ES2229392T3 - Procedimiento para el diseño de un neumatico. - Google Patents

Abstract

CUANDO SE DESEA OBTENER UNA SOLA PRESTACION O UNA SERIE DE PRESTACIONES ANTINOMICAS SE DESCRIBE LA MEJOR FORMA DE DISEÑAR UN NEUMATICO EN UNA DETERMINADA CONDICION DE ESTRUJAMIENTO. SE MODELA (100) CADA UNA DE LOS BLOQUES INCLUIDOS EN DOS GRUPOS DE PASO DESIGNADOS EN UNA SERIE DE PASOS, SE DETERMINAN (102) UNA FUNCION OBJETIVA QUE REPRESENTA UNA MAGNITUD FISICA PARA EVALUACION DE LAS PRESTACIONES DEL NEUMATICO Y UNA CONDICION DE ESTRUJAMIENTO PARA RESTRINGIR LA FORMA DE NEUMATICO, Y UNA VARIABLE DE DISEÑO QUE ES UN ANGULO DE LA SUPERFICIE DE LA PARED QUE DETERMINA CADA UNA DE LAS FORMAS DE BLOQUE. SEGUIDAMENTE SE VARIA LA VARIABLE DE DISEÑO CONTINUAMENTE MEDIANTE DL R 1 PARA DETERMINAR UN MODELO MODIFICADO (104 A 108). SE CALCULAN UN VALOR DE LA FUNCION PRETENDIDA DEL MODELO MODIFICADO Y UN VALOR DE LA CONDICION EN ESTRUJAMIENTO, Y SE DETERMINAN UNA SENSIBILIDAD DE LA FUNCION PRETENDIDA Y UN UNA SENSIBILIDAD DE LA CONDICION EN ESTRUJAMIENTO (110, 112). SE ESTIMA UNA MAGNITUD DE VARIACION DELA VARIABLE DE DISEÑO QUE MINIMIZA UNA DIFERENCIA ENTRE LAS RIGIDECES DE BLOQUES, SE DETERMINA UN MODELO DE FORMA MODIFICADO, SE CALCULA LA FUNCION PRETENDIDA, Y UTILIZANDO UN VALOR DE LA VARIABLE DE DISEÑO, SE DETERMINA UNA FORMA DE BLOQUE DE CADA UNO DE LOS GRUPOS DE PASO EN LA SERIE DE PASOS QUE FORMAN EL NEUMATICO (114 A 120).

Description

Procedimiento para el diseño de un neumático.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el diseño de un neumático, y más particularmente a un procedimiento para el diseño de un neumático que es capaz de auxiliar con eficacia y facilidad al desarrollo de un diseño en relación con la estructura, forma y otras características de un neumático que consigue un único objetivo de comportamiento, características antagónicas, y otros objetivos similares.

Los procedimientos convencionales para el diseño de neumáticos se basan en reglas empíricas adquiridas por la repetición de experimentos numéricos aplicando la experimentación real y la informática. Por tanto, el número de ensayos y pruebas que se requieren para un desarrollo determinado es extremadamente extenso, lo que incrementa el coste de los desarrollos, y el tiempo necesario para un determinado desarrollo no puede acortarse fácilmente.

Por ejemplo, la forma de la parte de la corona de un neumático se diseña sobre la base de la configuración de varios arcos en una sección transversal que incluye el eje de giro del neumático. El valor de un arco se determina a partir de los datos obtenidos preparando varios moldes y probando y evaluando los neumáticos preparados con tales moldes, o bien efectuando muchos experimentos numéricos. Por tanto, la eficacia del desarrollo no es buena.

Además, el diseño del dibujo presenta muchos grados de libertad. Por tanto, una vez grabado un dibujo básico propuesto en un neumático o después de la preparación real de un molde, se construye un neumático de prueba y se prueba en un vehículo procediéndose a su evaluación. Los problemas que se presentan en la prueba con vehículo se resuelven mediante una modificación estricta del dibujo básico propuesto hasta completar un dibujo final. Por tanto, la determinación del dibujo es el campo que requiere más procesos, en comparación con el diseño de la forma y estructura.

El neumático presenta generalmente unas ranuras principales en dirección circunferencial del mismo y ranuras de taco en dirección radial, a fin de evitar el fenómeno del deslizamiento o "aquaplaning" que puede producirse cuando el vehículo circula bajo la lluvia y para asegurar un buen comportamiento en el frenado y en tracción. El dibujo, en general, es el denominado dibujo de bloques que incluye zonas de campo aisladas delimitadas por dichas ranuras principales y ranuras de tacos.

Dicho dibujo de bloques requiere comportamientos de marcha del neumático, en general tanto de marcha en línea recta como en toma de curvas. El comportamiento de marcha en línea recta requiere una fuerza de agarre en dirección circunferencial del neumático y para ello es apropiado un caucho relativamente duro. Por su parte el comportamiento en la toma de curvas requiere una fuerza en dirección de la anchura del neumático y para incrementar la fuerza de agarre en los giros es apropiado un caucho relativamente blando. A causa del caucho blando, es preciso incrementar la pérdida de energía lo que resulta antagónico.

Por tanto, recientemente se ha realizado un intento teórico para el diseño de un neumático que sea cómodo y seguro al marchar a alta velocidad tanto sobre un firme seco, como si es mojado o con hielo. Las ranuras y demás elementos que forman la banda de rodadura del neumático se han diseñado mediante una pluralidad de ciclos de diseño de repetición con paso variable según un estándar calculado matemáticamente. Basándose en los valores de diseño, se obtiene una banda de rodadura que presenta porciones de campo divididas por ranuras transversales y ranuras circunferenciales que determinan pasos y conjuntos de pasos. En el presente contexto el término "paso" significa una determinada longitud de la porción de campo, mientras el término "conjunto de pasos" significa una secuencia de pasos situados sobre la periferia del neumático. En ciertos casos puede utilizarse como paso la relación de una longitud de paso (relación de paso).

Los pasos pueden presentar longitudes diferentes, pero en términos prácticos, las longitudes se limitan a aproximadamente nueve clases. La longitud particular de un paso determinado dentro de un cierto conjunto de pasos difiere según sea la periferia del neumático (véase la solicitud de patente japonesa abierta a consulta pública no 4-232105).

Sin embargo, en numerosos casos, el paso y el conjunto de pasos vienen determinados por potenciar un buen comportamiento o para evitar el fenómeno del "aquaplaning", o también por exigencias de diseño para acomodarse al sentido de la estética del cliente. Además, en el conjunto de pasos se utiliza repetidamente una pluralidad de pasos. Por tanto la rigidez no es uniforme entre las porciones de campo de los diferentes pasos. Por ello, se presentan problemas debidos al incremento de un desgaste desigual, y a un empeoramiento de la redondez durante la fabricación.

Debe tenerse en cuenta también lo que se da a conocer en los documentos EP-0 647 911A y EP-0 642 916A.

A la vista de las circunstancias expuestas, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para el diseño de un neumático con el cual, cuando se presenta la necesidad de obtener una pluralidad de comportamientos antagónicos, se diseña el neumático de la mejor manera posible bajo determinadas condiciones, y el neumático puede diseñarse y desarrollarse eficientemente.

Para conseguir el objetivo indicado, se proporciona un procedimiento para el diseño de un neumático que incluye las etapas que se definen en la reivindicación 1 de la presente solicitud.

Preferiblemente, la variable de diseño tiene por objeto la determinación de distintas formas del bloque aislado, distintas formas de dibujo o distintas formas de la porción de campo, utilizando por lo menos uno de los diferentes modelos de forma básicos como modelo de forma de referencia.

La forma del bloque aislado, la forma del dibujo o la forma de la porción de campo pueden determinarse utilizando como modelo de referencia un modelo de forma básico predeterminado de la pluralidad de diferentes modelos de forma básicos.

En una forma de realización, se estima una cantidad de variación de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva sobre la base de la sensibilidad de la función objetivo, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la función objetivo, y sobre la base de la sensibilidad de la condición restrictiva, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la condición restrictiva; se calcula el valor de la función objetivo cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada y se calcula un valor de la condición restrictiva cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada; y se determina un valor de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva sobre la base de los valores estimados y los valores calculados.

En otra forma de realización, se determina un grupo de selección que incluye una pluralidad de modelos básicos de neumático que comprende una pluralidad de modelos de forma básicos diferentes que representan una forma seleccionada de entre una forma de bloque asilado incluyendo la estructura interna, una forma de dibujo de una parte de la corona del neumático incluyendo la estructura interna, y una forma de una porción de campo que es continua en la dirección circunferencial del neumático incluyendo la estructura interna; y para cada uno de los modelos básicos de neumático del grupo de selección se determinan la función objetivo, la variable de diseño, la condición restrictiva, y una función de adaptación que puede evaluarse a partir de la función objetivo y la condición restrictiva; y se seleccionan dos modelos básicos de neumático de entre el grupo de selección sobre la base de la función de adaptación; se entrecruzan las variables de diseño de los modelos básicos de neumático según una determinada probabilidad para crear un nuevo modelo básico de neumático; se determinan una función objetivo, una condición restrictiva y una función de adaptación del modelo básico de neumático cuya variable de diseño se ha modificado, se almacenan el modelo básico de neumático cuya variable de diseño se ha modificada y el modelo básico de neumático cuya variable de diseño no ha sido modificada, se repiten las operaciones indicadas hasta que el número de modelos básicos de neumático almacenados alcanza un número predeterminado, se determina si el nuevo grupo que incluye el número predeterminado de modelos básicos de neumáticos almacenados satisfacen una condición de convergencia predeterminada, y si la condición de convergencia no se satisface, se repiten las operaciones anteriores, utilizando el nuevo grupo como grupo de selección, hasta que el grupo de selección satisfaga la condición de convergencia y cuando se satisfaga la condición de convergencia se determina un valor de variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva de entre el número predeterminado de modelos básicos de neumáticos almacenados.

La variable de diseño puede incluir una variable que represente por lo menos una de las características siguientes: el ángulo de una superficie unida a una superficie de la porción de campo del neumático que está constituida por una forma seleccionada de entre la forma del bloque aislado, la forma del dibujo y la forma de la porción de campo; la altura de la superficie de la porción de campo del neumático; la forma de la superficie de la porción de campo del neumático; la posición de un corte de drenaje; la inclinación del corte de drenaje; la forma del corte de drenaje, y la forma del corte de drenaje en dirección longitudinal.

Más particularmente, cada uno de los modelos básicos de neumático que incluyen una pluralidad de modelos de forma básicos, puede presentar una longitud diferente en la dirección circunferencial del neumático.

El procedimiento de la invención determina: un modelo básico de neumático que incluye una pluralidad de modelos de forma básicos diferentes que representan una forma seleccionada de entre la forma de bloque asilado incluyendo la estructura interna, una forma de dibujo de una parte de la corona del neumático incluyendo la estructura interna, y una forma de una porción de campo que es continua en la dirección circunferencial del neumático incluyendo la estructura interna; una función objetivo que representa una magnitud física de evaluación del comportamiento del neumático; una variable de diseño para la determinación de la forma del bloque aislado, la forma del dibujo, o la forma de la porción de campo; y una condición restrictiva para la restricción de por lo menos una de entre la forma del bloque aislado, la forma del dibujo, y la forma de la porción de campo, y para la restricción de por lo menos una de la forma de la sección transversal del neumático y la magnitud física de evaluación del comportamiento del neumático. Cada uno de los elementos el bloque aislado incluyendo la estructura interna, la parte de la corona del neumático, y la porción de campo que es continua en la dirección circunferencial del neumático incluye un medio formado de caucho simple.

El modelo de forma básico que representa la forma del bloque aislado puede formarse a partir de una función que representa una línea que determina la forma de la superficie exterior del bloque aislado o a partir a una variable que representa el valor las coordenadas de un punto de inflexión. El modelo de forma básico que representa una forma de dibujo de una parte de la corona del neumático incluyendo la estructura interna puede formarse a partir de una función que puede analizar geométricamente la forma del dibujo en la superficie de contacto con el suelo de una porción de campo de la parte de corona del neumático, por ejemplo, puede formarse a partir de una función para la determinación de una forma poligonal tal como una forma rectangular o una forma romboidal. El modelo de forma básico que representa la forma de una porción de campo que es continua en dirección circunferencial del neumático incluyendo la estructura interna puede formarse a partir de una función que representa una línea que muestra la forma de la sección transversal del neumático o una variable que representa las coordenadas de un punto de inflexión.

