Schienen 9 vorwärts und rückwärts bewegen kann. Deswegen kann sich die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks näher an die oder weg von der Welle 2 zum Antreiben eines Schleifsteins bewegen, während die Achsen beider Wellen parallel zueinander gehalten werden.
Die bewegliche Basis 7 wird durch eine Vorrichtung zum Anlegen einer Last bewegt, die in der Figur nicht gezeigt ist. Der Schleifstein 1 und das Gummiteststück 4 können durch die Bewegung der beweglichen Basis 7 aneinander gedrückt werden. Wenn der Schleifstein 1 und das Gummiteststück 4 aneinander gedrückt werden, wird eine Längskraft an das Gummiteststück 4 angelegt. Die Längskraft kann durch ein Kraftkomponenten-Messgerät 89 erfasst werden (siehe 12).
Die Längskraft bedeutet eine Kraft in der tangentialen Richtung auf der Oberfläche eines Kontakts zwischen dem Schleifstein 1 und dem Gummiteststück 4. Die Kraft ist senkrecht zu der Papierebene, auf welches die 6 gedruckt ist.
Ein Laserversatz-Messgerät (ein Versatzsensor) 82 besteht aus einer Lichtabschirmplatte 80 und einem Sensorkopf 81, der bereitgestellt ist, um den Betrag eines Versatzes der beweglichen Basis 7 relativ zu der festen Basis 8 zu erfassen, wie gezeigt. Die Lichtabschirmplatte 80 ist an der beweglichen Basis 7 angebracht, und der Sensorkopf 81 ist an der festen Basis 8 angebracht.
Das Laserlicht wird aus dem Lichtemissionsabschnitt 81a des Sensorkopfs 81 emittiert und von einem Lichtempfänger 81b empfangen. Eine empfangene Menge von Laserlicht ändert sich in Abhängigkeit von der Fläche des Sensorkopfs 81, die durch die Eindringung der Lichtabschirmplatte 80 abgeschirmt ist, die an der beweglichen Basis 7 angebracht ist. Auf der Grundlage dieser Änderung in der Lichtmenge erfasst der Versatzsensor 82 den Betrag eines Versatzes der beweglichen Basis 7 relativ zu der festen Basis 8, gemessen von einer Referenzposition.
Die Referenzposition der beweglichen Basis ist die Position der beweglichen Basis 7 relativ zu der festen Basis 8, wenn die bewegliche Basis auf eine derartige Weise platziert ist, dass der Abstand zwischen der Zentralachsenlinie des Gummiteststücks 4 und der Umfangsoberfläche des Schleifsteins 1 (der Oberfläche näher an den Gummiteststück 4) gleich dem theoretischen Radius des Gummiteststücks 4 ist.
Wie in den 8A und 8B in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, ist ein Paar von Haltern 85 aufwärts hervorstehend an der beweglichen Basis 7 auf eine derartige Weise angeordnet, dass die Kopplung, die eine Änderung in dem Winkel 90 zulässt, zwischen dem Paar von Haltern 85 platziert ist. Ein Schwenkarm 86 ist an den oberen Endabschnitten der Halter 85 angebracht, derart, dass ein Ende des Schwenkarms 86 an den oberen Endabschnitten der Halter 85 schwenkbar gehalten wird, und das andere Ende des Schwenkarms 86 in die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks (insbesondere in die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks an einem Abschnitt näher an dem freien Endabschnitt als die Position der Kopplung, die eine Änderung in dem Winkel 90 zulässt) eingreift. Aufgrund des vorliegenden Aufbaus kann der Schwenkarm 86 einen vertikalen Schwenkversatz auf die Bewegung der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks folgend genau ausführen.
Es ist vorzuziehen, dass der Eingriff des Schwenkarms 86 in die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks über eine Kugelgleiteinheit 87 ausgeführt wird, die einen relativen Versatz zwischen dem Schwenkarm und der Welle in der horizontalen Richtung zulässt. Es ist vorzuziehen, dass ein Zwischenabschnitt des Schwenkarms 86 auch in die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks über eine ähnliche Gleiteinheit eingreift. Aufgrund dieses Aufbaus werden Beschränkungen, die dem Kraftkomponenten-Messgerät 89 aufgrund des Drucks des Gummiteststücks 4 auf den Schleifstein 1 auferlegt werden, die durch die Bewegung der beweglichen Basis 7 hervorgerufen werden, beseitigt, und die Längskraft auf das Gummiteststück allein kann korrekt erfasst werden.
Ein fester Arm 88, der eine große Steifheit aufweist, ist an den oberen Enden der Halter 85 in der horizontalen Richtung zu dem freien Endabschnitt der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks hin angeordnet. Zwischen dem festen Arm 88 und dem Schwenkarm 86 ist das Kraftkomponenten-Messgerät 89 angeordnet, um die Kraft in der Richtung zu erfassen, die die Antriebswelle schneidet, d.h. in der vertikalen Richtung in der Figur.
Aufgrund des obigen Aufbaus kann die Längskraft, die an dem Gummiteststück 4 wie oben beschrieben erzeugt wird, sanft auf das Kraftkomponenten-Messgerät 89 über die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks 3 und den Schwenkarm 86 übertragen werden. Somit kann die Längskraft mit einer großen Genauigkeit erfasst werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann eine herkömmliche Lastzelle als das Kraftkomponenten-Messgerät 89 verwendet werden. Deswegen kann aufgrund der ausgezeichneten Haltbarkeit der Lastzelle die große Genauigkeit der Messung für eine lange Zeit ohne Möglichkeit eines Fehlers oder die Notwendigkeit für eine Wartung aufrecht erhalten werden, und es besteht keine Möglichkeit einer Verschlechterung in der Haltbarkeit der Bestandteile wie etwa der Antriebswelle. Zusätzlich wird, da die Antriebswelle keine Beschränkungen aufweist, eine Steifheit der Antriebswelle erhöht, und die Schwierigkeit einer springenden Probe tritt nicht auf.
Die 9A und 9B zeigen jeweilige Ansichten von Modifikationen des Hauptabschnitts der Vorrichtung zum Messen einer Längskraft, die das Kraftkomponenten-Messgerät 89 einschließen. 9A zeigt einen Aufbau, in welchem das Kraftkomponenten-Messgerät 89 zwischen einem Endabschnitt des Schwenkarms 86, der in die Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks eingreift, und auf einem gatterförmigen Vorsprung 88b des festen Arms 88 angeordnet ist, der aufwärts von dem Hauptabschnitt 88a an dem Endabschnitt des festen Arms 88 vorspringt.
In dieser Modifikation wird, wenn das Kraftkomponenten-Messgerät 89, das an dem gatterförmigen Vorsprung 88b angeordnet ist, wie auch der Schwenkarm, der in die Kopplung eingreift, die eine Änderung in dem Winkel zulässt, einer großen Drucklast in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung unterworfen werden, das Kraftkomponenten-Messgerät von dem gatterförmigen Vorsprung 88b geschützt und nicht durch die Kraft beeinträchtigt. Aufgrund dessen weist die in 9A gezeigte Modifikation einen Vorteil im Vergleich zu den Vorrichtungen auf, die in den 6, 8A und 8B gezeigt sind.
In der in 9B gezeigten Vorrichtung sind horizontale Wellen 88d angeordnet, die an Endabschnitten des Abschnitts 88c vorstehen, der dem oberen Wandabschnitt des gatterförmigen Vorsprungs 88b entspricht, der in 9A gezeigt ist, und beide Endabschnitte der horizontalen Welle 88d werden von Lagern an den Abschnitten gehalten, die den Seitenwandabschnitten 88e entsprechen.
In diesem Aufbau unterdrückt der Abschnitt 88C, der dem oberen Randabschnitt entspricht, einen Versatz der horizontalen Welle 88d in der axialen Richtung, d.h. in der horizontalen Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks, und der horizontale Versatz, der durch die Last herbeigeführt wird, die in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung angelegt wird, wird verhindert. Um die Reibungskraft in der Längsrichtung, die in der Probe erzeugt wird, sensitiv zu erfassen, ist ein Lager an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Abschnitt 88e, der dem Seitenwandabschnitt entspricht, und dem Abschnitt 88c, der dem oberen Wandabschnitt des gitterförmigen Vorsprungs 88b entspricht, angeordnet. Aufgrund dieses Lagers wird ein Versatz durch eine Drehung des Abschnitts 88e, der dem Seitenwandabschnitt entspricht, um die Achsenlinie der horizontalen Welle 88d erleichtert. Außerdem ist eine Kugelgleiteinheit an der unteren Seite des festen Arms 88 angeordnet. Somit kann das Kraftkomponenten-Messgerät die Reibungskraft, die an der Probe erzeugt wird, genauer erfassen.
Das Verfahren zum Messen des Gummiindex Gi unter Verwendung des obigen Verschleißtesters wird im Detail im Folgenden beschrieben werden.