Cada uno de los modelos de forma básicos puede incluir por lo menos: un ángulo de superficie unida a una superficie de la porción de campo del neumático que está constituido por una forma seleccionada de entre una forma de dibujo y la forma de la porción de campo; una altura de la superficie de la porción de campo del neumático; una forma de la superficie de la porción de campo del neumático; una forma de una superficie conectada con la superficie de la porción de campo del neumático; la posición de un corte de drenaje; el número de cortes de drenaje; la anchura de un corte de drenaje; la profundidad de un corte de drenaje; la inclinación de un corte de drenaje; la forma del corte de drenaje; y la forma longitudinal del corte de drenaje. Además, como modelo de forma básico, puede usarse un modelo formado por una técnica denominada método de los elementos finitos el cual divide en una pluralidad de elementos, o puede usarse un modelo formado por una técnica analítica.

El modelo básico de neumático incluye una pluralidad de modelos de forma básicos diferentes entre los modelos de forma básicos. Por ejemplo, para el diseño mediante una pluralidad de ciclos de diseño de repetición de paso variable, puede modelarse una banda de rodadura que presente porciones de campo que definan los pasos y los conjuntos de pasos sobre la periferia del neumático. En este caso, se forma sobre la periferia del neumático una pluralidad de pasos diferentes. Como modelo básico de neumático, puede usarse un modelo obtenido por la técnica denominada método de los elementos finitos que divide en una pluralidad de elementos, o bien un modelo obtenido mediante una técnica analítica.

Los modelos básicos de neumático, esto es, cada uno de los modelos básicos de neumático que tienen una pluralidad de modelos de forma básicos puede presentar longitudes diferentes en la dirección circunferencial del neumático. Entre los neumáticos, existen neumáticos (denominados neumáticos de variación de paso) en los cuales las porciones de campo están formadas sobre la periferia del neumático con una pluralidad de pasos diferentes con el fin de mejorar la estabilidad direccional y la suavidad de marcha. En muchos casos, en un neumático de variación de paso sólo se varía en dirección longitudinal del neumático. Por tanto, utilizando como modelo básico de neumático una pluralidad de modelos de forma básicos, en los cuales las dimensiones en dirección circunferencial son diferentes, resulta fácil diseñar un neumático con variación de paso.

Como función objetivo que representa una cantidad física de evaluación del comportamiento, puede utilizarse una cantidad física que influya sobre el comportamiento en marcha del neumático tal como la rigidez del bloque. Como variable de diseño que determine la forma del bloque aislado o la forma del dibujo o la forma de la porción de campo, puede utilizarse una variable que determine el dibujo, variable que debe representar por lo menos una de las características siguientes: un ángulo de una superficie unida a la superficie de la porción de campo del neumático que está constituido por una forma seleccionada de la forma del bloque aislado, la forma del dibujo, y la forma de la porción de campo (esto es, un ángulo de la pared en la ranura del bloque en el caso en que se utilice el bloque aislado); la altura de la superficie de la porción de campo (esto es, la profundidad de la ranura si se forma una ranura); la forma de la superficie de la porción de campo del neumático; la posición de un corte de drenaje; el número de cortes de drenaje; la anchura de un corte de drenaje; la profundidad de un corte de drenaje; la inclinación de un corte de drenaje; la forma del corte de drenaje; y la forma longitudinal del corte de drenaje. Entre las condiciones restrictivas se incluyen, la restricción en la anchura de la banda de rodadura, la restricción en la rigidez del bloque, la rigidez en el ángulo de la superficie lateral de la porción de campo formada en el neumático (p. ej., el ángulo de la pared del bloque en la ranura en el caso en que se utilice el bloque aislado), y características similares. La función objetivo, la variable de diseño y la condición restrictiva no se limitan a los ejemplos citados anteriormente, sino que pueden utilizarse como función objetivo, variable de diseño y condición restrictiva según la finalidad del diseño del neumático.

Teniendo en cuenta la condición restrictiva, se obtiene un valor de la variable de diseño mediante el cálculo variando este valor de la variable de diseño hasta que se consigue un valor óptimo de la función objetivo. En este caso, resulta efectivo que la variación de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva se estime basándose en la sensibilidad de la función objetivo, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la función objetivo, y basándose en la sensibilidad de la condición restrictiva, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la condición restrictiva; se calcula el valor de la función objetivo cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada y el valor de la condición restrictiva cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde al valor estimado; y se determina un valor de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo teniendo en cuenta la condición restrictiva sobre la base del valor estimado y de los valores calculados. Como resultado, se obtiene un valor de la variable de diseño cuando el valor de la función objetivo es óptimo, teniendo en cuenta la condición restrictiva.

El neumático se diseña cambiando los modelos básicos de neumático sobre la base de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo.

Por tanto, para un modelo básico de neumático que incluya una pluralidad de modelos de forma básicos diferentes, se determina la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo, es decir, se determina un modelo de forma básico que represente la forma de un bloque aislado o una forma de dibujo o la forma de una porción de campo. Se obtiene, por ejemplo, la forma determinada por un cierto paso sobre la totalidad de la periferia del neumático, y es posible diseñar un neumático que tenga una rigidez uniforme.

La variable de diseño es apropiada para la determinación de otra forma del bloque aislado, otra forma de dibujo u otra forma de la porción de campo, utilizando por lo menos uno de los diferentes modelos de forma básicos como modelo de forma de referencia. Estableciéndolo de este modo, y utilizando como referencia el modelo de forma básico que se ha establecido como modelo de forma de referencia, es posible diseñar un neumático que presente rigidez uniforme a lo largo de ese modelo de forma de referencia.

Además, la variable de diseño puede establecerse de manera que determine una forma del bloque aislado, una forma de dibujo o una forma de la porción de campo utilizando un modelo de forma básico de referencia predeterminado como modelo de referencia. Estableciéndolo de esta manera, y utilizando como referencia el modelo de forma básico que se ha establecido como modelo de forma básico de referencia, es posible diseñar un neumático que presente rigidez uniforme a lo largo de ese modelo de forma de referencia. Esto es, para uniformar las rigideces o características semejantes, estableciendo de antemano el modelo de forma básico como un valor estimado, y utilizando como referencia el modelo de forma básico establecido como el valor estimado, es posible diseñar un neumático que presente rigidez uniforme a lo largo del modelo de forma de referencia.

En una forma de realización preferida, se determina un grupo de selección que incluye una pluralidad de modelos básicos de neumático que comprende una pluralidad de diferentes de modelos de forma básica que representan una forma seleccionada de entre una forma de bloque aislado incluyendo la estructura interna, una forma de dibujo de una parte de la corona del neumático incluyendo la estructura interna, y una forma de la porción de campo que es continua en dirección circunferencial incluyendo la estructura interna; y para cada uno de los modelos básicos de neumático incluyendo el grupo de selección, se determina la función objetivo, la variable de diseño, la condición restrictiva, y una función de adaptación que puede evaluarse a partir de la función objetivo y de la condición restrictiva.

A continuación, se seleccionan dos modelos básicos de neumático de entre el grupo de selección sobre la base de la función de adaptación; las variables de diseño de los modelos básicos de neumático se entrecruzan con una probabilidad predeterminada para crear un nuevo modelo básico de neumático, y/o una parte de la variable de diseño de por lo menos uno de los modelos básicos de neumático se varía para crear un nuevo modelo básico de neumático; se determinan una función objetivo, una condición restrictiva y una función de adaptación del modelo básico de neumático cuya variable de diseño ha sido variada, se almacenan el modelo básico de neumático cuya variable de diseño ha sido variada y el modelo básico de neumático cuya variable de diseño no ha sido variada, se repiten las operaciones indicadas hasta que el número de modelos básicos almacenados alcanza un número predeterminado, se determina si el nuevo grupo que incluye el número predeterminado de modelos básicos de neumático almacenado satisface una condición de convergencia predeterminada, y si la condición de convergencia no se satisface, se repiten las anteriores operaciones, utilizando el nuevo grupo como grupo de selección, hasta que el grupo de selección satisfaga la condición de convergencia, y cuando se satisface la condición de convergencia, se determina un valor de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva de entre el número de modelos básicos de neumático almacenados. Basándose en el valor de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de esta función objetivo, se cambia el modelo básico de neumático, para diseñar de ese modo el neumático.

En este caso, para el modelo básico de neumático cuya variable de diseño se ha variado, resulta más efectivo que se estime una cantidad de variación de la variable de diseño que proporcione el valor óptimo de la función objetivo teniendo en cuenta la condición restrictiva basándose en la sensibilidad de la función objetivo, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la función objetivo, y basándose en la sensibilidad de la condición restrictiva, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la condición restrictiva; se calcula un valor de la función objetivo cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada y se calcula un valor de la condición restrictiva cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada; se obtiene la función de adaptación a partir del valor de la función objetivo y del valor de la condición restrictiva, y se almacenan el modelo básico de neumático y el modelo básico de neumático cuya variable de diseño no ha sido variada, y las anteriores operaciones se repiten hasta que los modelos básicos de neumático alcanzan un número predeterminado. Con este procedimiento, también es posible obtener el valor de la variable de diseño con el cual se hace óptimo el valor de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva. Como función de adaptación que puede evaluarse a partir de la función objetivo y de la condición restrictiva, puede utilizarse una función para la determinación de la idoneidad con espectro al modelo básico de neumático a partir de la función objetivo y de la condición restrictiva. Además, la función objetivo, la variable de diseño, la condición restrictiva y la función de adaptación no se limitan exclusivamente a los ejemplos expuestos, y pueden determinarse varios elementos según la finalidad del diseño del neumático. Por otra parte, para entrecruzar las variables de diseño de los modelos básicos de neumático existe un procedimiento en el que se intercambian partes de las variables de diseño de dos modelos de neumático seleccionados o variables de diseño después de una zona predeterminada. Además, para el cambio de una parte de variable de diseño del modelo básico de neumático, existe un procedimiento en el cual se cambia (permuta) una variable de diseño en una posición previamente determinada por probabilidad o procedimiento similar.

Como se ha descrito anteriormente, según la presente invención se determina una variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo tomando en consideración la condición restrictiva, y a partir de esta variable de diseño, puede diseñarse un neumático que incluye diferentes formas de bloque, dibujos o características similares. Por tanto, a diferencia del diseño y desarrollo convencionales basados en el método de tanteos, se hacen posible hasta cierto punto operaciones desde el mejor modo de diseño hasta la evaluación del comportamiento del neumático diseñado principalmente con el auxilio del ordenador, el rendimiento puede mejorarse notablemente, el coste del desarrollo se reduce, y la forma del bloque o el dibujo que forman el neumático pueden diseñarse según la finalidad del uso.

La invención se describe más ampliamente haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Fig. 1 es un vista esquemática de un ordenador personal utilizado en las formas de realización de la presente invención.

La Fig. 2 es una vista en imagen que muestra una forma de neumático por pasos y conjunto de pasos.

La Fig. 3 es un diagrama de flujo que muestra la rutina del procesamiento del diseño de la forma de un neumático según una primera forma de realización de la presente invención.

La Fig. 4 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de una rutina de optimización.

La Fig. 5 es un diagrama de flujo que muestra una rutina de cálculo de un ángulo para la determinación de una variable de diseño.

La Fig. 6 es un esquema que representa un modelo de forma básico de un bloque entre un conjunto de pasos.

La Fig. 7 es un esquema para la explicación del ángulo de la superficie de pared.

La Fig. 8 es una vista en sección de la Fig. 7.

La Fig. 9 es un esquema que ilustra la forma de la superficie de contacto con el suelo para la explicación de las variables de diseño de un cierto número de superficies de pared.

La Fig. 10 es un esquema que muestra la forma de la superficie de contacto con el suelo de un bloque achaflana-
do.

La Fig. 11 es un esquema que muestra una forma de superficie de contacto con el suelo de un neumático que presenta una superficie de pared curva.

La Fig. 12 es un esquema que muestra la configuración de una sección transversal de un bloque que presenta una superficie de pared que esta curvada en dirección diferente a la de la Fig. 11.

La Fig. 13 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de otros procesos para la determinación de la variable de diseño.

La Fig. 14 es una vista para la explicación de otro ejemplo de una variable de diseño.

La Fig. 15 es un esquema que muestra la forma de un corte de drenaje formado en el bloque.

La Fig. 16 es una vista en sección tomada por la línea I - I de la Fig. 15.

La Fig. 17 es un esquema que muestra la longitud de un corte de drenaje formado en la parte central del bloque.

La Fig. 18 es un diagrama de flujo que muestra la rutina del procesamiento del diseño de la forma de un neumático según una segunda forma de realización de la presente invención.

La Fig. 19 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de la rutina de procesamiento del diseño de la forma de un neumático según una tercera forma de realización de la presente invención.

La Fig. 20 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de un proceso de cruzamiento.

La Fig. 21 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de un proceso de mutación.

La Fig. 22A es un gráfico que muestra la línea de una función en forma de prominencia continua, y la Fig. 22B es un gráfico que muestra la línea de una función en forma de prominencia de vertientes lineales.

La Fig. 23A es un gráfico que muestra una línea de función en forma de valle continuo, y la Fig. 23B es un gráfico que muestra una línea de función en forma de valle lineal.

La Fig. 24 es un esquema que muestra un bloque según una cuarta forma de realización.

Las Figs. 25A y 25B son gráficos que representan la rigidez por unidad de superficie con respecto a la dirección, en donde la Fig. 25A muestra la rigidez convencional antes de la optimización para hacer el espesor de la banda de rodadura uniforme, y la Fig. 25B muestra la rigidez después de la optimización para hacer el espesor de la banda de rodadura uniforme según la cuarta forma de realización.

La Fig. 26 es una vista en perspectiva que representa dos bloques contiguos para la explicación de la cantidad de subida del fondo.

La Fig. 27 es una vista en imagen que muestra la forma de un neumático según una quinta forma de realización

La Fig. 28 es un esquema que muestra la rigidez por unidad de superficie con respecto a la dirección después de la optimización para hacer el espesor uniforme y la rigidez uniforme según la quinta forma de realización.

Las Figs. 29A a 29D muestran los resultados de la uniformidad en laboratorio de un neumático formado utilizando el conjunto de pasos según la estructura de la quinta forma de realización, en donde la Fig. 29A muestra los resultados de RFV, la Fig. 29B muestra los resultados de RFV de alta velocidad, la Fig. 29C muestra los resultados de alta velocidad TVF y la Fig. 29D muestra los resultados de LFV.

La Fig. 30 es un esquema que muestra los resultados de la medición del espesor de la banda de rodadura según la quinta forma de realización.

Las Figs. 31A y 31B son gráficos que muestran la rigidez por unidad de superficie con respecto a la dirección de diferentes neumáticos según la quinta forma de realización, en donde la Fig. 31A representa la rigidez convencional, y la Fig. 31B representa la rigidez después de hacer la optimización para hacer el espesor de la banda de rodadura y la rigidez uniformes según la quinta forma de realización.

La Fig. 32 es un esquema que representa el dibujo de una banda de rodadura que es continua desde un paso pequeño a un paso grande según una sexta forma de realización.

La Fig. 33A es un esquema que muestra la directividad de las formas de bloque de paso pequeño y de paso grande; la Fig. 33B es una vista en imagen que muestra las posiciones que deben ser achaflanadas en los bloques de paso pequeño y de paso grande; y la Fig. 33C es un esquema que indica la forma de realizar el chaflán.

La Fig. 34 es una vista que explica las posiciones que deben ser achaflanadas en la dirección circunferencial del neumático para los bloques de paso pequeño medio y grande según el primer ejemplo.

Las Figs. 35A y 35B muestran las rigideces de los bloques achaflanados según el quinto ejemplo, en donde la Fig. 35A muestra las rigideces de los bloques convencionales, y la Fig. 35B muestra las rigideces de los bloques según el primer ejemplo.

La Fig. 36 es una vista que explica la posiciones que deben ser achaflanadas en dirección de la anchura del neumático para los bloques de paso pequeño, medio y grande según el segundo ejemplo.

Las Figs. 37A y 37B muestran las rigideces de los bloques achaflanados según el segundo ejemplo, en donde la Fig. 37A muestra las rigideces de los bloques convencionales, y la Fig. 37B muestra las rigideces de los bloques según el primer ejemplo.

La Fig. 38 es una vista que explica las posiciones que deben ser achaflanadas en dirección de la anchura del neumático para los bloques de paso pequeño según el tercer ejemplo.

La Fig. 39 es una vista que explica las posiciones que deben ser achaflanadas en dirección de la anchura y en dirección circunferencial del neumático para un bloque de paso medio según el tercer ejemplo.

La Fig. 40 es una vista que explica las posiciones que deben ser achaflanadas para un bloque de paso medio según el tercer ejemplo.

La Fig. 41 es una vista que explica las posiciones que deben ser achaflanadas en dirección circunferencial del neumático para un bloque de paso grande según el tercer ejemplo.

A continuación se describe en detalle un ejemplo de una forma de realización de la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

La Fig. 1 es una vista esquemática de un ordenador personal para la aplicación del procedimiento para el diseño de un neumático según la presente invención.

El ordenador personal comprende un teclado 10 para la introducción de datos y demás, un cuerpo principal del ordenador 12 para la realización de cálculos según un programa almacenado de antemano, de variables de diseño que satisfacen condiciones restrictivas y que optimizan, p. ej., maximizan o minimizan una función objetivo. El ordenador personal comprende además una pantalla 14 que presenta los resultados de los cálculos del cuerpo principal del ordenador 12 y otros análogos.

En primer lugar se describirá un primera forma de realización. La primera forma de realización tiene por objeto determinar la forma de un neumático uniformando las diferencias de las rigideces entre los bloques, con el fin de potenciar la estabilidad direccional y la resistencia desigual al desgaste para un neumático que presente una pluralidad de pasos y un conjunto de pasos en el que se encuentran dispuestos la pluralidad de pasos, estando determinados los pasos y el conjunto de pasos de forma que potencian una suavidad tal que determina una marcha poco ruidosa.

Cada paso de la pluralidad presenta una longitud de paso. Con el fin de simplificar los cálculos, es posible conseguir que el paso corresponda a un valor que se obtenga cambiado la relación de longitudes de paso (en los sucesivo relación de paso) en un número entero. Por ejemplo, si se incluyen un paso grande, un paso medio y un paso pequeño, cada uno de ellos se hace corresponder a un número entero. Además, la expresión "uniformar diferencias entre rigideces de bloques" significa hacer coincidir, o sustancialmente hacer coincidir las distribuciones de las rigideces entre una pluralidad de grupos de pasos que presenten pasos diferentes pero cuyos pasos adyacentes son iguales, esto es, hacer nula las diferencias de rigideces dentro del grupo de pasos.

La Fig. 3 muestra una rutina de procesamiento de un programa de la presente forma de realización. En las etapas 300 a 304 se introducen valores numéricos para hacer posible el tratamiento numérico y analítico del grupo de pasos formado en la banda de rodadura de un neumático. De manera más específica, en la etapa 300, un valor necesario para formar un grupo de pasos de un neumático no ruidoso determinado de antemano, o bien se introduce como valor establecido un valor obtenido experimentalmente. Ejemplos del valor establecido son el número total de pasos N, el paso máximo (relación de paso: \alpha_{máx} = 11,0), el paso mínimo (relación de paso: \alpha_{\text{mín}} = 7,0). Puede introducirse un valor propio de la longitud del paso.

En la etapa 302, se determina el número M de tipos de pasos (M es un número natural; en la presente forma de realización se usa el 3 como número escogido entre 2 y 9). En la etapa 304, se introduce un grupo de pasos V, en el cual el número de tipos de pasos incluidos en el grupo de pasos es M y el número total de pasos es N. Este grupo de pasos V es el valor inicial.

Esto es, haciendo que los M pasos Yi (1 \leqq i \leqq 3) correspondan a números naturales de 1 a 9, y designando un conjunto que tenga N dígitos, como el número total de pasos es N, se crea el conjunto de pasos V en el cual el paso se representa en correspondencia con cada dígito que es un número natural que representa un valor de conjunto. Este conjunto de pasos V se ha obtenido con anterioridad experimentalmente o por medio del cálculo.

Como indica la Fig. 2, un neumático 20 determinado por el conjunto de pasos V comprende tipos de pasos, esto es, un paso pequeño Y_{1}, un paso medio Y_{2} y un paso grande Y_{3}. Formados en el neumático 20 existen un grupo de pasos PT_{1} en el cual los pasos pequeños Y_{1} están dispuestos de forma continua, un grupo de pasos PT_{2} en el cual los pasos medios Y_{2} están dispuestos de forma continua, y un grupo de pasos PT_{3} en el cual los pasos grandes Y_{3} están dispuestos de forma continua. En el caso representado en la Fig. 2, el conjunto de pasos V se forma de tal manera que los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2}, PT_{3}, PT_{2}, PT_{2}, PT_{3}, PT_{2}, PT_{1} y PT_{1} están dispuestos de forma continua en la dirección de las agujas del reloj desde un referencia 20s del neumático 20.

En la presente forma de realización, se describe un caso en el que los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2}y PT_{3} comprenden la pluralidad de pasos en la que se encuentran dispuestos de forma continua los pasos pequeños Y_{1}, los pasos medios Y_{2} y los pasos grandes Y_{3}. Sin embargo la presente invención no se limita a los mismos, y los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2} y PT_{3} pueden comprender un solo paso. Esto es, por lo menos uno de los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2} y PT_{3} pueden comprender solamente uno cualquiera de los pasos pequeños Y_{1}, de los pasos medios Y_{2} y de los pasos grandes Y_{3}.

Tal como se ha descrito anteriormente, en el neumático 20 que presenta una pluralidad de grupos de pasos en la que unos pasos predeterminados se encuentran dispuestos de forma continua y que presentan una pluralidad de grupos de pasos, existe un diferencia en las rigideces entre los grupos de pasos. Esto es, en general, un bloque de paso pequeño presenta pequeña rigidez en la dirección circunferencial del neumático, pero gran rigidez en dirección de la anchura del mismo. Por el contrario, un bloque de paso grande presenta gran rigidez en la dirección circunferencial del neumático, pero pequeña rigidez en dirección de la anchura del mismo. De este modo, existe un diferencia de rigidez entre el grupo de paso pequeño y el grupo de paso grande. Por tanto, en la etapa 306 se designan dos grupos de pasos, y en la etapa 308 se realiza la optimización para uniformar las rigideces de los grupos de pasos.

Es decir, en la etapa 306, se designan dos grupos de pasos del neumático 20 especificados por el conjunto de pasos V. En la presente forma de realización, se describirá un caso en el que se designan el grupo de paso grande PT_{3} y el grupo de paso pequeño PT_{1}. En la etapa siguiente 308 se optimizan estos grupos de pasos PT_{1} y PT_{3} mediante la rutina de optimización que se expone en la Fig. 4.

En la etapa 100 de la Fig. 4, se utiliza como forma de referencia un bloque de la forma de neumático especificado mediante el conjunto de pasos, y la forma de referencia de cada uno de los bloques BL_{1} y BL_{3} incluidos en los dos grupos de pasos PT_{1} y PT_{3} especificados en la etapa 306 se modelan mediante una técnica que puede obtener numérica y analíticamente la rigidez del bloque, tal como por el método de los elementos finitos. Se expresa una forma de neumático que incluye la estructura interna, y, para cada grupo de pasos, se obtiene un modelo básico dividido en una pluralidad de elementos mediante división en reticulado. La forma de referencia no se limita a un bloque de una forma de neumático en el estado naturalmente equilibrado, sino que puede ser una forma arbitraria. En el presente contexto la expresión "se modela" significa convertir en valores numéricos la forma, estructura, material y dibujo del neumático en forma de datos para su introducción en un programa de ordenador que se ha preparado basándose en una técnica numérica y analítica.

La Fig. 6 muestra un ejemplo de modelo básico de forma de un bloque BL_{1} del paso PT_{1}. Un bloque puede venir determinado por ocho puntos D_{1}, D_{2}, D_{3}, D_{4}, D_{11}, D_{12}, D_{13} y D_{14}. En la Fig. 6, la flecha A indica la dirección circunferencial del neumático, la flecha B indica la dirección de la anchura y la flecha C indica la dirección radial del neumático. Además, PP indica la superficie de contacto con el suelo del bloque, PL_{1}, PL_{2}, PL_{3} y PL_{4}, indican líneas que expresan la forma de la superficie de contacto con el suelo, y D_{1}, D_{2}, D_{3} y D_{4} indican los vértices de la superficie de contacto con el suelo que son los puntos de intersección de las líneas que expresan la forma de la superficie de contacto con el suelo. En este modelo, puesto que la superficie de contacto con el suelo PP es cuadrada, las superficies de las paredes HP_{1}, HP_{2}, HP_{3} y HP_{4} están conectadas con la superficie de contacto con el suelo PP. Sustancialmente paralela a la superficie de contacto con el suelo se encuentra una superficie de fondo bP y entre las superficies de las paredes y la superficie del fondo se forman los puntos de fondo D_{11}, D_{12}, D_{13} y D_{14}.

También es posible que la distancia entre la superficie de la pared y la superficie del fondo se corresponda con la denominada profundidad de ranura. El modelo de forma básico puede dividirse en una pluralidad de elementos mediante una pluralidad de líneas normales de la superficie del neumático, y puede dividirse en formas arbitrarias tales como triángulos según la finalidad del diseño.