Die Masse ml des Gummiteststücks 4 wird gemessen. Das Gummiteststück 4 wird von dem Halter 5 gehalten. Während die Kupplung 6 an der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks freigegeben wird, wird die Welle zum Antreiben eines Gummiteststücks (wirklich eine bewegliche Basis 7) zu der Welle 2 zum Antreiben eines Schleifsteins 2 durch die oben erwähnte Vorrichtung zum Anlegen einer Last hin bewegt. Folglich kann die Umfangsoberfläche des Gummiteststücks 4 gegen die Umfangsoberfläche des Schleifsteins 4 bei einem gegebenen Druck gedrückt werden. Wenn der Schleifstein 4 bei einer Winkelgeschwindigkeit von ω_d durch eine Einrichtung zur Rotation gedreht wird, dreht sich das Gummiteststück 4 in dem Schlupfverhältnis von 0 (Folgedrehung) durch die Reibungskraft des Schleifsteins 1, da die Kupplung 6 freigegeben ist und das Gummiteststück 4 sich frei drehen kann. Die Längskraft F₀ wird von dem Kraftkomponenten-Messgerät 89 erfasst.
Der Abstand zwischen der Achsenlinie einer Drehung des Gummiteststücks 4 und der Umfangsoberfläche des Schleifsteins während der Folgedrehung des Gummiteststücks 4 wird aus dem Betrag eines Versatzes der beweglichen Basis 7 relativ zu der Referenzposition erhalten, die von dem Versatzsensor 82 erfasst wird. Der erhaltene Abstand wird als der effektive Radius unter einer dynamischen Last Rr des Gummiteststücks 4 betrachtet. Mit anderen Worten ist der effektive Radius unter der dynamischen Last Rr der wirkliche Radius des Abschnitts des Gummiteststücks 4, das gegen den Schleifstein 1 während des Testens gedrückt wird.
Es besteht eine Möglichkeit, dass der Abstand zwischen der Achsenlinie der Drehung des Gummiteststücks und der Umfangsoberfläche des Schleifsteins in Abhängigkeit von der Kontaktposition in der Umfangsrichtung des Gummiteststücks 4 und des Schleifsteins 1 aufgrund von Fluktuationen in der Form während der Abformung des Gummiteststücks 4 oder aus anderen Gründen variieren kann. Die Wirkung dieses Unterschieds kann durch ein mehrmaliges Messen des Abstands während der Drehung des Gummiteststücks 4 und eines Mittelns der gemessenen Werte unterdrückt werden.
Es ist möglich, dass ein effektiver Rollradius anstelle des effektiven Radius unter einer dynamischen Last verwendet wird.
Als nächstes wird auf der Grundlage des effektiven Radius unter der dynamischen Last Rr des Gummiteststücks 4, die wie oben beschrieben erhalten wird, ein Schlupfverhältnis S in dem Bereich von 0,5 bis 5% und vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 3% (beispielsweise 2%, das als SO definiert ist) in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (20) gewählt:
wobei ω_S die Winkelgeschwindigkeit des Gummiteststücks (rad/min) darstellt, und Rd den Radius des sich drehenden Schleifsteins 1 darstellt.
In dem vorhandenen Abnutzungstest kann, nachdem die Kupplung 6 an der Welle 3 zum Antreiben eines Gummiteststücks verbunden ist, das gewählte Schlupfverhältnis durch ein Einstellen des Unterschieds zwischen der Umfangsgeschwindigkeit des Schleifsteins 1 (ω_d × Rd) und der Umfangsgeschwindigkeit des Gummiteststücks 4 (ω_S × Rr) auf einen Wert, der die Formel (20) erfüllt, unter Verwendung einer Einrichtung zur Rotation erreicht werden. Das Schlupfverhältnis S kann auf SO durch ein Drehen des Gummiteststücks mit einer Winkelgeschwindigkeit ω_S eingestellt werden, die in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (21) erhalten wird:
Der Test wird durch ein Einstellen des Schlupfverhältnisses auf einen Wert in dem Bereich von 0,5 bis 5% ausgeführt, weil eine Reibungsenergie bei einer Härte ungefähr gleich der Härte bei einem wirklichen Gebrauch mit dem Gummiteststück 4 unter dieser Bedingung erreicht werden kann.
Wenn das Schlupfverhältnis 5% überschreitet, beginnt die Form einer Abnutzung eine elastische Abnutzung zu zeigen, die unterschiedlich von der Form ist, die bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens gezeigt wird, und ein derartiges Schlupfverhältnis ist nicht vorzuziehen. Wenn das Schlupfverhältnis geringer als 0,5% ist, erfordert das Testen eine lange Zeit und der Betrag einer Abnutzung verringert sich, indem er zu einer unzureichenden Genauigkeit des Tests führt. Im Hinblick auf die Möglichkeit eines Fehlers, der in dem Test auftritt, wird das Schlupfverhältnis vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 3% gewählt, und in bevorzugter Weise wird das Schlupfverhältnis auf 2% eingestellt.
Wie oben beschrieben, wird der effektive Radius unter der dynamischen Last Rr wirklich in dem Test des Gummiteststücks 4 erhalten, und das Schlupfverhältnis wird auf der Grundlage des erhaltenen effektiven Radius unter der dynamischen Last Rr gewählt. Deswegen kann das Schlupfverhältnis mit einer hohen Genauigkeit auf jedweden Wert des Schlupfverhältnisses eingestellt werden, und die Genauigkeit des Tests in dem gegenwärtigen Abnutzungstest kann beträchtlich verbessert werden.
Das Gummiteststück 4 und der Schleifstein 1 werden bei dem Schlupfverhältnis von S₀ für eine gegebene Zeit gedreht. Die Längskraft F₁ wird von dem Kraftkomponenten-Messgerät 89 während der Drehung bei dem Schlupfverhältnis von S₀ erfasst. Das Gummiteststück 4 wird von dem Halter 5 freigegeben und die Masse m2 des Teststücks 4 wird gemessen.
Die Reibungsenergie ew (kgf/cm²) pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz wird unter Verwendung der Längskraft F₀, die bei dem Schlupfverhältnis von 0 (bei dem freien Rollen, d.h. wenn zugelassen ist, dass das Gummiteststück frei rollt) erhalten wird, der Längskraft F1, die bei dem Schlupfverhältnis von S₀ erhalten wird, und des Schlupfverhältnisses S₀ in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (22) erhalten: ew = (F1 – F0)·S0/(2πRr·D) (22)
Die Abnutzungstiefe (mm/1000 km) wird unter Verwendung des Betrags einer Abnutzung W₀ (= m1/m2)(g), die durch die Messung erhalten wird, in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (23) berechnet:
wobei ρ (g/cm³) die Dichte der Probe darstellt, t(min) die Zeitdauer des Tests darstellt, D(cm) die Breite der Probe darstellt, und Vd(cm/min) die Umfangsgeschwindigkeit des Schleifsteins 1 darstellt.
Der Gummiindex Gi wird in Übereinstimmung mit der Formel (8), die oben beschrieben ist, aus der Reibungsenergie ew pro Einheitsfläche und pro Einheits-Fahrdistanz und der Abnutzungstiefe D, die in Übereinstimmung mit den Formeln (22) bzw. (23) erhalten wird, erhalten.
Nachdem der Gummiindex Gi wie oben beschrieben erhalten ist, werden in dem Schritt 102 in 10 die Reibungsenergie des Reifens Ewf beim freien Rollen, die Reibungsenergie des Reifens Ewa, wenn dem Reifen ein Spurwinkel gegeben wird, die Reibungsenergie des Reifens Ews unter Anlegung einer Seitenkraft an den Reifen, die Reibungsenergie des Reifens Ewd unter Anlegung einer Antriebskraft an den Reifen und die Reibungsenergie des Reifens Ewb unter Anlegung einer Bremskraft an den Reifen für den Reifen erhalten, dessen Reifenabnutzungslebensdauer abzuschätzen ist. Die Reibungsenergien Ewf, Ewa, Ews, Ewd und Ewb sind Reibungsenergien, die als Werte pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz, die unter Verwendung der Rollradien der Reifen standardisiert sind, ausgedrückt sind, und werden durch die Einheit kgf/cm² ausgedrückt.
Die Messung der Reibungsenergien kann unter Verwendung von beispielsweise einer Vorrichtung 10 zum Messen der Werte ausgeführt werden, die zum Berechnen der Reibungsenergien erforderlich sind, die an dem Straßenkontaktabschnitt eines Reifenprofils erzeugt werden, die in der Spezifikation der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. (nachstehend abgekürzt als JP-A) 7-63658 beschrieben ist.
Unter Verwendung der Vorrichtung zum Messen der Parameterwerte an dem Straßenkontaktabschnitt 10 eines Reifenprofils wird der Betrag eines Schlupfs S (cm) beim freien Rollen in einem Zustand, in welchem der Reifen einen Spurwinkel aufweist, in einem Zustand, in welchem eine Seitenkraft an den Reifen angelegt wird, in einem Zustand, in welchem eine Antriebskraft an den Reifen angelegt wird, und in einem Zustand, in welchem eine Bremskraft an den Reifen angelegt wird, gemessen. Gleichzeitig wird die Scherkraft τ (kgf/cm²) unter Verwendung eines Umsetzers der drei Kraftkomponenten 32 gemessen, der auf der Straßenoberfläche angeordnet ist. Wie in der Spezifikation der JP-A 7-63658 beschrieben, wird der Betrag einer Energie der Reibung E an der Straßenkontaktoberfläche eines Reifens durch die folgende Formel (24) ausgedrückt: E = ∫ τd·s Formel (24)
Dementsprechend wird der Betrag einer Energie der Reibung an der Straßenkontaktoberfläche des Reifens unter Verwendung des Betrags des Schlupfes S und der Scherkraft τ, die durch die Messung unter Verwendung der Vorrichtung 10 erhalten wird, in Übereinstimmung mit der Formel (24) berechnet, und der erhaltene Wert wird als die Reibungsenergie verwendet.