Como el modelo de forma básico de un bloque BL_{3} del grupo de pasos PT_{3} es el mismo que el bloque descrito anteriormente BL_{1}, se omitirá su descripción detallada, y se describirán los correspondientes símbolos de referencia. En el bloque BL_{3}, se establecen los puntos D_{5}, D_{6}, D_{7}, D_{8}, D_{51}, D_{62}, D_{73} y D_{84} en correspondencia con los ocho puntos D_{1}, D_{2}, D_{3}, D_{4}, D_{11}, D_{12}, D_{13} y D_{14} del bloque BL_{1}. El bloque BL_{3} incluye las líneas PL_{5}, PL_{6}, PL_{7} y PL_{8} en correspondencia con las líneas PL_{1}, PL_{2}, PL_{3} y PL_{4} que expresan la forma de la superficie de contacto con el suelo del bloque BL_{1}. El bloque BL_{3} incluye los vértices D_{5}, D_{6}, D_{7} y D_{8} que corresponden a los vértices D_{1}, D_{2}, D_{3} y D_{4} de la superficie de contacto con el suelo del bloque BL_{1}. Las superficies de las paredes HP_{5}, HP_{6}, HP_{7} y HP_{8} están unidas a la superficie de contacto con el suelo del bloque BL_{3}, en correspondencia con las superficies de las paredes HP_{1}, HP_{2}, HP_{3} y HP_{4} unidas a la superficie de contacto con el suelo del bloque BL_{1}. Los puntos del fondo D_{51}, D_{62}, D_{73} y D_{84}, se forman en correspondencia con los puntos del fondo D_{11}, D_{12}, D_{13} y D_{14} formados por las superficies de las paredes y la superficie del fondo del bloque BL_{1}.

En la etapa siguiente 102, se determinan una función objetivo que representa una cantidad física para la evaluación del comportamiento del neumático, una condición restrictiva para la limitación de la forma del neumático, y una variable de diseño que determina formas de bloques, es decir, que determina formas de bloques que son elementos de los grupos de pasos respectivos. En la presente forma de realización, para potenciar la estabilidad direccional y la resistencia al desgaste irregular, se determinan la función objetivo OBJ y la condición restrictiva G de la manera siguiente:

Función objetivo OBJ: las diferencias entre las rigideces de los bloques se minimizan.

Condición restrictiva G: El espesor de la banda de rodadura que limita la forma del neumático se hace uniforme.

La diferencia entre las rigideces de bloques que se establece como función objetivo OBJ puede obtenerse determinando las posiciones de los bloques BL_{1} y BL_{3} existentes en el neumático para cada grupo de pasos PT_{1} y PT_{3} y determinando para cada bloque la rigidez para cada ángulo predeterminado desde la rigidez en dirección circunferencial del neumático hasta la rigidez en dirección de la anchura utilizando ecuaciones conocidas de rigidez, a fin de calcular la diferencia entre las rigideces de los bloques utilizando un valor de la diferencia de las rigideces entre bloques de los grupos de paso PT_{1}, PT_{3} y la dispersión de las diferencias, p. ej., un valor promedio y la desviación. Por tanto, se obtiene la diferencia en la distribución de las rigideces o la diferencia de rigideces entre los grupos de pasos PT_{1} y PT_{3}, en los cuales los pasos contiguos son iguales en el conjunto de pasos. Determinando de antemano una gama de direcciones o un valor de diferencia de ángulos para la obtención de las rigideces, es posible diseñar un bloque que presente directividad con respecto a la rigidez del bloque.

El espesor de la banda de rodadura que se establece como condición restrictiva G puede obtenerse a partir de volumen distinto del volumen ocupado por los bloques BL_{1} y BL_{3}, esto es, por el volumen de las ranuras, en el momento de la formación del neumático que presenta los bloques BL_{1} y BL_{3} dispuestos en el mismo. Es decir, la cantidad de flujo de material tal como el caucho en dirección radial del neumático se determina según el volumen de las ranuras, y el espesor de la banda de rodadura puede estimarse a partir de este valor.

También, en la presente forma de realización, se utiliza el ángulo de la superficie de la pared como variable de diseño y se establece mediante la rutina de cálculo del ángulo representada en la Fig. 5. En la etapa 130 de esta rutina de cálculo del ángulo, se establece un punto de referencia P en un punto predeterminado dentro del neumático (por ejemplo, el punto central del mismo) tal como indica la Fig. 7. En la etapa siguiente 132 se designa una gama dentro de la que es posible inclinar la superficie de la pared del bloque como gama que cambia la forma del bloque. En la etapa 134, se selecciona una superficie de pared del bloque eligiendo, a partir de los vértices de la superficie de contacto con el suelo, un grupo de puntos adyacentes entre sí. En el ejemplo representado en la Fig. 7 se selecciona la superficie de la pared HP_{1} eligiendo los puntos D_{1} y D_{2} del bloque BL_{1} en el grupo de paso PT_{1}. En la etapa siguiente 138, se elige una línea de arista de la superficie de pared (en el ejemplo representado en la Fig. 7, se establece como línea de referenciauna línea recta que pasa a través de la línea PL_{1} trazada desde el punto de referencia P), esto es, una recta en dirección radial del neumático, y se calcula el ángulo \theta_{1} determinado por la línea de referencia y la superficie de la pared seleccionada HP_{1}, como se indica en las Figs. 7 y 8.

En la etapa siguiente 140, se determina si existe un grupo remanente de puntos adyacentes de vértices de la superficie de contacto con el suelo, a fin de determinar si existe otra superficie de pared. Si existe otra superficie de pared, esto es, si la determinación efectuada en la etapa 140 es afirmativa, el procedimiento vuelve a la etapa 134, y se repite el proceso anterior. De este modo se calculan para cada una de las superficies de pared los ángulos \theta_{1}, \theta_{2}, \theta_{3}, ... (que en lo sucesivo se indicarán en general como \theta_{i}, en donde i = 1, 2, ... el número máximo de superficies de pared). Cuando los ángulos \theta_{i} se hayan calculado para todas las superficies de pared (cuando la determinación de la etapa 140 es negativa), los ángulos de superficie de pared \theta_{i} se han establecido como variables de diseño r_{i} en la etapa siguiente 142.

Una vez determinadas de esta manera la función objetivo OBJ, la condición restrictiva G y la variable de diseño r_{i}, se calculan en la etapa 104 de la Fig. 4 un valor inicial OBJ_{0} de la función objetivo OBJ y un valor inicial G_{0} de la condición restrictiva G para un valor inicial r_{i} de las variables de diseño r_{i}.

A continuación, en la etapa 106 de la Fig. 4, se varían de forma continua cada una de las variables de diseño r_{i} en incrementos \Deltar_{i} con el fin de variar el modelo de forma básico. Cuando se varían las variables de diseño r_{i}, pueden variarse simultáneamente todas las variables de diseño r_{i} o una de las variables de diseño v_{i} puede variarse bien pueden variarse simultáneamente en incrementos \Deltar_{i} una pluralidad de variables de diseño de entre todas las variables de diseño r_{i}. En la siguiente etapa 108, se determina una forma de cada uno de los bloques formados por los ángulos de las superficies de pared que se han variado en incrementos \Deltar_{i}, esto es, se determinan las coordenadas de cada uno de los puntos D_{1}, D_{2}, D_{3}, D_{4}, D_{11}, D_{12}, D_{13}, D_{14} y de los puntos D_{5}, D_{6}, D_{7}, D_{8}, D_{51}, D_{62}, D_{73}, D_{84} que han sido variados al variar el ángulo de la superficie de pared. De este modo cada una de las formas de bloque una vez que la variable de diseño han sido variadas en incrementos \Deltar_{i}, esto es, se determina cada modelo de forma modificado.

En la etapa 110, se calculan un valor OBJ_{1} de la función objetivo y una valor G_{1} de la condición restrictiva, después de que la variable de diseño se ha variado en el incremento \Deltar_{i} con respecto al modelo de forma modificado determinado en la etapa 108. En la etapa 112, se calculan, para cada variable de diseño, una sensibilidad dOBJ/dr_{i} de la función objetivo, que es la relación entre la cantidad de variación de la función objetivo y la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño, y una sensibilidad dG/dr_{i} de la condición restrictiva, que es la relación entre la cantidad de variación de la condición restrictiva y la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño, según las ecuaciones siguientes:

dOBJ/dr_{i} = (OBJ_{i} - OBJo)/\Deltar_{i}

(3)dG/dr_{i} = (G_{i} - Go)/dr_{i}

Mediante estas sensibilidades, es posible estimar hasta qué punto el valor de la función objetivo y el valor de la condición restrictiva variarán cuando la variable de diseño varíe en el incremento \Deltar_{i}. Estas sensibilidades pueden obtenerse analíticamente dependiendo de las técnicas usadas para el modelado del neumático o de las propiedades de la variable de diseño. En este caso no es necesario el cálculo de la etapa 110.

En la etapa siguiente 114, se estima por programación matemática, utilizando el valor inicial OBJ_{0} de la función objetivo, el valor inicial G_{0} de la condición restrictiva, el valor inicial r_{0} de la variable de diseño y las sensibilidades, la cantidad de variación de la variable de diseño que minimiza la función objetivo, esto es, que minimiza la diferencia entre las rigideces de los bloques, al tiempo que satisface la condición restrictiva. Utilizando el valor estimado de la variable de diseño, se determinan en la etapa 115 los modelos de forma modificados aplicando el mismo procedimiento que en la etapa 108, y se calcula el valor de la función objetivo. En la etapa 116 se determina si el valor de la función objetivo calculado en la etapa 115 converge sobre la base de un valor umbral que se ha introducido previamente.

Si el valor de la función objetivo no converge, se repiten las etapas 104 a 116 tomando como valor inicial la variable de diseño obtenido en la etapa 114. Cuando se determina que el valor de la función objetivo ha convergido, se determina el valor de la variable de diseño en ese momento como el valor de la variable de diseño que minimiza la función objetivo al tiempo que satisface la condición restrictiva, y el la etapa 120 se determinan las formas de bloques que forman cada paso de cada grupo de pasos utilizando esta variable de diseño. Con estos procedimientos, se determinan las formas de dos grupos de pasos que forman una parte del neumático.

Aunque en la presente forma de realización se ha descrito un caso en el que un bloque presenta cuatro superficies de pared, la presente invención también puede aplicarse a un bloque formado por un gran número de superficies de pared. Un tal bloque formado con un gran número de superficies de pared puede considerarse que tiene una superficie de contacto con el suelo con una pluralidad de líneas que representan la superficie de contacto con el suelo en forma de polígono. Por ejemplo, como se representa en la Fig. 9, una superficie de contacto con el suelo PPa de un bloque presenta cuatro punto básicos D_{1}, D_{2}, D_{3} y D_{4}. Entre los puntos D_{2} y D_{3}, se forman los puntos D_{21}, D_{22}, D_{23} y D_{24}, y se forman las líneas PL_{21}, PL_{22}, PL_{23}, PL_{24} y PL_{25} en vez de las líneas PL_{2} que unen los puntos D_{2} y D_{3} (Fig. 6). Análogamente, entre los puntos D_{1} y D_{4} se forman los puntos D_{41}, D_{42}, D_{43} y D_{44},y se forman las líneas PL_{41}, PL_{42}, PL_{43}, PL_{44} y PL_{45} en vez de la línea PL_{4}. Por tanto, a la superficie de contacto con el suelo PPa se unen las superficies de pared HP_{1}, HP_{21} HP_{22}, HP_{23}, HP_{24}, HP_{25}, HP_{3}, HP_{41}, HP_{42}, HP_{43}, HP_{44}, HP_{45} que son continuas a partir de dichas líneas. Por lo menos una de estas superficies de pared HP_{1} a HP_{45} puede ser utilizada como variable de diseño.

Además, como se representa en la Fig. 10, es fácil aplicar la presente invención a una forma de bloque en el cual se ha cortado un ángulo del bloque en una determinada cantidad, es decir, la denominada forma de bloque achaflanada. La Fig. 10 muestra un caso en el cual la superficie de contacto con el suelo PPb de un bloque presenta cuatro puntos básicos D_{1}, D_{2}, D_{3} y D_{4}, y han sido achaflanados el lado del punto D_{1} y el lado del punto D_{4}. Es posible determinar la magnitud del achaflanado determinando las coordenadas de los puntos D_{1A} y D_{1B}, que deben formarse al cortar el ángulo en el punto del lado D_{1} del bloque, así como las coordenadas de los puntos D_{3A} y D_{3B} que deben formarse al cortar el ángulo en el punto del lado D_{4} del bloque. Por tanto, si se determina de antemano la magnitud del achaflanado, pueden determinarse las posiciones, es decir, los puntos que deben ser achaflanados, y puede usarse como variable de diseño por lo menos una de las superficies de pared que incluyen una superficie de pared que deben formarse por el achaflanado.