Bei der Messung der Reibungsenergie Ewa kann der Spurwinkel durch ein Anbringen eines Reifens 30 an einen oberen Abschnitt der Reifenhalterung 54 auf eine derartige Weise bereitgestellt werden, dass der Winkel der Äquatoriallinie des angebrachten Reifens 3 bezüglich der Richtung einer Bewegung auf den gewünschten Winkel eingestellt wird. Ein Radsturzwinkel kann auch bereitgestellt werden, falls nötig.
Die Seitenkraft wird durch ein Bewegen der Reifenhalterung 54 nach rechts oder links bezüglich der Richtung einer Bewegung der Straßenoberfläche 22 angelegt, während sich die Straßenoberfläche 22 bewegt (sich dreht), oder durch ein Einstellen eines Winkels zwischen der Richtung einer Bewegung der Straßenoberfläche 22 und der Fläche des Rads.
Das Verfahren zur Messung des Betrags des Schlupfs S und der Scherkraft τ des Straßenkontaktabschnitts eines Reifenprofils unter Verwendung der Vorrichtung 10 wird im Detail im Folgenden beschrieben werden.
Wenn der Betrag eines Schlupfs S an einer bestimmten Position (beispielsweise einem Block) in dem Straßenkontaktabschnitt zu messen ist, wird der bestimmte Abschnitt auf dem Reifenprofil markiert. Der Reifen wird gedreht, um so den markierten Block an dem unteren Abschnitt des Reifens zu platzieren. Die Position der Reifenhalterung 54 wird so eingestellt, dass der markierte Abschnitt des Reifens in eine Position direkt unterhalb einer Fernsehkamera 60 gebracht wird. Die Straßenoberfläche 22 wird bewegt, so dass die zentrale Position einer transparenten Platte 24 in die Position direkt oberhalb des markierten Abschnitts gebracht wird. Ein Unterrahmen 36 wird angehoben, um das Reifenprofil gegen die transparente Platte 24 der Straßenoberfläche 22 zu drücken. Um den Druck des Reifens 30 zu bestimmen, wird die Straßenoberfläche 22 so bewegt, dass der Reifen 30 in Kontakt mit einem Umsetzer dreier Kraftkomponenten 32 gebracht wird, und die Messung und Einstellung werden ausgeführt.
Die Reifenoberfläche 22 wird an eine Seite eines horizontalen Rahmens 18 in der Längsrichtung gebracht. Dann wird die Straßenoberfläche 22 zu der anderen Seite des horizontalen Rahmens 18 in der Längsrichtung bei einer gegebenen Geschwindigkeit, beispielsweise bei der Umfangsgeschwindigkeit des Reifens, bewegt.
Durch die obige Prozedur kann jedweder besonders markierte Abschnitt in dem Reifenprofil kontinuierlich in dem Zentrum der Finder-Fläche der Fernsehkamera 60 von der Zeit an beobachtet werden, zu welcher der bestimmte Abschnitt in Kontakt mit der transparenten Platte 24 gebracht wird, bis zu der Zeit, wenn der bestimmte Abschnitt die transparente Platte 24 verlässt.
In der Vorrichtung 10 ist die Fernsehkamera 60 an der Straßenoberfläche 22 befestigt. Deswegen wird, wenn kein Schlupfen des bestimmten Abschnitts, der die transparente Platte 24 der Straßenoberfläche 22 kontaktiert, vorhanden ist, der markierte Abschnitt als ein fester Abschnitt in dem Zentrum des Fernsehmonitors beobachtet.
Wenn der bestimmte Abschnitt, der die transparente Platte 24 kontaktiert, schlupft, zeigt die Position des gewählten Abschnitts eine Verschiebung relativ zu der transparenten Platte 24. Deswegen bewegt sich der markierte Abschnitt, der in dem Fernsehmonitor beobachtet wird, von der zentralen Position des Monitors weg, und der Betrag einer Bewegung wird gemessen, um den Betrag des Schlupfs S zu erhalten.
Unter Verwendung der Vorrichtung 10 kann der Zustand des Reifenprofils auf einfache Weise von der Zeit überwacht werden, in welcher der bestimmte Abschnitt des Profils in Kontakt mit der transparenten Platte 24 der Straßenoberfläche 22 gebracht wird bis zu der Zeit, wenn der bestimmte Abschnitt von der transparenten Platte 24 getrennt wird.
In der Vorrichtung 10 ist es nicht notwendig, dass das Bild der gesamten Reifenkontaktoberfläche aufgezeichnet wird. Dementsprechend kann die gesamte Finder-Fläche der Fernsehkamera 60 zum Analysieren des Bilds eines kleinen zu messenden Bereichs verwendet werden (beispielsweise kann die gesamte Finder-Fläche zum Analysieren eines Blocks des Profils verwendet werden), so dass der Betrag des Schlupfs S genauer gemessen werden kann.
Die Scherkraft τ, die an die Reifenkontaktoberfläche angelegt wird, wird unter Verwendung des Umsetzers der drei Kraftkomponenten 32 gemessen, der auf der Straßenoberfläche 22 angeordnet ist.
Nachdem die Reibungsenergien wie oben beschrieben gemessen sind, kann in dem in 10 gezeigten Schritt 104 der Erwartungswert der Abnutzungslebensdauer T1 des Reifens unter Verwendung der Werte des Gummiindex Gi, der in dem Schritt 100 gemessen ist, der Reibungsenergien, die in dem Schritt 102 gemessen sind, und der Rillentiefe NSD des Reifens der Formel (9) berechnet werden. In der ersten Ausführungsform wird die Rillentiefe NSD des Reifens im Voraus der Durchschnittswert der Wert der Rillentiefen gemessen, die an einer Mehrzahl von Positionen des Reifenprofilabschnitts gemessen sind. Die Reibungsenergie Ew, die in der Formel (8) verwendet wird, wird in Übereinstimmung mit der Formel (6) erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform können unter Verwendung einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, die während einer Rechtskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, die während einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb die Reibungsenergie Ews, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden, wie oben beschrieben: Ews+ = S1 × Fy+ns1 (16) Ews– = S2 × Fy–ns2 (17) Ewd = D × Fx+nd (18) Ewb = B × FX–nb (19)
Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B wird bei dem Schritt 200 ein Gummiindex Gi auf die gleiche Weise wie in dem Schritt 100 erhalten. Bei dem Schritt 202 werden Ewf und Ewa auf die gleiche Weise wie in dem Schritt 102 erhalten.
Ein Schritt 204 werden Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb erhalten.
Spezifisch werden bei dem Schritt 250 Ews+, Ews–, Ewd und Ewb gemäß dem Verfahren, das oben beschrieben ist, unter Verwendung der Formeln (16)–(19) erhalten. Die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B werden auch wie oben beschrieben, erhalten. Hierin können Ews+, Ews–, Ewd und Ewb in einem Zustand erhalten werden, in welchem der Radsturzwinkel, der Spurwinkel an dem Reifen bereitgestellt sind.
In dem nächsten Schritt 252 werden Straßen, die die Bedingungen bei dem wirklichen Gebrauch eines Reifens bei der Abschätzung der Abnutzungslebensdauer oder dem Betrag einer Abnutzung (beispielsweise allgemein verwendete Straßen in Japan) spezifiziert. Ein Fahrzeug wird auf den spezifizierten Straßen für eine gegebene Distanz fahren, und die Beschleunigung (G) in der transversalen Richtung an der Schwerpunkposition des Fahrzeugs und die Beschleunigung (G) in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs werden in einem gegebenen Zeitintervall gemessen, um die Verteilung der Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs und die Verteilung der Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs zu erhalten. Diese Beschleunigungen können beispielsweise durch einen G-Sensor gemessen werden, der an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs angeordnet ist. Ein Beispiel der Verteilung der Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs ist in 11 gezeigt, und ein Beispiel der Verteilung der Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs ist in 12 gezeigt.
In dem nächsten Schritt 252 werden der RMS-Wert der Verteilung der Beschleunigung in der transversalen Richtung (As), der RMS-Wert Ax+ der Verteilung der Beschleunigung in der Vorwärtsrichtung und der RMS-Wert Ax– der Verteilung der Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung berechnet. Diese Werte werden berechnet, so dass Fy, Fx+ und Fx– in dem nächsten Schritt 256 berechnet werden können.
Der RMS-Wert ist ein Wert, der als die Quadratwurzel des Mittelwerts des Quadrats von Werten in einem gegebenen Bereich der Verteilung der Beschleunigung erhalten wird. Wenn der RMS-Wert Ax+ der Verteilung der Beschleunigung in der Vorwärtsrichtung zu erhalten ist, werden die Werte einer Beschleunigung größer als 0 in der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs verwendet. Wenn der RMS-Wert Ax– der Verteilung der Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung zu erhalten ist, werden die Werte einer Beschleunigung kleiner als 0 in der Verteilung einer Beschleunigung an der Schwerpunktposition des Fahrzeugs in der Längsrichtung verwendet.
In dem nächsten Schritt 256 werden die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, die Eingangskraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und die Eingangskraft in der Rückwärtsrichtung Fx– aus den RMS-Werten von As, Ax+ und Ax–, die oben erhalten werden, und der an den Reifen angelegten Last w in Übereinstimmung mit den folgenden Formeln (27) bis (29) erhalten: Fy = w × As (27) Fx+ = w × Ax+ (28) Fx– = w × Ax– (29)wobei die an den Reifen angelegte Last durch die Einheit kg ausgedrückt wird.
Bei der Berechnung der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ für ein Fahrzeug, das nur zwei Antriebsräder aufweist, wird die Summe der Kräfte, die durch die zwei Antriebsräder erzeugt werden, gleich der Kraft einer Trägheit von der Schwerpunktposition des Fahrzeugs ausgeführt, weil die Kraft zum Beschleunigen des gesamten Fahrzeugs von den beiden Antriebsrädern allein erzeugt werden muss.
Die obigen Fx+, Fx– und Fy (Fy+, Fy–) können auch durch eine Computersimulation des Fahrzeugs unter virtuellen Bedingungen erhalten werden, die die RMS-Werte wie oben ergeben würden.
Die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fx+ bei der Rechtskurve des Fahrzeugs und die Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– bei der Linkskurve des Fahrzeugs, in welcher der Spurwinkel und die Ackerman-Charakteristik berücksichtigt werden, werden aus der obigen Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy in Übereinstimmung mit den Formeln (13) und (14) erhalten.
In dem nächsten Schritt 258 wird die Reibungsenergie Ews+ unter Verwendung des Koeffizienten S1 und der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, die in der Formel (16) erhalten worden ist, erhalten. Die Reibungsenergie Ews– wird unter Verwendung des Koeffizienten S2 und der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, die in der Formel (17) erhalten worden ist, erhalten. Die Reibungsenergie Ewd wird unter Verwendung des Koeffizienten D und der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die in der Formel (18) erhalten worden ist, erhalten. Die Reibungsenergie Ewb wird unter Verwendung des Koeffizienten B und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx–, die in der Formel (19) erhalten worden ist, erhalten.
Wenn die Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb wie oben beschrieben, erhalten werden, wird in dem Schritt 205 in der 5A entschieden, ob die Abnutzungslebensdauer abgeschätzt ist oder nicht.
Wenn die Abnutzungslebensdauer abgeschätzt ist, wird in dem Schritt 205 die Rillentiefe NSD in der Nähe der Stelle der Abschätzung gemessen. In dem nächsten Schritt 208 werden der Gummiindex Gi, der in dem Schritt 200 erhalten wird, die Reibungsenergien Ewf und Ewa, die in dem Schritt 202 erhalten werden, die Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb, die in dem Schritt 204 erhalten werden, und die Rillentiefe NSD, die in dem Schritt 206 erhalten wird, in der Formel (9) verwendet, und der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer T1 wird an dieser Stelle der Abschätzung berechnet.
Die Reibungsenergie Ews, die für die Berechnung der Reibungsenergie Ew verwendet wird, wird als die Summe der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews–, d.h. als Ews+ + Ews– erhalten.
Nachdem der Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer berechnet ist, wird in de nächsten Schritt 210 untersucht, ob die Erwartungswerte der Reifenabnutzungslebensdauer an sämtlichen der Mehrzahl der vorbestimmten Abschätzungsstellen berechnet worden sind. Wenn jedwede Stellen, wo die Berechnung nicht ausgeführt worden ist, gefunden werden, werden die Erwartungswerte der Reifenabnutzungslebensdauer an den Stellen, wo die Berechnung nicht ausgeführt worden ist, in Übereinstimmung mit den obigen Schritten 202 bis 208 ausgeführt, und dann werden die Prozeduren beendet.
Die Reifenabnutzungslebensdauer an jeder Stelle der Abschätzung kann unter Verwendung des Erwartungswerts T1 der Reifenabnutzungslebensdauer an jeder Position abgeschätzt werden. Die mittlere Reifenabnutzungslebensdauer des gesamten Reifens kann unter Verwendung des Mittelwerts der Erwartungswerte der Reifenabnutzungslebensdauer, die an einzelnen Abschätzungsstellen erhalten werden, abgeschätzt werden.
Wenn in dem Schritt 205 bestimmt wird, dass die Reifenabnutzungslebensdauer nicht abgeschätzt ist, wird erachtet, dass die Bestimmung bedeutet, dass der Betrag einer Abnutzung abgeschätzt wird, und die Prozedur in dem Schritt 212 wird durchgeführt. Der Erwartungswert des Betrags einer Abnutzung an einer spezifischen Stelle der Abschätzung wird auf der Grundlage des Gummiindex Gi, der in dem Schritt 200 erhalten wird, der Reibungsenergien Ewf und Ewa, die in dem Schritt 202 erhalten werden, und der Reibungsenergien Ews+, Ews–, Ewd und Ewb, die in dem Schritt 204 erhalten werden, berechnet.
Der Erwartungswert eines Betrags der Abnutzung wird durch ein Teilen der Reibungsenergie Ew durch den Gummiindex Gi erhalten, wie oben beschrieben. Je größer der Erwartungswert des Betrags der Abnutzung ist, desto größer ist der Betrag der Abnutzung.
Spezifischer gilt, Erwartungswert des Betrags der Abnutzung = Ew/Gi = {(Ewf) + (Ewa) + (Ews+) + (Ews–) + (Ewd) + (Ewb)}/Gi
Nachdem der Erwartungswert des Betrags der Abnutzung berechnet ist, wird in dem nächsten Schritt 214 untersucht, ob die Erwartungswerte des Betrags der Abnutzung an allen der Mehrzahl der vorbestimmten Abschätzungsstellen berechnet worden sind. Wenn jedwede Stellen, wo die Berechnung (Errechnung) nicht ausgeführt worden ist, gefunden werden, werden die Erwartungswerte des Betrags einer Abnutzung an den Stellen, wo die Berechnung nicht ausgeführt worden ist, in Übereinstimmung mit den obigen Schritten 202 bis 214 berechnet, und dann werden die Prozeduren beendet.
In den 13A bis 13C sind die Erwartungswerte des Betrags einer Abnutzung (der in Übereinstimmung mit den obigen Prozeduren insbesondere den Prozeduren einschließlich des Schritts 205 erhalten werden) an 6 oder 7 Abschätzungsstellen in dem Bereich von dem Schulterabschnitt an dem linken Endabschnitt des Reifenprofils in der transversalen Richtung zu dem Schulterabschnitt an dem rechten Endabschnitt des Reifenprofils in der transversalen Richtung mit 3 Reifentypen und der Betrag einer Abnutzung an den gleichen 6 oder 7 Positionen, die unter Verwendung des wirklichen Fahrzeugtests erhalten werden, zusammen gezeigt.
13A zeigt die Ergebnisse, die unter Verwendung eines Reifens, der eine Größe 225/55R16 aufweist, als ein Vorderreifenprofil eines Fahrzeugs erhalten werden. 13B zeigt die Ergebnisse, die unter Verwendung eines Reifens, der eine Größe 205/65R15 aufweist, als ein Vorderreifen eines Fahrzeugs erhalten werden. 13C zeigt die Ergebnisse, die unter Verwendung eines Reifens, der eine Größe 175/70R14 aufweist, als ein Vorderreifen eines Fahrzeugs erhalten werden.
Wie in den Figuren gezeigt, kann die unregelmäßige Abnutzung in der transversalen Richtung des Reifens genau aus der Verteilung der Erwartungswerte des Betrags einer Abnutzung an den Abschätzungsstellen in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform abgeschätzt werden.
Wie obenstehend im Detail beschrieben, werden in dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Ausführungsform die Reibungsenergien Ewf und Ewa als die Faktoren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer zusätzlich zu den Reibungsenergien Ews, Ewd und Ewb auf die gleiche Weise wie jene in der ersten Ausführungsform verwendet. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer im Vergleich zu der Abschätzung in Übereinstimmung mit der Formel von Schallamach genauer abgeschätzt werden, in welcher die Steifheiten in der Fahrrichtung, in der Bremsrichtung und in der transversalen Richtung allein berücksichtigt werden.
Der Gummiindex Gi, der unter einer Härte (einem Schlupfverhältnis) ungefähr gleich der Härte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens gemessen wird, wird für die Abschätzung verwendet. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu der Abschätzung unter Verwendung des Abnutzungswiderstandsindex abgeschätzt werden, der durch den herkömmlichen Lambourn-Verschleißtest erhalten wird, der in dem japanischen Industriestandard K 6264 spezifiziert ist.