Aunque se ha descrito anteriormente un caso en el que la línea que forma la superficie de pared del bloque es una línea recta, dicha línea no se limita solamente a la línea recta, sino que puede tratarse de una línea curva representada por una función predeterminada como se representa en la Fig. 11. En el ejemplo representado en la Fig. 11, la superficie de contacto con el suelo PPc de un bloque presenta cuatro puntos D_{1}, D_{2}, D_{3}, y D_{4}. La línea PL_{1C} que une los puntos D_{1} y D_{2} viene representada por una función predeterminada (por ejemplo, una línea curva multidimensional o hipérbola), y la línea PL_{3C} que une los puntos D_{3} y D_{4} viene también representada por una función predeterminada (p. ej., una línea curva multidimensional o hipérbola). En este caso, las formas curvas de las líneas PL_{1C} y PL_{3C} pueden determinarse por la interpolación de Lagrange, o la propia línea curva puede adoptarse como variable de diseño. Aunque una superficie de pared que es continua desde cada línea de la superficie de contacto con el suelo PPc resulte una superficie curva, la superficie de pared puede dividirse en regiones infinitésimas (planos infinitésimos), y dicha superficie de pared puede determinarse aplicando la interpolación de Lagrnage o algoritmo similar. Además, la forma de la propia superficie de pared que es continua a partir de la superficie de contacto con el suelo PPd puede ser una superficie curva, tal como se representa en la Fig. 12.

La rigidez de un solo bloque en los dos grupos de pasos puede hacerse uniforme de esta forma. Por tanto, las formas de las ranuras de tacos, las formas de las ranuras de costillas y similares del neumático pueden realizarse de forma apropiada, y las formas y las posiciones en dirección de la anchura del neumático pueden realizarse de forma apropiada y pueden establecerse tanto una resistencia al desgaste irregular de alto nivel como el comportamiento en marcha, según los comportamientos requeridos y la frecuencia de uso durante los cambios de dirección y la marcha en línea recta, sin estar influido por la forma del bloque en la superficie de contacto con el suelo de la parte de la banda de rodadura del neumático.

Como la variable de diseño descrita anteriormente, puede emplearse un ángulo oblicuo. El establecimiento de esta variable de diseño se realiza mediante la rutina del cálculo de ángulo oblicuo representada en la Fig. 13 en lugar del procesamiento de la Fig. 5. En la etapa 150 de la rutina de cálculo del ángulo oblicuo, se establece un punto de referencia Q en un punto predeterminado (en el vértice D_{1} en el ejemplo representado en la Fig. 14) de la superficie de contacto con el suelo del neumático como se representa en la Fig. 14. En la etapa siguiente 152, se designa una gama dentro de la cual puede inclinarse la línea de la superficie de contacto con el suelo como gama dentro de la cual varía la forma del bloque (forma de la superficie de contacto con el suelo). En la etapa 154, se elige una superficie de pared del bloque eligiendo un punto para la inclinación de la línea entre los puntos que son adyacentes al vértice designado de la superficie de contacto con el suelo. En el ejemplo representado en la Fig. 14, se elige la línea PL_{4} que es continua con la superficie de pared HP_{4} eligiendo el punto D_{4}. Con el fin de mantener paralelas las líneas opuestas que conforman el bloque, es preferible seleccionar también la línea PL_{2} al seleccionar la línea PL_{4}. En la etapa siguiente 156, se calcula un ángulo \delta definido entre la línea seleccionada PL_{4} y la línea de referencia (una línea recta paralela a la dirección de la anchura del neumático). Este ángulo \delta es el ángulo oblicuo. En la etapa siguiente 158, se obtienen como variables las coordenadas de los puntos D_{3} y D_{4} que definen las líneas PL_{2} y PL_{4} para la variación del ángulo oblicuo. Como se han determinado previamente una longitud L_{1} en dirección de la anchura del neumático y una longitud L_{2} en dirección circunferencial del neumático en esta superficie de contacto con el suelo, debe variarse el ángulo oblicuo \delta sin variar esas longitudes. A este fin, deben desplazarse los puntos D_{3} y D_{4} en dirección circunferencial del neumático. La magnitud del desplazamiento S_{i} se establece como variable de diseño r_{i}.

Otro ejemplo de variable de diseño es el número de cortes de drenaje formados en el bloque. Como se representa en la Fig. 15, un corte de drenaje presenta una anchura \omega_{a} y una inclinación \gamma_{a}. Además, como se representa en la Fig. 16, el corte de drenaje presenta una profundidad \omega_{b} y una inclinación \gamma_{b} dentro del bloque. Por otra parte, el corte de drenaje no es preciso que traspase el bloque, como se indica en la Fig. 17. El corte de drenaje presenta una longitud \omega_{c} cuando esta formado a media distancia hacia el interior del bloque.

Una vez que se ha completado la optimización para los dos grupos de pasos, en la etapa 310 de la Fig. 3 se determina si el procesamiento que se ha descrito se ha completado para todos los grupos de pasos del conjunto de pasos V. Si existe un grupo de pasos remanente, se repiten las etapas 306 a 310.

Una vez completada la optimización para todos los grupos de pasos del conjunto de pasos V, continúa el proceso hasta la etapa 312, se determina la forma del bloque que forma cada paso en cada grupo de pasos, y se determinan las formas de los bloques de todos los grupos de pasos que forman el neumático, con objeto de determinar la forma del neumático.

De este modo, puesto que pueden ser minimizadas las diferencias entre las rigideces de cada uno de los grupos de pasos; pueden realizarse apropiadamente las formas de las ranuras de taco, la formas de las ranuras de costillas y demás del neumático y puede realizarse apropiadamente la forma en una posición en la dirección de la anchura del neumático, sin que exista influencia de la magnitud del paso del conjunto de pasos formados en la parte de la banda de rodadura del neumático. La resistencia desigual al desgaste y el comportamiento en marcha pueden establecerse ambos a altos niveles.

A continuación se describe una segunda forma de realización. En la forma de realización que se ha descrito, se han minimizado las diferencias entre las rigideces de dos grupos de pasos. Sin embargo, en el caso en que existan muchos grupos de pasos, los valores de las rigideces de cada bloque que deben uniformarse pueden variar ampliamente. Por este motivo, en la presente forma de realización, las diferencias entre las rigideces se uniforman de manera estable. Puesto que la presente forma de realización está estructurada sustancialmente de la misma manera que la forma de realización descrita anteriormente, los mismos elementos son designados con los mismos símbolos de referencia, y se omitirá su descripción detallada.

Como se nuestra en la Fig. 18, cuando se ha completado la optimización de dos grupos de pasos de la misma manera que se ha descrito en la primera forma de realización, en la etapa 320 se determina si se ha completado el proceso anteriormente descrito para todos los grupos de pasos del conjunto de pasos V. Si existe un grupo o unos grupos de pasos remanentes, en la etapa 322 se establece como grupo de pasos de referencia uno u otro de los dos grupos de pasos optimizados. En la siguiente etapa 324, cualquiera de los grupos de pasos remanentes se designa como grupo de pasos de optimización, y el grupo designado como grupo de pasos de optimización se optimiza en la siguiente etapa 326. En esta etapa 326 solamente se varía el grupo de pasos de optimización para su optimización sin variar la variable de diseño del grupo de pasos de referencia (Fig. 4).

Una vez optimizado el grupo de pasos de optimización, en la etapa siguiente 328 se determina si se ha completado la optimización para todos los grupos de pasos del conjunto de pasos V. Si queda algún grupo o grupos de pasos remanentes, se repiten las etapas 324 a 328. Una vez completada la optimización para todos los grupos de pasos del conjunto de pasos V, el proceso continúa hasta la etapa 330, se determina la forma del bloque que constituye cada paso de cada grupo de pasos, y se determinan las formas de los bloques de todos los grupos de pasos que forman el neumático, con lo cual queda completada la forma del neumático.

De este modo, puesto que pueden uniformarse las diferencias entre las rigideces de todos los grupos de pasos, las formas de las ranuras de tacos, las formas de las ranuras de costillas y demás del neumático pueden realizarse apropiadamente y puede conseguirse la aplicabilidad en dirección de la anchura del neumático, sin que exista influencia de la magnitud del paso del conjunto de pasos formados en la parte de la banda de rodadura del neumático y sin variar los valores de las rigideces de los bloques. La resistencia al desgaste y el comportamiento en marcha pueden establecerse a altos niveles.

En cada una de las formas de realización expuestas anteriormente, aunque se han designado dos grupos de pasos y se han uniformado las diferencias en las rigideces, los valores de las rigideces de los bloques que deben uniformarse pueden variar ampliamente. Por tanto, las diferencias en las rigideces pueden uniformizarse de manera estable. Por ejemplo, puede determinarse como grupo de pasos de referencia del neumático 20 un grupo arbitrario, y el otro grupo de pasos puede optimizarse de manera que se uniformicen las diferencias en rigidez con respecto al grupo de pasos de referencia. En este caso, como grupo de pasos arbitrario puede utilizarse un grupo de pasos que se obtiene por medio de datos determinados previamente mediante experimentación. Alternativamente, pueden determinarse de antemano las rigideces de los bloques, y para estas rigideces de los bloques pueden hacerse uniformes las diferencias en las rigideces de los dos grupos de pasos.

A continuación se describe una tercera forma de realización. La presente forma de realización tiene por objeto el diseño de la forma del bloque de un neumático mediante algoritmo de generación. Puede utilizarse una variable de diseño que es diferente de la de las formas de realización descritas anteriormente. Puesto que la presente forma de realización está estructurada sustancialmente de la misma forma que las formas de realización descritas anteriormente, los mismos elementos son designados con los mismos símbolos de referencia, y se omitirá su descripción detallada.

La Fig. 19 muestra una rutina de procesamiento de un programa de la presente forma de realización. En la etapa 200, cada una de las formas de bloques de una pluralidad de grupos de pasos incluidos en el conjunto de pasos V se modela en N formas de bloque mediante una técnica que puede obtener numérica y analíticamente la rigidez del bloque del neumático, tal como el método de los elementos finitos, para obtener a partir de las mismas un modelo de forma básico que incluye la estructura interna. El número N se introduce previamente por el usuario. Un modelo de forma de bloque del modelo de forma básico del neumático utilizado en la presente forma de realización es el mismo que se representa en la Fig. 6 de la primera forma de realización.

En la siguiente etapa 202, se determinan una función objetivo que representa una magnitud física para la evaluación del comportamiento del neumático, una condición restrictiva para la limitación de la forma del neumático, y una variable de diseño para la determinación de cada una de las formas de bloque de los N modelos de formas del neumático. En la presente forma de realización, para potenciar la estabilidad direccional y una resistencia desigual al desgaste, la función objetivo OBJ y la condición restrictiva G se determinan de la forma siguiente.

Función objetivo OBJ: Se minimizan las diferencias en las rigideces de los bloques.

Condición restrictiva G: Se hacen uniformes los espesores de la banda de rodadura que restringen la forma del neumático.

Para cada uno de los N modelos de forma del neumático se determina un ángulo de la superficie de pared que es la variable de diseño mediante la rutina de cálculo del ángulo de la Fig. 5, tal como se describe en la primera forma de realización. Puesto que este proceso es el mismo que el de la primera forma de realización, se omite su descripción.

Una vez que se han determinado la función objetivo OBJ, la condición restrictiva G y cada una de la variables de diseño r_{iJ} (J = 1, 2, ..., N) de todos los N modelos de forma del neumático, por repetición de la rutina de cálculo del ángulo N veces, en la etapa 204 de la Fig. 19, se calculan la función objetivo OB_{J}, y la condición restrictiva G_{J} de cada una de las r_{iJ} variables de diseño de los N modelos de forma del neumático.

En la etapa siguiente 206, utilizando la función objetivo OBJ_{J}, y la condición restrictiva G_{J} de cada uno de los N modelos de forma del neumático obtenidas en la etapa 204, se calcula una función de adaptación F_{J} de cada uno de los N modelos de forma según la siguiente ecuación (4). En la presente forma de realización, por ejemplo, para uniformizar las rigideces de los bloques, el valor de la función de adaptación (adaptabilidad) aumenta a medida que las diferencias en las rigideces de los bloques o la diferencia en las desviaciones típicas de la rigidez del bloque disminuye

\phi_{J} = -OBJ_{J} + \gamma \cdot max(G_{J}, O)

(4)F_{J} = - \phi_{J}

ó

F_{J} = 1/\phi_{J}

ó

F_{J} = - a \cdot \phi_{J} + b

en donde:

a = \phi_{avg}(c-1)/(\phi_{avg} - \phi_{min})

b = \phi_{avg}(c - \phi_{min})/(\phi_{avg} - \phi_{min})

\phi_{avg} = \frac{{\sum\limits^{N}_{J=1}} \phi J}{N}

c: constante

\gamma: coeficiente de penalización

\phi_{\text{mín}} = mín (\phi_{1}, \phi_{2}, ..., \phi_{N})

\phi_{J}: función de penalización (J = 1, 2, 3, ..., N) del modelo de forma de neumático de orden J de los N modelos de forma de neumático

c y \gamma son introducidos previamente por el usuario.