In dem Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Ausführungsform werden die Reibungsenergien Ews, Ewd und Ewb, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, auf der Grundlage der RMS-Werte der Verteilung einer Beschleunigung in der transversalen Richtung an der Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in der Längsrichtung an der Schwerpunktposition eines Fahrzeugs bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs erhalten, und somit spiegeln die Reibungsenergien die Eingangskräfte bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs wider. Dementsprechend kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu der Abschätzung in Übereinstimmung mit dem Verfahren der Reifenabnutzungslebensdauer-Abschätzung abgeschätzt werden, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
In dem Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Ausführungsform wird die Reibungsenergie des Reifens Ews unter Anlegung einer Seitenkraft in die Reibungsenergie des Reifens Ews+ bei der Rechtskurve des Fahrzeugs und die Reibungsenergie des Reifens Ews– bei der Linkskurve des Fahrzeugs auf der Grundlage der Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels geteilt, und jede Reibungsenergie wird getrennt erhalten. Die Reibungsenergie Ews wird dann als die Summe der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews– erhalten.
Deswegen kann die Reibungsenergie Ews viel näher an der Reibungsenergie, die bei dem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs erhalten werden würde, in der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu der Abschätzung der Reibungsenergie Ews ohne Verwendung der Ackerman-Charakteristik oder des Spurwinkels erhalten werden.
Außerdem wird in dem Verfahren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Ausführungsform der Erwartungswert T1 der Reifenabnutzungslebensdauer (und er Erwartungswert des Betrags der bei Abnutzung, falls notwendig) an einer Mehrzahl von Positionen in der transversalen Richtung des Reifenprofils erhalten, und somit kann die Verteilung der Reifenabnutzungslebensdauer (oder der Betrag einer Abnutzung) in der transversalen Richtung des Reifens (das heißt eine unregelmäßige Abnutzung) abgeschätzt werden.
In der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform wird die Vorrichtung 10 zum Messen der Parameter, die für die Berechnung der Reibungsenergien erforderlich sind, die an dem Straßenkontaktabschnitt des Reifenprofils (in 10 gezeigt) erzeugt werden, die in der Spezifikation der JP-A 7-63658 beschrieben ist, für die Messung der Reibungsenergien Ewf und Ewa verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Beispielsweise kann, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, die Reifendruck- und Schlupfplatte, eine Vorrichtung zum Messen des Straßenkontaktdrucks- und Versatzes, hergestellt von PRECISION MEASUREMENT Co., U.S.A., verwendet werden. Diese Vorrichtung wird zur Messung der Reibungsenergie in " A trial on laboratory evaluation of tire wear " von YOKOHAMA RUBBER Co., Ltd. verwendet, berichtet in den Vorabdrucken des Herbstvortragstreffens der „Japanese Automotive Engineers" 1982.
In der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform sind die Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf den Wert 2 fixiert, und jede Reibungsenergie wird mehrfach gemessen, indem jedes Mal ein gegebener Wert der Eingangskraft angelegt wird. Dann werden die unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B in den Formeln (16) bis (19) aus den Eingangskräften und den gemessenen Reibungsenergien durch die umgekehrte Verwendung der Formeln (16) bis (19) erhalten. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. In einem anderen Beispiel kann jede Reibungsenergie mehrfach gemessen werden, indem jedes Mal ein gegebener Wert der Eingangskraft angelegt wird, ohne die Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf jedwede bestimmte Wert festzulegen, so dass die ungefähren Werte der unbestimmten Koeffizienten s1, s2, D und B und die Exponenten ns1, ns2, nd und nb aus der Beziehung zwischen den Eingangskräften und den Reibungsenergien in Übereinstimmung mit dem Verfahren der kleinsten Quadrate oder dem Abweichungsflächenverfahren erhalten werden.
Die Reifenabnutzungslebensdauer kann in Übereinstimmung mit dem letzteren Verfahren im Vergleich zu dem Verfahren genauer abgeschätzt werden, in welchem die Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf einen festen Wert gestellt sind.
In der obigen Beschreibung wird der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer oder der Erwartungsbetrag der Abnutzung getrennt an jedem der Mehrzahl von Abschätzungsstellen berechnet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Nachdem die Reibungsenergien an den Abschätzungsstellen gemessen sind, können die Erwartungswerte der Reifenabnutzungslebensdauer oder der Erwartungsbeträge einer Abnutzung gleichzeitig berechnet werden. Diese Eigenschaft wird auch auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewandt. In der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsformen wird der Gummiindex Gi unter Verwendung der Verschleißtestvorrichtung erhalten, deren Hauptabschnitt in
6 gezeigt ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Jedwede Vorrichtung, die den Zustand einer Abnutzung bei einer geringen Härte von ungefähr 0,5 bis 5% messen kann, d.h. bei der gleichen Härte wie die Härte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens, kann verwendet werden. Beispielsweise kann ein Verschleißtester für Elastomere, der in der Spezifikation der japanischen Patentanmeldung Nr. 9-7168 beschrieben ist, verwendet werden. Diese Eigenschaft wird auch auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewandt.
In der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsformen wird bei der Messung des Gummiindex Gi der effektive dynamische Lastradius (der effektive Radius unter einer dynamischen Last) eines Gummiteststücks aus dem Betrag eines Versatzes der beweglichen Basis relativ zu der Referenzposition erhalten. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Alternativ wird die Umfangslänge des Gummiteststücks erhalten, und der Rollradius des Gummiteststücks kann aus der erhaltenen Umfangslänge erhalten werden.
Spezifischer kann die Umfangslänge des Gummiteststücks wie folgt erhalten werden. Eine runde Schreibe, die einen Nocken an einem Umfangsendabschnitt aufweist, ist sowohl an dem Gummiteststück als auch an dem Schleifstein an entsprechenden Positionen angeordnet. Die Scheibe, die an dem Gummiteststück angeordnet ist und die Scheibe, die an dem Schleifstein angeordnet ist, dreht sich mit der Drehung des Gummiteststücks und der Drehung des Schleifsteins jeweils synchron. Ein Fotosensor, der aus einem Lichtemissionsabschnitt und einem Lichtempfangsabschnitt besteht, ist an jeder Scheibe derart angeordnet, dass die runde Schreibe zwischen dem Lichtemissionsabschnitt und dem Lichtempfangsabschnitt platziert ist, und das Licht, das aus dem Lichtemissionsabschnitt zu dem Lichtempfangsabschnitt emittiert wird, den Ort des Nockens schneidet, der als Folge der Drehung der runden Scheibe gebildet wird. Der Fotosensor erzeugt einen Puls, wenn der Lichtempfangsabschnitt Licht empfängt, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wird. Die Umfangslänge des Gummiteststücks wird aus dem Intervall zwischen den Pulsen erhalten, die von dem Fotosensor an dem Schleifstein erzeugt werden, dem Intervall zwischen Pulsen, die von dem Fotosensor an dem Gummiteststück erzeugt werden, und der Umfangslänge des Schleifsteins erhalten. Diese Eigenschaft wird auch auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewandt.
In der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsformen wird bei der Messung des Gummiindex Gi das Gummiteststück zu dem Schleifstein hin bewegt, der fixiert ist, so dass das Gummiteststück gegen den Schleifstein gedrückt wird. Die vorliegende Erfindung ist auf diesen Fall nicht beschränkt. Das Gummiteststück kann gegen den Schleifstein gedrückt werden, indem der Schleifstein bewegt wird, während das Gummiteststück in einer fixierten Position ist, oder indem sowohl das Gummiteststück als auch der Schleifstein bewegt werden. Diese Eigenschaft wird auch auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewandt.
In der obigen Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird bei der Messung des Gummiindex Gi die Längskraft durch das Kraftkomponenten-Messgerät erfasst. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Längskraft, die durch ein Antreiben erzeugt wird, kann unter Verwendung eines herkömmlichen Drehmoment-Messgeräts 83 gemessen werden. Wenn das herkömmliche Drehmoment-Messgerät verwendet wird, enthält das Ergebnis ein Drehmoment, das durch Lager erzeugt wird, und die Genauigkeit einer Messung ist der Genauigkeit unterlegen, die unter Verwendung des Kraftkomponenten-Messgeräts 89 erhalten wird. Diese Eigenschaft wird auch auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewandt.
In der obigen Beschreibung der vorliegenden Ausführungsformen wird bei der Messung des Gummiindex Gi das Schlupfverhältnis durch ein Einstellen der Winkelgeschwindigkeit des Gummiteststücks eingestellt, während die Winkelgeschwindigkeit des Schleifsteins auf einen festen Wert eingestellt wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Das Schlupfverhältnis kann durch ein Einstellen der Winkelgeschwindigkeit des Schleifsteins eingestellt werden, während die Winkelgeschwindigkeit des Gummiteststücks auf einen festen Wert eingestellt ist, oder durch ein Einstellen von sowohl der Winkelgeschwindigkeit des Schleifsteins als auch der Winkelgeschwindigkeit des Gummiteststücks. Diese Eigenschaft wird auf auf die folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen angewandt.
[Die zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf Figuren im folgenden beschrieben werden. Da der Aufbau in der vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich der gleiche wie der Aufbau der ersten Ausführungsform ist, werden detaillierte Beschreibungen davon weggelassen.