En la etapa siguiente 208, se eligen, de entre los N modelos de forma de neumático dos modelos de forma para cruzamiento. Como procedimiento de selección se aplica una estrategia de proparte de adaptabilidad generalmente conocida. La probabilidad Pe de que sea seleccionado un cierto modelo e de entre los N modelos de forma se representa por la siguiente ecuación:

Pe = Fe / \sum\limits^{N}_{J=1} Fj

en donde

Fe: función de adaptación para un cierto modelo e de entre los N modelos de forma de neumático

F_{J}: función de adaptación de orden J de los N modelos de forma de neumático

J = 1, 2, 3, ..., N

Aunque, en la presente forma de realización, se utiliza la estrategia de proparte de adaptabilidad como procedimiento de selección, pueden aplicarse otras estrategias tales como la estrategia del valor esperado, la estrategia de rango, la estrategia de conservación de élite, la estrategia de selección por torneo, el algoritmo GENITOR y otros similares, como se establece en la publicación "Genetic Algorithm" editada por Hiroaki Kitano.

En la etapa siguiente 210, se determina si los dos modelos de forma de neumático seleccionados deben ser sometidos a cruzamiento con la probabilidad T que es introducida de antemano por el usuario. En el presente contexto el término "cruzamiento" significa que se intercambian partes de elementos de los dos modelos de forma de neumático, tal como se describirá a continuación. Si la determinación es negativa, esto es, si los dos modelos de forma de neumático seleccionados no deben ser sometidos a cruzamiento, la rutina prosigue tal como se encuentra hasta la etapa 216. Por el contrario, si la determinación es afirmativa, esto es, si los dos modelos de forma de neumático deben ser sometidos a cruzamiento, los dos modelos de forma de neumático son sometidos a cruzamiento en la etapa 214 como se describe después.

El cruzamiento de los dos modelos de forma de neumático se realiza según la rutina de cruzamiento representada en la Fig. 20. En primer lugar, en la etapa 208, las dos formas de neumático seleccionadas se establecen como modelo de forma a y modelo de forma b, la variable de diseño de cada uno de los modelos de forma de neumático a, b se representa por un vector variable de diseño que incluye una fila, el vector variable de diseño del modelo de forma de neumático a viene representado por Vr^{a} = (r_{1}^{a}, r_{2}^{a}, ..., r_{i}^{a}, ..., r_{n-1}^{a}), y el vector variable de diseño del modelo de forma b viene representado por Vr^{b} = (r_{1}^{b}, r_{2}^{b}, ..., r_{i}^{b}, ..., r_{n-1}^{b}). En la etapa 250 de la Fig. 20, se generan números al azar determinados previamente, y según estos números al azar, se determina una posición de cruzamiento i relativa a los vectores variables de diseño de los modelos de forma de neumático a y b.

En la etapa siguiente 252, con respecto a las variables de diseño r_{i}^{a}, r_{i}^{b} de los modelos de forma de neumático a y b que debían cruzarse, según se determinó, se obtiene una distancia d según la siguiente ecuación:

d = | r_{i}{}^{a} - r_{i}{}^{b}|

En la siguiente etapa 254, utilizando el valor mínimo B_{L} y el valor máximo B_{U} en la posible gama de r_{i}^{a} y r_{i}^{b}, se obtiene una distancia normalizada d' según la siguiente ecuación:

d\text{'} = d/(B_{U} - B_{L})

En la etapa 256, con objeto de dispersar los valores de la distancia d' normalizada hasta un grado apropiado, utilizando la función del gráfico en forma de prominencia Z(x) (0 \leqqx\leqq1, 0 \leqq Z(x) \leqq 0,5) como se representa en las Figs. 22A y 22B, el valor de la función Z_{ab} se obtiene según la siguiente ecuación:

Z_{ab}= Z (d\text{'})

Una vez obtenido el valor de la función Z_{ab} de la forma indicada, se obtienen nuevas variables de diseño r_{i}'^{a}, r_{i}'^{b} en la etapa 258 según las siguientes ecuaciones:

r_{i}\text{'}^{a} = r_{i}{}^{a} - min (|r_{i}{}^{a} - B_{L}|, \ |r_{i}{}^{a} - B_{U}|)/0.5 \cdot Z_{ab}

r_{i}\text{'}^{b} = r_{i}{}^{b} + min (|r_{i}{}^{b} - B_{L}|, \ |r_{i}{}^{a} - B_{U}|)/0.5 \cdot Z_{ab}

ó

r_{i}\text{'}^{a} = r_{i}{}^{a} + min (|r_{i}{}^{a} - B_{L}|, \ |r_{i}{}^{a} - B_{U}|)/0.5 \cdot Z_{ab}

r_{i}\text{'}^{b} = r_{i}{}^{b} - min (|r_{i}{}^{b} - B_{L}|, \ |r_{i}{}^{a} - B_{U}|)/0.5 \cdot Z_{ab}

Una vez obtenidos r_{i}'^{a}y r_{i}'^{b} de esta manera, en la etapa 260, se obtienen los vectores variables de diseño Vr_{i}'^{a} y Vr_{i}'^{b} que son líneas de las nuevas variables de diseño de la forma siguiente:

Vr\text{'}^{a} = (r_{1}{}^{a}, r_{2}{}^{a}, ... \ r_{1}\text{'}^{a}, r_{i+1}{}^{b}, ..., r_{n-1}{}^{b})

Vr\text{'}^{b} = (r_{1}{}^{b}, r_{2}{}^{b}, ... \ r_{1}\text{'}^{b}, r_{i+1}{}^{a}, ..., r_{n-1}{}^{a})

El valor mínimo B_{L} y el valor máximo B_{U} de la gama posible de r_{i} son introducidos de antemano por el usuario. La representación gráfica de la función Z(x) puede ser una función en forma de seno como se representa en las Figs. 23A y 23B. En el ejemplo descrito anteriormente, existe una posición de cruzamiento i, pero pueden utilizarse una pluralidad de cruzamientos o un cruzamiento continuado tal como se establece en la publicación "Genetic Algorithm" editada por Hiroaki Kitano.

Una vez creados dos nuevos modelos de forma de neumático mediante dicho cruzamiento, en la etapa 216 de la Fig. 19, se determina si debe ser efectuada una mutación con la probabilidad S que ha sido introducida de antemano por el usuario. El término "mutación" significa que una parte de la variable de diseño varía finamente como se describirá más adelante, incrementando de ese modo la probabilidad de incluir una población que puede ser una óptima variable de diseño. Si la determinación de la etapa 216 es negativa, esto es, si no se realiza mutación, en la etapa 226 se mantienen los dos modelos de forma de neumático actuales, y el proceso continúa hasta la siguiente etapa 222. Si la determinación de la etapa 216 es afirmativa, esto es, si debe realizarse una mutación, se realiza dicha mutación en la etapa 220, de la forma siguiente.

La mutación se realiza mediante la rutina de mutación representada en la Fig. 21. En primer lugar, en la etapa 262 se generan números al azar, y se determina una posición i para la mutación por los números al azar. En la etapa siguiente 264, se determina una distancia d' por los números al azar dentro de la siguiente gama:

0 \leqq d\text{'} \leqq 1

En la siguiente etapa 266, utilizando la función Z(x) de gráfico en forma de prominencia (0 \leqq x \leqq 1, 0 \leqq Z(x) \leqq 0,5) representado en las Figs. 22A y 22B, o utilizando el gráfico en forma de seno de la función Z(x) representado en las Figs. 23A y 23B, se determina un valor de la función Zd según la siguiente ecuación:

Zd = Z(d\text{'})

Una vez determinado el valor de la función Zd de la forma indicada, se determina una nueva variable de diseño r_{i}' en la etapa 268 según las siguientes ecuaciones:

r_{i}\text{'} = r_{i} - min (|r_{i} - B_{L}|, \ |r_{i} - B_{U}|)/0.5 \cdot Zd

ó

r_{i}\text{'} = r_{i} + min (|r_{i} - B_{L}|, \ |r_{i} - B_{U}|)/0.5 \cdot Zd

Después de que la variable de diseño r_{i}' ha sido determinada de este modo, un vector de variable de diseño v_{r}' que es una fila de las nuevas variables de diseño obtenidas en la etapa 270 es de la siguiente manera:

Vr\text{'} = (r_{1}, r_{2}, ..., r_{1}\text{'}, \ r_{i+1}, ..., r_{n-1})

En la etapa 222 de la Fig. 29 se calculan una función objetivo y un valor de la condición restrictiva para los dos modelos de forma de neumático que se han creado de nuevo en la forma indicada. En la siguiente etapa 224 se calcula una función de adaptación utilizando la ecuación (4) de la misma forma que en la forma de realización descrita anteriormente, a partir de del valor obtenido de la función objetivo y del valor de la condición restrictiva.

En la etapa siguiente 226, se almacenan los dos modelos de forma de neumático. En la siguiente etapa 228, se determina si el número de modelos de neumático almacenados en la etapa 226 ha alcanzado el valor N. Si no ha sido alcanzado el valor N, se repiten las etapas 208 a 228. Por el contrario, si el número de modelos de forma de neumático ha alcanzado el valor N, se efectúa un juicio de convergencia en la etapa 230. Si no existe convergencia, se actualizan los N modelos de forma de neumático como los modelos de forma almacenados en la etapa 226, y se repiten las etapas 208 a 230 hasta que se alcanza el valor N. Por el contrario, si en la etapa 230 se determina que existe convergencia, se utiliza como valor de la variable de diseño que hace máxima la función objetivo al tiempo que satisface sustancialmente la condición restrictiva, el valor de la variable de diseño del modelo de forma de neumático de mayor valor de la función objetivo de entre los N modelos de forma de neumático mientras satisface sustancialmente la condición restrictiva. La forma del neumático se determina utilizando este valor de la variable de diseño en la etapa 232.

En el juicio de convergencia de la etapa 230, si se satisface cualquiera de las siguientes condiciones restrictivas, se determina que existe convergencia.

1) El número de generaciones alcanza un número M.

2) El número de conjuntos de líneas que presentan el mayor valor de la función objetivo se hace q% o superior.

3) El valor de la mayor función objetivo no está actualizada en la subsiguiente generación de orden p.

M, q y p se introducen de antemano por el usuario.

De este modo, en la presente forma de realización, puesto que las diferencias entre las rigideces de los grupos de pasos pueden hacerse uniformes pueden realizarse apropiadamente las formas de las ranuras de tacos, las formas de las ranuras de costillas, las formas de los cortes de drenaje y demás elementos del neumático y puede realizarse apropiadamente la forma en una posición en dirección de la anchura del neumático, según los comportamientos requeridos tales como el comportamiento en los cambios de dirección y el comportamiento en marcha en línea recta y tanto la resistencia desigual al desgaste como el comportamiento en marcha pueden establecerse ambos a altos niveles.

A continuación, se describe una cuarta forma de realización. Aunque en las formas de realización anteriores se han uniformado los pasos o las diferencias de rigideces entre los grupos de pasos, en la presente forma de realización, se optimiza el ángulo de la pared de la ranura para uniformizar el espesor de la banda de rodadura. Como la presente forma de realización se estructura sustancialmente igual que las formas de realización anteriores, las mismas partes se indican con los mismos símbolos de referencia, y se omite su descripción detallada.

Como se representa en la Fig. 24, la forma del bloque presenta un lado largo LB en la dirección circunferencial del neumático, y un lado corto de longitud LA en dirección de la anchura que es perpendicular a la dirección circunferencial, y una altura DP. Los ángulos de las paredes de la ranura HP_{1} y HP_{3} que corresponden a los lados cortos de longitud LA se establecen ambos como \varepsilon. Los ángulos de las paredes de las ranuras HP_{2} y HP_{4} que corresponden a lados largos de longitud LB se establecen ambos como \phi.

Los ángulos de las paredes de las ranuras \varepsilon y \phi se optimizan tal como se describe en las anteriores formas de realización. En la presente forma de realización, para obtener la uniformidad de la forma del neumático, la función objetivo OBJ y la condición restrictiva G se establecen como sigue:

Función Objetivo OBJ: Se hace uniforme el espesor de la banda de rodadura que restringe la forma del neumático.

Condición restrictiva G: las diferencias entre las rigideces de los bloques se minimizan.

En la presente forma de realización, como el espesor en la banda de rodadura de los pasos o de los grupos de pasos puede hacerse uniforme, las desigualdades de espesores en la banda de rodadura pueden superarse sin influencia de las magnitudes de los pasos o del conjunto de pasos formados en la parte de la banda de rodadura.