Die vorliegende Ausführungsform ist grundsätzlich die gleiche wie die erste Ausführungsform. Jedoch wird die Abschätzung unter Verwendung des Grads einer Gummiabnutzung Wt eines Reifens anstelle der Erwartungs-Reifenabnutzungslebensdauer T1 ausgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die gleichen Prozeduren wie jene in der ersten Ausführungsform von dem ersten Schritt zu dem Schritt eines Erhaltens der Länge einer Abnutzung in der radialen Richtung (der Abnutzungstiefe) W (mm/1000 km) eines Gummiteststücks 4 pro 1000 km durchgeführt.
Der Wert W wird aus dem gemessenen Betrag der Abnutzung W₀ (= m1 – m2) (g) in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (23) erhalten:
Unter Verwendung von Werten, die in Übereinstimmung mit den Formeln (22) und (23) erhalten werden, wird der Grad einer Gummiabnutzung V als die Abnutzungstiefe pro Einheitsreibungsenergie in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (25) erhalten: V = W/ew (25)
Wenn die Reibungsenergie, (die von einem Detektor ähnlich zu jenem der ersten Ausführungsform erfasst wird) eines Reifens, der an einem Fahrzeug angebracht ist und das gleiche Material wie das Material des Gummiteststücks verwendet, durch ew_t dargestellt wird, wird der Grad einer Gummiabnutzung eines Reifens Wt in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (26) abgeschätzt: Wt = V·ewt (26)
Beispiele
Gummiteststücke 4, die unter Verwendung der Formulierung, die in einer Tabelle 1 gezeigt ist, hergestellt wurden, und einen theoretischen Radius Rs von 2,45 cm und eine Weite D von 1,00 cm aufweisen, wurden mit verschiedenen Mustern untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in einer Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1

Tabelle 2-1
Tabelle 2-2
Die Lambourn-Verschleißtests in Übereinstimmung mit der Spezifikation des japanischen Industriestandards und in Übereinstimmung mit dem modifizierten DIN-Verschleißtest wurden unter Verwendung von Gummiteststücken ausgeführt, die unter Verwendung der gleichen Formulierung jener hergestellt wurden, die oben verwendet wird, und die gleichen Größen wie jene aufwiesen, die oben verwendet werden. Die Korrelationskoeffizienten zwischen den erhaltenen Ergebnissen der Tests und die Ergebnisse des wirklichen Fahrzeugtests sind in einer Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Wie in der Tabelle 3 gezeigt, entsprechen die Ergebnisse, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden, genau den Ergebnissen, die durch den wirklichen Fahrzeugtest erhalten werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Längskraft durch ein Kraftkomponenten-Messgerät erfasst. Jedoch ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Die Längskraft beim Fahren kann unter Verwendung eines herkömmlichen Drehmoment-Messgeräts erfasst werden. Wenn das herkömmliche Drehmoment-Messgerät verwendet wird, schließt das Ergebnis ein Drehmoment ein, dass durch die Lager und so weiter erzeugt wird, und die Genauigkeit in der Messung ist der Genauigkeit unterlegen, die unter Verwendung des Kraftkomponenten-Messgeräts 89 erhalten wird.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Schleifstein und das Gummiteststück so aufgebaut, dass der Schleifstein und das Gummiteststück beide gedreht werden können, und der Schleifstein und das Gummiteststück werden in zueinander entgegengesetzten Richtungen gedreht. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Die Oberfläche des Schleifsteins, die an das Gummiteststück gedrückt wird, kann flach sein, und das Gummiteststück kann aber während es gedreht wird, bezüglich des Schleifsteins bewegt werden. Oder das Gummiteststück kann unter Bewegung des Schleifsteins gedreht werden. Das Gummiteststück kann bewegt werden, während es gedreht wird, und der Schleifstein kann gleichzeitig bewegt werden.
Wie oben beschrieben, wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform das Schlupfverhältnis auf der Grundlage des wirklichen Radius des Gummiteststücks eingestellt, und somit kann das Schlupfverhältnis genau eingestellt werden. Spezifisch kann das Schlupfverhältnis genau in dem Bereich von 0,5 bis 5% eingestellt werden, und der Abnutzungstest kann in dem Bereich einer niedrigen Reibungsenergie durchgeführt werden, die bei dem wirklichen Gebrauch eines Fahrzeugs beobachtet wird. Somit entsprechen die Ergebnisse des Tests genau den Ergebnissen des Fahrzeugtests.
Zusätzlich entspricht der Grad einer Gummiabnutzung in dem Reifen, der aus dem Grad einer Gummiabnutzung des Gummiteststücks abgeschätzt wird, das aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in dem Reifen verwendet wird, genau den Ergebnissen des wirklichen Fahrzeugtests.
[Die dritte Ausführungsform]
Die dritte Ausführungsform des Verfahrens zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in 10 gezeigt ist, beschrieben werden.
In einem Schritt 100 wird ein Gummiteststück, das aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in dem Reifenprofilabschnitt des Reifens verwendet wird (beispielsweise ein Reifen, der eine Größe 255/55R16) aufweist zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer als die Gummiprobe verwendet. Der Gummiindex Gi eines Gummiteststücks der Gummiprobe wird bei einer Standardtemperatur bei Atmosphäre (beispielsweise 25°C) unter einer Härte erhalten (ein Wert, in welchem das Schlupfverhältnis in dem Bereich von ungefähr 0,5 bis 5% ist), die ungefähr die gleiche wie die Härte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens ist.
In der vorliegenden Ausführungsform werden, um die Bedingungen eines wirklichen Gebrauchs in einem Fahrzeug so weit wie möglich zu reproduzieren, die Reibungsenergien Ews+', Ews–', Ewd' und Ewb' unter Berücksichtigung des Radsturzwinkels, des Spurwinkels und der Last des Fahrzeugs, an welchem der Reifen angebracht ist, gemessen.
Bei der Messung der Reibungsenergien Ews' (Ews+', Ews–'), Ewd' und Ewb' werden ein Radsturzwinkel, ein Spurwinkel und eine Last, in welchen dynamische Änderungen des Reifens bei dem wirklichen Gebrauch berücksichtig werden, an den Reifen angelegt. Der Radsturzwinkel, der Spurwinkel und die Last werden durch die Computersimulation des oben beschriebenen Fahrzeugmodells erhalten, dass 5 oder mehr Freiheitsgrade aufweist.
Um den Reifen mit dem Radsturzwinkel, dem Spurwinkel und der Last, die oben erhalten werden, zu versehen, wenn die in 7 gezeigte Vorrichtung zum Messen der Parameterwerte, die zum Berechnen der Reibungsenergien erforderlich sind, die an dem Straßenkontaktabschnitt 10 erzeugt werden, als die Messvorrichtung verwendet wird, wird der Reifen 30 an den oberen Abschnitt der Reifenhalterung 54 in der Vorrichtung 10 auf eine derartige Weise angebracht, dass der angebrachte Reifen 30 den gewünschten Radsturzwinkel bezüglich der vertikalen Richtung und den gewünschten Spurwinkel bezüglich der Richtung einer Bewegung des Reifens 30 aufweist. Zusätzlich wird der Druck des Reifens 30 gegen die Straßenoberfläche 22 durch ein Drücken des Reifens 30 auf einen Umsetzer der drei Kraftkomponenten 32 eingestellt, der an der Straßenoberfläche 22 angeordnet ist, so dass der Druck den gewünschten Wert zeigt. Dann wird die Messung durchgeführt.
Die anderen Details über diese Messung sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform und die detaillierten Beschreibungen sind weggelassen.
Nachdem die Reibungsenergien wie oben beschrieben gemessen sind, kann in dem Schritt 104, der in 10 gezeigt ist, der Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer T1 des Reifens unter Verwendung der Werte des Gummiindex Gi, der in dem Schritt 100 gemessen ist, der Reibungsenergien, die in dem Schritt 102 gemessen sind, und der Rillentiefe NSD des Reifens in der Formel (9) berechnet werden. In der ersten Ausführungsform wird die Rillentiefe NSD des Reifens im Voraus als der Mittelwert der Werte der Rillentiefen gemessen, die an einer Mehrzahl von Positionen des Reifenprofilabschnitts gemessen sind. Die Reibungsenergie Ew, die in der Formel (9) verwendet wird, wird in Übereinstimmung mit der Formel (6) erhalten.
In dem nächsten Schritt 106 wird die Reifenabnutzungslebensdauer auf der Grundlage des Erwartungswerts T1 der Reifenabnutzungslebensdauer abgeschätzt, die in dem Schritt 104 berechnet ist. Die Abschätzung der Reifenabnutzungslebensdauer kann auf verschiedene Weisen ausgeführt werden. Beispielsweise wird die Erwartungs-Reifenabnutzungslebensdauer T1 eines Reifens, die oben erhalten wird, mit der Erwartungs-Abnutzungslebensdauer T1 anderer Reifen verglichen und als länger oder kürzer als die Abnutzungslebensdauer der anderen Reifen abgeschätzt. Als ein weiteres Beispiel wird ein Graph, wie in 4 gezeigt, mit einem Referenzreifen im Voraus vorbereitet, und die Abnutzungslebensdauer des Zielreifens wird unter Verwendung des Graphen und des erhaltenen Erwartungswerts T1 der Reifenabnutzungslebensdauer erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer, das eine Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, die während einer Rechtskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, eine Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, die während einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebkraft erzeugt wird, einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmter Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb (ns1, ns2, nd und nb können auf 2 gesetzt werden) verwendet, können die Reibungsenergie Ews+, die Reibungsenergie Ews–, die Reibungsenergie Ewd und die Reibungsenergie Ewb durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden, wie oben beschrieben: Ews+ = S1 × Fy+ns1 (16) Ews– = S2 × Fy–ns2 (17) Ewd = D × Fx+nd (18) Ewb = B × FX–nb (19)
Unter Bezugnahme auf die 14A und 14B wird bei einem Schritt 200' ein Gummiindex Gi auf die gleiche Weise wie in einem Schritt 100' erhalten. Bei einem Schritt 202' werden Ewf und Ewa auf die gleiche Weise wie in einem Schritt 102' erhalten. Bei einem Schritt 204' werden Ews+', die Reibungsenergie Ews–', die Reibungsenergie Ewd' und die Reibungsenergie Ewb' erhalten. Weitere Schritte werden auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt. Da andere Details jenen in der ersten Ausführungsform ähnlich sind, sind Beschreibungen davon weggelassen.
In den 15A bis 15C sind die Erwartungswerte des Betrags einer Abnutzung (erhalten in Übereinstimmung mit den obigen Prozeduren, insbesondere den Prozeduren, die den Schritt 205' einschließen) an 6 oder 7 Abschätzungsstellen in dem Bereich von dem Schulterabschnitt an dem linken Endabschnitt des Reifenprofils in der transversalen Richtung zu dem Schulterabschnitt an dem rechten Endabschnitt des Reifenprofils in der transversalen Richtung mit 3 Typen von Reifen und der Betrag zusammen gezeigt. Verglichen mit den Ergebnissen, die in den 13A bis 13C gezeigt sind, ist die Abschätzungsgenauigkeit, die in den 15A bis 15C gezeigt ist, offensichtlich ausgezeichneter.
Wie oben im Detail beschrieben, werden in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform des Verfahrens zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer die Reibungsenergie des Reifens Ewf in einem Zustand eines freien Rollens und die Reibungsenergie des Reifens Ewa in einem Zustand, in welchem dem Reifen ein Spurwinkel gegeben wird, als die Faktoren zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer zusätzlich zu den Reibungsenergien des Reifens Ews', Ewd' und Ewb' verwendet (diese Parameter sind gestrichelt, so dass sie von Ews, Ewb und Ewd gemäß der ersten Ausführungsform unterschieden werden können). Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu dem Fall abgeschätzt werden, in welchem die Reifenabnutzungslebensdauer in Übereinstimmung mit der Formel von Schallamach unter Verwendung von Steifheiten in der Antriebsrichtung, in der Bremsrichtung und in der transversalen Richtung allein abgeschätzt wird.
Weiter wird der Gummiindex Gi, der unter einer Härte (einem Schlupfverhältnis) ungefähr gleich der Härte bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens gemessen ist, für die Abschätzung verwendet. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu dem Fall abgeschätzt werden, in welchem die Reifenabnutzungslebensdauer unter Verwendung des Reifenwiderstandsindex abgeschätzt wird, der durch den herkömmlichen Lambourn-Verschleißtest erhalten wird, der in dem japanischen Industriestandard K 6264 spezifiziert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer werden der Radsturzwinkel, der Spurwinkel und die Last, die die dynamischen Änderungen bei dem wirklichen Gebrauch des Reifens widerspiegeln, bei der Messung der Reibungsenergien Ews', Ewd' und Ewb' berücksichtigt. Deswegen kann die Reifenabnutzungslebensdauer genauer im Vergleich zu dem Fall ohne ein Berücksichtigen des Radsturzwinkels, des Spurwinkels und der Last abgeschätzt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer kann die Reifenabnutzungslebensdauer nur durch die Messung des Gummiindex Gi unter Verwendung des Verschleißtesters (die Hauptabschnitte des Testers sind in 6 gezeigt) und durch die Messung der Reibungsenergien unter Verwendung der in 7 gezeigten Vorrichtung abgeschätzt werden. Deswegen ist ein Fahrzeugtest unter Verwendung eines wirklichen Fahrzeugs nicht notwendig, die Abschätzung kann in einer kurzen Zeit ausgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die in 7 gezeigte Vorrichtung 10, die in der Spezifikation der JP-A 7-63658 spezifisch beschrieben ist, für die Messung der Reibungsenergien verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Beispielsweise kann die Reifendruck- und Schlupfplatte, eine Vorrichtung zum Messen des Straßenkontaktdrucks- und -versatzes, hergestellt von PRECISION MEASUREMENT Co., U.S.A. verwendet werden. Diese Vorrichtung wird zur Messung der Reibungsenergie in "A trial on laboratory evaluation of tire wear" von YOKOHAMA RUBBER Co., Ltd. verwendet, berichtet in den Vorabdrucken des Herbstvortragstreffens der „Society of Japanese Automotive Engineers" 1982.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Rillentiefe NSD als ein Mittelwert einer Mehrzahl von Rillentiefen in dem Reifenprofilabschnitt erhalten. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Beispielsweise kann der Minimalwert unter einer Mehrzahl von Rillentiefen als die Rillentiefe verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Reifenabnutzungslebensdauer auf der Grundlage des Werts erhalten, der durch ein Multiplizieren der verbleibenden Rillentiefe, die verbleibt, bevor die Rillentiefe die Grenze zur Entsorgung des Reifens erreicht, durch das Produkt des Gummiindex Gi mit dem Reziprokwert der Reibungsenergie Ew' (1/Ew'), d.h. Gi/Ew' abgeschätzt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Beispielsweise kann ein Wert nahe dem Erwartungswert der Reifenabnutzungslebensdauer unter Verwendung des Produkts Gi/Ew' allein erhalten werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Reibungsenergien, die als Werte pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz, die unter Verwendung des Rollradius des Reifens standardisiert ist, ausgedrückt werden, verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Es ist nicht notwendig, dass die Reibungsenergien als Werte, die unter Verwendung des Rollradius des Reifens standardisiert sind, ausgedrückt werden. In diesem Fall werden die Reibungsenergien durch die Einheit kgf/cm ausgedrückt.

Claims

Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer, das umfasst: einen Schritt zum Erhalten eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ewf beim freien Rollen, eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ewa in einem Zustand, in welchem der Reifen mit einem Spurwinkel versehen ist, eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ews in einem Zustand, in welchem eine Seitenkraft an den Reifen angelegt wird, eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ewd, in welchem eine Antriebskraft an den Reifen angelegt wird, und eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ewb in einem Zustand, in welchem eine Bremskraft an den Reifen angelegt wird; einen Schritt zum Erhalten eines Reibungsenergiewerts Ew einer Gummiprobe, die aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in einem Reifenprofilabschnitt verwendet wird, unter einer Härte ungefähr gleich der Härte bei einem wirklichen Gebrauch des Reifens und einer Abnutzungstiefe W pro gegebener Fahrdistanz; einen Schritt zum Erhalten eines Gummiindex Gi, der ein Wert ist, der durch ein Teilen der Reibungsenergie ew durch die Abnutzungstiefe W, d.h. ew/W erhalten wird, und einer Reibungsenergie Ew, die durch die folgende Formel ausgedrückt wird: Ew = Ewf + Ewa + Ews + Ewb + Ewdund einen Schritt zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer auf der Grundlage eines Produkts des Gummiindex Gi und eines Reziprokwerts von Ew (1/Ew), d.h. Gi/Ew.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1, wobei der Wert, der das Produkt Gi/Ew enthält, ein Wert, der aus dem Produkt Gi/Ew gewählt wird, oder ein Wert ist, der durch ein Multiplizieren des Produkts Gi/Ew mit einer verbleibenden Rillentiefe erhalten wird, die verbleibt, bevor die Rillentiefe eine Grenze zur Entsorgung des Reifens erreicht.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1 oder 2, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fy+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S, D und B und Exponenten ns, nd und nb, durch die folgenden Formeln: Ews = S × Fyns Ewd = D × Fx+nd Ewb = B × FX–nb einen Schritt zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S, D und B und der Exponenten ns, nd und nb im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb, die unter der Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1 oder 2, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Richtung Fy, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S, D und B und Exponenten ns, nd und nb, durch die folgenden Formeln: Ews = S × Fyns Ewd = D × Fx+nd Ewb = B × FX–nb einen Schritt zum Einstellen jeden der Exponenten ns, nd und nb auf einen spezifischen Wert zwischen 1,5 und 3 und zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S, D und B im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb, die unter Anlegung einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Bestimmen der Reibungsenergie Ews, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1 oder 2, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Teilen der Reibungsenergie Ews in eine Reibungsenergie Ews+, die bei einer Rechtskurve eines Fahrzeugs erzeugt wird, an welchem der Reifen angebracht ist, und eine Reibungsenergie Ews–, die bei einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, an welchem der Reifen angebracht ist, auf der Grundlage einer Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels des Fahrzeugs und zum Erhalten von jeweils der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews–; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews als eine Summe der Reibungsenergie Ews+ und der Reibungsenergie Ews–, d.h. Ews+ + Ews–.