Como resultado de la optimización del bloque por la función objetivo y la condición restrictiva se obtuvieron para el paso pequeño un ángulo de pared de ranura \varepsilon = 10º y un ángulo de pared de ranura \phi = 3,5º y para el paso grande se obtuvieron un ángulo de pared de ranura \varepsilon = 3º y un ángulo de pared de ranura \phi = 10º, Las diferencias en el espesor de la banda de rodadura mejoraron en estas condiciones hasta 0,01 mm mientras que la diferencia convencional era de 0,08 mm. Las Figs. 25A y 25B muestran las rigideces por unidad de superficie con respecto a la dirección, esto es, la Fig. 25A muestra las rigideces convencionales antes de la optimización para la uniformización del espesor de la banda de rodadura, y la Fig. 25B muestra las rigideces después de la optimización para la uniformización del espesor de la banda de rodadura según la presente forma de realización. En la presente forma de realización, se uniformiza la forma del neumático, y, como puede deducirse de ls Figs, 25A y 25B, la diferencia en las rigideces de los pasos coincide sustancialmente o es incluso ligeramente mejorada respecto a la forma convencional.

A continuación se describe una quinta forma de realización. En las anteriores formas de realización, aunque se uniformizaron las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos, la diferencia en las rigideces de los pasos sólo se mejoró ligeramente. La presente forma de realización tiene por objeto optimizar el ángulo de la pared de ranura para uniformizar el espesor de la banda de rodadura y para uniformizar las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos. Como la presente forma de realización se estructura sustancialmente igual que las formas de realización anteriormente descritas, las mismas partes se indican con los mismos símbolos de referencia, y se omite su descripción detallada.

Cuando se optimiza el ángulo de la pared de la ranura, puesto que se determina también una distancia entre bloques adyacentes y la profundidad del bloque por el conjunto de pasos, el ángulo de la pared de la ranura presenta una gama dentro de la cual puede variar. En consecuencia, existen límites para la optimización solamente por el ángulo de la pared de ranura. En la presente forma de realización, con objeto de uniformizar el espesor de la banda de rodadura y las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos, se introduce en la variable de diseño una magnitud de elevación del fondo.

Como se representa en la Fig. 26, la magnitud de la elevación del fondo es la altura DS a partir de la banda de rodadura entre bloques adyacentes. Además, como se representa en la Fig. 27, un neumático 20 que está determinado por el conjunto de pasos V de la presente forma de realización comprende tres tipos de pasos, a saber, un paso pequeño Y_{1}, un paso medio Y_{2} y una paso grande Y_{3}. Dispuesto en el neumático 20, se encuentran un grupo de pasos PT_{1} en el que se hallan dispuestos de forma continua ocho pasos cortos Y_{1}, un grupo PT_{2} en el que se hallan dispuestos de forma continua cuatro pasos medios Y_{2}, y un grupo de pasos PT_{3} en el que se hallan dispuestos de forma continua cuatro pasos largos Y_{3}. En el ejemplo representado en la Fig. 27, el conjunto de pasos V se forma de tal manera que se hallan dispuestos de forma continua en el neumático 20 en el sentido de las agujas del reloj los grupos de pasos PT_{2}, PT_{3}, PT_{2}, PT_{1}, PT_{2}, PT_{3}, PT_{2}, PT_{1}, PT_{2}, PT_{3}, PT_{2}, y PT_{1}.

En la presente forma de realización, aunque se indica que cada uno de los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2} y PT_{3}, comprenden una pluralidad de pasos en la cual se encuentran dispuestos de forma continua los pasos cortos Y_{1}, los pasos medios Y_{2} y los pasos largos Y_{3}, la presente invención no debe limitarse únicamente a esto, y cada uno de los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2} y PT_{3}, puede comprender un único paso. Es decir, por lo menos uno de los grupos de pasos PT_{1}, PT_{2}, PT_{3} puede comprender cada uno de ellos uno solo de los pasos cortos Y_{1}, medios Y_{2} y largos Y_{3}.

Para el neumático 20 que presenta una pluralidad de grupos de pasos en los que los pasos predeterminados son continuos y tienen una pluralidad de diferentes grupos de pasos, se optimizan el ángulo de la pared de la ranura y la cuantía de la elevación del fondo, y dicha optimización se efectúan para uniformizar el espesor de la banda de rodadura y para uniformizar las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos. En la presente forma de realización, la cuantía de la elevación del fondo se añade también como una variable de diseño a las variables de diseño de las formas de realización descritas anteriormente.

En la presente forma de realización, puesto que el espesor de la banda de rodadura y las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos pueden uniformizarse entre cada uno de los pasos o de los grupos de pasos, puede superarse la falta de uniformidad de la banda de rodadura del neumático sin influir en la magnitud de los pasos del conjunto de pasos formados en la parte de la banda de rodadura, y pueden uniformizarse las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos.

Como resultado de la optimización de un bloque por la función objetivo, la condición restrictiva y las variables de diseño, se obtuvieron un paso pequeño con un ángulo de pared de ranura \varepsilon = 10º, ángulo de pared de ranura \phi = 2º y una elevación del fondo de 1 mm, así como un paso grande con ángulo de pared de ranura \varepsilon = 3º y un ángulo de pared de ranura \phi = 10º. Las diferencia en el espesor de la banda de rodadura en esas condiciones era de 0,01 mm. La Fig. 28 muestra las rigideces por unidad de superficie en función de la dirección. Como puede observarse en el dibujo, se ha conseguido la uniformidad en la forma del neumático, y las diferencias de las rigideces de los pasos se han hecho coincidir sustancialmente.

Se construyó un neumático utilizando el conjunto de pasos según la estructura de bloque que se ha descrito y se comprobaron los efectos. Los resultados se exponen a continuación. Se preparó un neumático A195/65R14 con tres pasos y tres conjuntos de pasos de forma prominente, y se midió la uniformidad en el laboratorio. La Fig. 29 ilustra los resultados. La Fig. 29A muestra los resultados de RFV (velocidad: 10 km/h), la Fig. 29B muestra los resultados de alta velocidad RFV (velocidad: 120 km/h), la Fig. 29C muestra los resultados de alta velocidad TFV (velocidad: 10 km/h), y la Fig. 29D muestra los resultados de LFV (velocidad: 120 km/h), en donde RFV significa variación de fuerza radial, TFV, variación de fuerza tangencial y LFV variación de fuerza lateral. En los dibujos, las barras sombreadas muestran los resultados de un neumático convencional, y las barras claras muestran los resultados de un neumático al que se había aplicado la presente invención. Como puede apreciarse por los dibujos, el neumático según la presente forma de realización mejoró en un 11% a un 50% en comparación con el neumático convencional. A continuación, el neumático se montó en un vehículo, se midió la estabilidad direccional y se comprobó, como resultado, que la estabilidad direccional había mejorado valorándola en 6,5 mientras que la estabilidad direccional del neumático convencional era de 5,5.

Además, para comprobar la rigidez de un neumático con el dibujo descrito anteriormente, se compararon cargas de empuje directo de 20 mm. Esta prueba se realizó utilizando el análisis FEM. Si existía una diferencia del 2% aproximadamente en la rigidez del bloque, se dispuso un modelo en el cual solamente existían pasos cortos en la superficie de contacto con el suelo que tenía 3437N (350,5 kgf), y un modelo en el cual solamente existían pasos largos en la superficie de contacto con el suelo que tenía 3452N (352,1 kgf), y por tanto se presentó una diferencia de 15N (1,6 kgf). Como resultado de la optimización, el ángulo de la pared de ranura y la cuantía de la elevación del fondo y la optimización para uniformizar el espesor de la banda de rodadura y las diferencias entre las rigideces de los pasos o grupos de pasos como en la presente forma de realización, el paso corte fue mejorado en 3452N (352,0 kgf), y la diferencia entre las rigideces mejoró en 1N (0,1 kgf).

A continuación, el presente inventor realizó una prueba para comprobar el efecto de la uniformización del espesor de la banda de rodadura. Se preparó un neumático según el diseño de la presente forma de realización de la misma manera que se ha descrito anteriormente, se midió el espesor de la banda de rodadura. La Fig. 30 presenta los resultados. Como puede apreciarse en el dibujo, el neumático convencional presentaba una variabilidad de 0,12 mm en el espesor de la banda de rodadura, mientras que en el neumático de la presente invención la variabilidad era de 0,05 mm incluyendo un error de medición de unos 0,02 mm. Para comprobar la rigidez del neumático, se compararon cargas de empuje directo de 20 mm. Esta prueba se realizó utilizando el análisis FEM. Si el espesor de la banda de rodadura había aumentado en 0,1 mm, la rigidez aumentó desde 3452N (352,1 kgf) hasta 3466N (353,4 kgf), esto es, la rigidez aumentó en 14N (1,3 kgf).

A continuación, se prepararon y se sometieron a prueba diferentes neumáticos. Para ello se prepararon neumáticos del tipo RE711. Las Figs. 31A y 31B son gráficos que ilustran las rigideces por unidad de superficie en función de la dirección, así, La Fig. 31A muestra rigideces convencionales y la Fig. 31B muestra rigideces tras la optimización según la presente invención para uniformar tanto el espesor de la banda de rodadura como la rigidez. Como puede apreciarse por las Figs. 31A y 31B, las diferencias entre las rigideces de los pasos coinciden sustancialmente si se comparan con el neumático convencional.

A continuación se describe una sexta forma de realización. En las formas de realización anteriores, se optimizó la forma. En la presente forma de realización, se modifica la estructura, con el fin de suprimir las variaciones en la característica de la superficie de contacto con el suelo. Como la sexta forma de realización se estructura sustancialmente igual que la primera forma de realización, las mismas partes se indican con los mismos símbolos de referencia, y se omite su descripción detallada.

En la presente forma de realización, se emplea el neumático 20 determinado por un grupo de pasos V representados en la Fig. 27. A título de ejemplo, se describe un caso en el cual se utiliza un neumático 195/65R14 con una profundidad de ranura de 7,0. En la presente forma de realización, se utiliza un bloque rómbico entre bloques rectangulares. La Fig. 32 ilustra un dibujo de banda de rodadura en el cual se hallan dispuestos de forma continua un paso pequeño Y_{1}, un paso medio Y_{2} y un paso grande Y_{3}. Un bloque BL_{s} del paso pequeño Y_{1}, presenta una longitud LX_{1} en dirección de la anchura del neumático y una longitud LY_{1} en la dirección circunferencial del neumático. Un bloque BL_{M} del paso medio Y_{2} presenta una longitud LX_{2} en dirección de la anchura del neumático y una longitud LY_{2} en la dirección circunferencial del neumático. Análogamente, un bloque BL_{L} del paso grande Y_{3} presenta una longitud LX_{3} en dirección de la anchura del neumático y una longitud LY_{3} en dirección circunferencial del neumático. En la presente forma de realización, se describe, a título de ejemplo, un caso en el cual se establecen tres bloques de la misma longitud (= 24 mm), esto es, LX_{1}= LX_{2} = LX_{3}, y LY_{1}= 21, LY_{2} = 27 y LY_{3} = 33.

A continuación, se describen las posiciones que deben ser achaflanadas y el procedimiento para el achaflanado según la presente forma de realización. La Fig. 33A muestra un ejemplo del bloque BL_{s} del paso pequeño Y_{1} y el bloque BL_{L} del paso grande Y_{3}. Puesto que el bloque es de forma rómbica, presenta cuatro ángulos, y los ángulos opuestos son sustancialmente de la misma abertura. Como se representa en la Fig. 33B, los dos ángulos en la dirección de la anchura del neumático del bloque BL_{s} del paso pequeño Y_{1} son achaflanados, y los dos ángulos en dirección circunferencial del neumático del bloque BL_{L} del paso grande Y_{3} son también achaflanados. Como se ilustra en la Fig. 33C, el achaflanado se realiza de tal manera que el mismo se comienza desde una posición a una distancia predeterminada LZ a lo largo de la arista a partir del punto D_{1} de la superficie de contacto con el suelo entre los vértices D_{1} y D_{11} existentes antes del achaflanado y se corta hacia el punto D_{11} del lado de la banda de rodadura. Achaflanando de este modo, puede mejorarse la uniformidad de las diferencias entre las rigideces de los bloques.

Aunque se ha descrito un ejemplo de un caso en el que se ha achaflanado un ángulo en una de las direcciones circunferencial o de la anchura del neumático, la presente invención no se limita al mismo, sino que el achaflanado puede ser realizado en ambas direcciones circunferencial y de la anchura del neumático para cada uno de los bloques.

Además, el procedimiento de achaflanado no se limita al corte hacia el punto de la banda de rodadura D_{11}, sino que puede ser achaflanado en igual longitud LZ a lo largo de la arista, o ser realizado a una profundidad predeterminada.

A continuación se describen ejemplos de la sexta forma de realización.

Primer ejemplo

En el primer ejemplo, los bloques se achaflanan en la dirección circunferencial del neumático. Como se ilustra en la Fig. 34, en este ejemplo, los bloques BL_{s} de los pasos pequeños Y_{1} no se achaflanaron. Los bloques BL_{M} de los pasos medios Y_{2} se achaflanaron 2 mm en los ángulos en la dirección circunferencial del neumático y los bloques BL_{L} de los pasos grandes Y_{3} se achaflanaron 5 mm en los ángulos en la dirección circunferencial del neumático.

A continuación, el presente inventor, utilizando el análisis FEM, procedió a la prueba de las rigideces de los bloques que fueron achaflanados según se ha descrito anteriormente, y los resultados obtenidos se exponen en la Fig. 35. La Fig. 35A muestra las rigideces de los bloques por unidad de superficie con respecto a cada uno de los pasos pequeño y grande de un diseño normal sin el achaflanado, y la Fig. 35B muestra las rigideces de los bloques por unidad de superficie con respecto a cada uno de los pasos achaflanados pequeños y grandes según la presente ejemplo. Como puede apreciarse por los dibujos, la uniformidad de las rigideces de los bloques ha mejorado.

Además, el presente inventor aplicó los bloques descritos anteriormente a un neumático y procedió a realizar pruebas. Como resultado de las mediciones en laboratorio de la uniformidad, se comprobó que había mejorado la componente de tercer grado, la RFV había mejorado en un 10%, y la TFV había mejorado en un 15%. Después se montó el neumático en un vehículo y se midió la estabilidad direccional y, como resultado, se comprobó que la estabilidad direccional había mejorado en un valor 5,5 mientras que la estabilidad direccional convencional era de 5,0.

Segundo ejemplo

En el presente ejemplo, los bloques se achaflanaron en dirección de la anchura del neumático. Como se ilustra en la Fig. 36, en este ejemplo, los bloques BL_{L} de paso largo Y_{3} no se achaflanaron. Los bloques BL_{s} de paso pequeño Y_{1} se achaflanaron 2 mm en los ángulos en dirección de la anchura del neumático y los bloques BL_{M} de paso medios Y_{2} se achaflanaron 0,8 mm en los ángulos en dirección de la anchura del neumático.

A continuación, el presente inventor, utilizando el análisis FEM, procedió a probar las rigideces de los bloques que fueron achaflanados, tal como se ha descrito anterirmente, y los resultados obtenidos se exponen en la Figs. 37A y 37B. La Fig. 37A muestra las rigideces por unidad de superficie de los bloques con respecto a cada uno de los pasos pequeños y grandes de un diseño normal sin achaflanar, y la Fig. 37B muestra las rigideces por unidad de superficie de los bloques con respecto a cada uno de los pasos pequeños achaflanados y los pasos grandes según el presente ejemplo. Como puede apreciarse en los dibujos, la uniformidad de las rigideces de los bloques ha mejorado.

A continuación, el presente inventor aplicó a un neumático los bloques anteriormente descritos y lo sometió a pruebas. Como resultado de la medición de la uniformidad en laboratorio, se comprobó que había mejorado la componente de tercer grado, la RFV mejoró en un 10%, y la TFV mejoró también en un 10%. Después, el neumático se montó en un vehículo y se midió la estabilidad direccional, se comprobó que la estabilidad direccional había mejorado a 5,25 mientras que la estabilidad direccional convencional era de 5,0.

Tercer ejemplo

En el presente ejemplo, se achaflanaron bloques de un neumático real. Se utilizó un neumático del tipo 275/40ZR18 con una anchura de la banda de rodadura de 140 mm y una longitud de paso de 50,91 : 80,01.

Como se representa una la Fig. 38, en el presente ejemplo, los bloques BL_{s} del paso pequeño Y_{1} se achaflanaron Ms en 2 mm en los ángulos en dirección de la anchura del neumático. Esto es, como se indica en el lado izquierdo de la Fig. 33B, se achaflanaron los dos ángulos en dirección de la anchura del neumático de cada uno de los bloques de paso pequeño Y_{1}. Además, como se representa en la Fig. 39, en los bloques BL_{M} de paso medio Y_{2} se achaflanaron los ángulos en dirección de la anchura del neumático en 1 mm, y los ángulos en dirección circunferencial del neumático se achaflanaron Mm_{2} en 1 mm, y los ángulos en la dirección cirunferencial del neumático se achaflanaron Mm_{1} en 2 mm. Esto es, tal como se indica en la Fig. 40, se achaflanaron dos ángulos en dirección de la anchura del neumático y dos ángulos en dirección circunferencial en cada uno de los bloques del paso medios Y_{2}. Además, los ángulos en dirección circunferencial de los bloques BL_{L} de paso grande Y_{3} se achaflanaron en 4 mm. Esto es, como se representa en el lado derecho de la Fig. 33B dos ángulos en dirección circunferencial de cada uno de los bloques de paso grande Y_{3} se achaflanaron en M_{L}.

El presente inventor procedió a la medición de la estabilidad direccional de un neumático que se había achaflanado en la forma descrita y que había sido montado en un vehículo. Como resultado, se comprobó que la estabilidad direccional había mejorado a 6,5 mientras que la estabilidad direccional convencional era de 5,0.

Es posible suprimir la variación de la característica de contacto con el suelo debido a la variación de los tamaños de los bloques durante un giro del neumático y para mejorar la estabilidad direccional y la uniformidad (denominada uniformización).

Es posible de este modo hacer que los niveles de la característica de contacto con el suelo durante una revolución del neumático debido a las diferencias en los tamaños de los bloques coincidan sustancialmente. Más concretamente, la rigidez del bloque se hace del mismo nivel, y la deformación del bloque, así como la generación de fuerza en cada uno de los pasos se hace que tiendan hacia la misma dirección.

Como se ha descrito anteriormente, el procedimiento para el diseño de un neumático según la presente invención es óptimo para aplicar al diseño de un neumático de un conjunto de pasos que comprende una pluralidad de pasos, por ejemplo, y es especialmente apropiado para usar en el diseño para uniformizar las rigideces y la uniformidad que han asumido para producir la variación de forma.

Claims (12)

1. Procedimiento para el diseño de un neumático que incluye las etapas siguientes:

(1) seleccionar uno de entre:

una forma de un bloque aislado que incluye una estructura interna,

una forma de dibujo de una parte de una parte de la corona de un neumático, parte que incluye una estructura interna, y

una forma de una porción de campo que es continua en una dirección circunferencial del neumático que incluye una estructura interna;

(2) determinar un modelo básico de neumático que incluye una pluralidad de modelos básicos de forma diferentes basados en la forma seleccionada en la etapa (1);

(3) determinar una función objetivo que representa una cantidad física de evaluación del comportamiento de un neumático;

(4) determinar una variable de diseño para la determinación de la forma de los modelos básicos de forma;

(5) determinar una condición restrictiva que restringe por lo menos una de:

forma de un bloque aislado que incluye una estructura interna,

forma de dibujo de una parte de una parte de la corona de un neumático, parte que incluye una estructura interna, y

la forma de una porción de campo que es continua en una dirección circunferencial del neumático que incluye una estructura interna,

y que restringe por lo menos una:

forma de la sección transversal del neumático, y

cuantía física de evaluación del comportamiento del neumático;

(6) variar el valor de dicha variable de diseño de por lo menos un modelo de forma básico;

(7) determinación de un valor de dicha variable de diseño por lo menos de un modelo de forma básico, por el cual se obtiene un valor óptimo de dicha función objetivo, al tiempo que se satisface dicha condición restrictiva, a partir de los valores variados de dicha variable de diseño por lo menos de un modelo de forma básico; y

(8) diseño de dicho neumático sobre la base del valor determinado de dicha variable de diseño.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que

en la etapa (6), se varían los valores de las variables de diseño de dos modelos de forma básicos;

en la etapa (7), se determinan los valores respectivos de la variable de diseño de dos modelos de forma básicos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa (6), se varía el valor de la variable de diseño de una pluralidad de diferentes modelos de forma básicos;

en la etapa (7), se determina el valor de la variable de diseño de uno de entre una pluralidad de modelos de forma básicos diferentes.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la variable de diseño se utiliza para determinar otra forma del bloque aislado, otra forma de dibujo u otra forma de la porción de campo, utilizando por lo menos uno de los diferentes modelos de forma básicos como modelo de forma de referencia.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se determina la forma del bloque aislado, la forma de dibujo o la forma de la porción de campo utilizando un modelo de forma básico predeterminado de la pluralidad de diferentes modelos de forma básicos como modelo de referencia.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se estima una cantidad de variación de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo al tiempo que se toma en consideración la condición restrictiva basándose en la sensibilidad de la función objetivo, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la función objetivo, y basándose en la sensibilidad de la condición restrictiva, que es la relación entre la cantidad de variación unitaria de la variable de diseño y la cantidad de variación de la condición restrictiva; se calcula un valor de la función objetivo cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada y se calcula un valor de la condición restrictiva cuando la variable de diseño varía en una cantidad que corresponde a la cantidad estimada; y se determina un valor de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo al tiempo que se toma en consideración la condición restrictiva sobre la base del valor estimado y de los valores calculados.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se determina un grupo que incluye una pluralidad de modelos básicos de neumático incluyendo una pluralidad de diferentes modelos de forma básicos que representa una forma seleccionada de entre una forma de bloque aislado incluyendo la estructura interna, una forma de dibujo de una parte de una parte de la corona del neumático incluyendo una estructura interna, y una forma de una porción de campo que es continua en una dirección circunferencial del neumático incluyendo la estructura interna; y para cada uno de los modelos básicos de neumático del grupo seleccionado, se determinan la función objetivo, la variable de diseño, la condición restrictiva, y una función de adaptación que puede evaluarse a partir de la función objetivo y de la condición restrictiva; y

se seleccionan dos modelos básicos de neumático de entre el grupo de selección y sobre la base de la función de adaptación; se entrecruzan las variables de diseño de los modelos básicos de neumáticos con una probabilidad predeterminada para crear un nuevo modelo básico de neumático y/o se varía una parte de la variable de diseño por lo menos de uno de los modelos básicos de neumático para crear un nuevo modelo básico de neumático; se determinan una función objetivo, una condición restrictiva y una función de adaptación del modelo básico de neumático cuya variable de diseño ha sido variada, se almacenan el modelo básico de neumático cuya variable de diseño ha sido variada y el modelo básico de neumático cuya variable de diseño no ha sido variada, se repiten las operaciones detalladas hasta que el número de modelos básicos de neumático almacenados alcanza un número predeterminado, se determina si el nuevo grupo que incluye el número de modelos básicos de neumático almacenados satisface una condición de convergencia predeterminada, y si la condición de convergencia no se satisface, se repiten las operaciones indicadas anteriormente, utilizando el nuevo grupo como el grupo seleccionado, hasta que el grupo seleccionado satisface la condición de convergencia, y cuando se satisface la condición de convergencia, se determina de entre el número predeterminado de modelos básicos de neumático almacenados un valor de la variable de diseño que proporciona el valor óptimo de la función objetivo al tiempo que se toma en consideración la condición restrictiva.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la variable de diseño incluye una variable que representa por lo menos uno: un ángulo de una superficie unida a una superficie de la porción de campo del neumático que está formada por una forma seleccionada de entre la forma del bloque aislado, la forma del dibujo, y la forma de la porción de campo; una altura hasta la superficie de la porción de campo del neumático; una forma de una superficie de la porción de campo del neumático; una forma de una superficie unida a una superficie de la porción de campo del neumático; una posición de un corte de drenaje; un número de cortes de drenaje; una anchura de un corte de drenaje; una profundidad de un corte de drenaje; una inclinación de un corte de drenaje; una forma de un corte de drenaje; y una forma de un corte de drenaje en dirección longitudinal.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que cada uno de los modelos básicos de neumático que incluyen una pluralidad de modelos de forma básicos presenta una longitud diferente en la dirección circunferencial del neumático.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la forma del neumático se diseña basándose en el modelo básico de neumático que comprende un modelo de forma básico de paso pequeño y un modelo de forma básico de paso grande como la forma de dibujo de una parte de la parte de la corona del neumático incluyendo una estructura interna y una forma de parte de arista que es continua en una dirección circunferencial del neumático incluyendo una estructura interna, y cuando los bloques incluyen un ángulo por lo menos en una dirección circunferencial y en una dirección de la anchura, los ángulos en la dirección de la anchura de los bloques de paso pequeño están achaflanados, y los ángulos en la dirección circunferencial de los bloques paso grande están achaflanados.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que los ángulos en la dirección de la anchura de paso grande son menores que los ángulos en la dirección de la anchura del paso pequeño, y/o los ángulos en la dirección circunferencial del paso pequeño son menores que los ángulos en la dirección circunferencial del paso grande.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 10 u 11, en el que se dispone un paso medio entre el paso grande y el paso pequeño.