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 5, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken einer Reibungsenergie Ews+, einer Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy+, die bei einer Rechtskurve eines Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy–, die bei einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb durch die folgenden Formeln: Ews+ = S1 × Fyns1 Ews– = S2 × Fy–ns2 Ewd = D × Fx+nd Ewb = B × FX–nb einen Schritt zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und der Exponenten ns1, ns2, nd und nb im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews+, der Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews+, der Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 5, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken einer Reibungsenergie Ews+, einer Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy+, die bei einer Rechtskurve eines Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy– die bei einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb durch die folgenden Formeln: Ews = S1 × Fy+ns1 Ews = S2 × Fy–nd Ewd = D × Fx+nd Ewb = B × FX–nb einen Schritt zum Einstellen jedes der Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf einen spezifischen Wert zwischen 1,5 und 3 und zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews+, der Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb, die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, eines gegeben Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews+, der Reibungsenergie Ews–, der Reibungsenergie Ewd und der Reibungsenergie Ewb auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy– der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reifenabnutzungslebensdauer an einer Mehrzahl von Abschnitten des Reifens abgeschätzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reibungsenergie Ew als ein Wert pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz, die unter Verwendung eines Rollradius des Reifens standardisiert wird, ausgedrückt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 1, wobei ein Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung auf der Grundlage des gemessenen Werts des Gummiindex Gi und der Reibungsenergie Ew durch eine Formel: Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung = Ew/Gi ausgedrückt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 5, wobei ein Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung auf der Grundlage eines gemessenen Werts des Gummiindex Gi und der Reibungsenergien Ewf, Ewa, Ews+, Ews–, Ewd und Ewb durch eine Formel: Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung = {(Ewf) + (Ewa) + (Ews+) + (Ews–) + (Ewd) + (Ewb)}/Gi = Ew/Giausgedrückt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer, welches umfasst: einen Schritt zum Erhalten eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ewf bei einem freien Rollen, einer Reibungsenergie des Reifens Ewa in einem Zustand, in welchem der Reifen mit einem Spurwinkel versehen ist; einen Schritt zum Erhalten eines Reibungsenergiewerts des Reifens Ews' in einem Zustand, in welchem eine Seitenkraft an den Reifen angelegt wird, einer Reibungsenergie des Reifens Ewd' in einem Zustand, in welchem eine Antriebskraft an den Reifen angelegt wird, und einer Reibungsenergie des Reifens Ewb' in einem Zustand, in welchem eine Bremskraft an den Reifen angelegt wird, wobei die Reibungsenergiewerte Ews', Ewd', Ewb' jeweils in einem Zustand erhalten werden, in welchem der Radsturzwinkel, der Spurwinkel und die Last unter Berücksichtigung der Bedingung bereitgestellt werden, die sich zwischen einem statischen Zustand und einem dynamischen Zustand ändert, wenn der Reifen verwendet wird; einen Schritt zum Erhalten eines Reibungsenergiewerts ew einer Gummiprobe, die aus dem gleichen Material wie dem Material ausgeführt ist, das in einem Reifenprofilabschnitt verwendet wird, unter einer Härte ungefähr gleich der Härte bei einem wirklichen Gebrauch des Reifens und einer Abnutzungstiefe W pro gegebener Fahrdistanz; einen Schritt zum Erhalten eines Gummiindex Gi, der ein Wert ist, der durch ein Teilen der Reibungsenergie ew durch die Abnutzungstiefe W, d.h. ew/W und eine Reibungsenergie Ew' erhalten wird, die durch die folgende Formel ausgedrückt wird: Ew' = Ewf + Ewa + Ews' + Ewb' + Ewd'und einen Schritt zum Abschätzen der Reifenabnutzungslebensdauer auf der Grundlage eines Produkts des Gummiindex Gi und eines Reziprokwerts von Ew' (1/Ew'), d.h. Gi/Ew'.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 12, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken der Reibungsenergie Ews', der Reibungsenergie Ewb' und der Reibungsenergie Ewb' unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S, D und B und Exponenten ns, nd und nb durch die folgenden Formeln: Ews' = S × Fyns Ewd' = D × Fx+nd Ewb' = B × FX–nb einen Schritt zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S, D und B und der Exponenten ns, nd und nb im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb', die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmten von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 12, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken der Reibungsenergie Ews', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S, D und B und Exponenten ns, nd und nb durch die folgenden Formeln: Ews' = S1 × Fyns Ewd' = D × Fx+nd Ewb' = B × FX–nb einen Schritt zum Einstellen jedes der Exponenten ns, nd und nb auf einen spezifischen Wert zwischen 1,5 und 3 und zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S, D und B im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb', die unter Anlegung einer Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, einer Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. einer Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 12, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Teilen der Reibungsenergie Ews' in eine Reibungsenergie Ews+', die bei einer Rechtskurve eines Fahrzeugs erzeugt wird, an welchem der Reifen angebracht ist, und eine Reibungsenergie Ews–', die bei einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, an welchem der Reifen angebracht ist, auf der Grundlage einer Ackerman-Charakteristik und des Spurwinkels des Fahrzeugs, und zum Erhalten von jeweils der Reibungsenergie Ews+' und der Reibungsenergie Ews–'; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews' als eine Summe der Reibungsenergie Ews+' und der Reibungsenergie Ews–', d.h. Ews+' + Ews–'.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 12, wobei die Reifenabnutzungslebensdauer an einer Mehrzahl von Abschnitten des Reifens abgeschätzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 12, wobei die Reibungsenergie Ew' als ein Wert pro Einheitsfläche und Einheits-Fahrdistanz, die unter Verwendung eines Rollradius des Reifens standardisiert wird, ausgedrückt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 12, wobei ein Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung auf der Grundlage des gemessenen Werts des Gummiindex Gi und der Reibungsenergie Ew' durch eine Formel ausgedrückt wird: Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung = Ew'/Gi
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 15, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Ausdrücken einer Reibungsenergie Ews+', einer Reibungsenergie Ews–', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy+, die bei einer Rechtskurve eines Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy–, die bei einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch die Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb durch die folgenden Formeln: Ews+' = S1 × Fy+ns1 Ews–' = S2 × Fy–ns2 Ewd' = D × Fx+nd Ewb' = B × FX–nb einen Schritt zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und der Exponenten ns1, ns2, nd und nb im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews+', der Reibungsenergie Ews–', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb', die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews+', der Reibungsenergie Ews–', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Ausdrücken einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 15, welches weiter umfasst: einen Schritt zum Bestimmen einer Reibungsenergie Ews+', einer Reibungsenergie Ews–', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' unter Verwendung einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy+, die bei einer Rechtskurve eines Fahrzeugs erzeugt wird, einer Eingangskraft in einer transversalen Richtung Fy–, die bei einer Linkskurve des Fahrzeugs erzeugt wird, einer Kraft in einer Vorwärtsrichtung Fx+, die durch Antriebskraft erzeugt wird, einer Kraft in einer Rückwärtsrichtung Fx–, die durch die Bremskraft erzeugt wird, unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B und Exponenten ns1, ns2, nd und nb durch die folgenden Formeln: Ews+' = S1 × Fy+ns1 Ews–' = S2 × Fy–ns2 Ewd' = D × Fx+nd Ewb' = B × FX–nb einen Schritt zum Einstellen jedes der Exponenten ns1, ns2, nd und nb auf einen spezifischen Wert zwischen 1,3 und 3 und zum Bestimmen der unbestimmten Koeffizienten S1, S2, D und B im Voraus auf der Grundlage von Werten der Reibungsenergie Ews+', der Reibungsenergie Ews–', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb', die unter Anlegung eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fx+, eines gegebenen Werts der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, eines gegebenen Werts der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ bzw. eines gegebenen Werts der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– gemessen werden; einen Schritt zum Bestimmen von Werten der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– auf der Grundlage von RMS-Werten der Verteilung einer Beschleunigung in einer transversalen Richtung an einer Schwerpunktposition eines Fahrzeugs und der Verteilung einer Beschleunigung in einer Längsrichtung an einer Schwerpunktposition des Fahrzeugs bei einem wirklichen Gebrauch des Fahrzeugs; und einen Schritt zum Erhalten der Reibungsenergie Ews+', der Reibungsenergie Ews–', der Reibungsenergie Ewd' und der Reibungsenergie Ewb' auf der Grundlage der bestimmten Werte der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fx+, der Eingangskraft in der transversalen Richtung Fy–, der Kraft in der Vorwärtsrichtung Fx+ und der Kraft in der Rückwärtsrichtung Fx– in Übereinstimmung mit den obigen Formeln, in welchen die Koeffizienten und die Exponenten bestimmt worden sind.
Verfahren zum Abschätzen einer Reifenabnutzungslebensdauer nach Anspruch 15, wobei ein Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung auf der Grundlage eines gemessenen Werts des Gummiindex Gi und der Reibungsenergien Ewf, Ewa, Ews+', Ews–', Ewd' und Ewb' durch eine Formel ausgedrückt wird: Erwartungswert eines Betrags einer Abnutzung = {(Ewf) + (Ewa) + (Ews+') + (Ews–') + (Ewd') + (Ewb')}/Gi = Ew'/Gi