JP2009008409A - タイヤ特性判定方法およびタイヤ特性判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ固有の走行安定性能を判定する方法および装置を提供する。
【解決手段】タイヤを接地面に接地させて前記タイヤを所定の転動速度で転動させつつ、タイヤに所定のスリップ角入力を与えた状態で、タイヤにかかる負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報、および前記タイヤに発生するコーナリングフォースの大きさを表すコーナリングフォース情報、をそれぞれ時系列に取得し、取得した時系列の前記負荷荷重情報から、負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出するとともに、コーナリングフォース情報の時系列の変動の大きさを表すコーナリングフォース変動量を導出し、負荷荷重変動量とコーナリングフォース変動量とに基く評価値を求め、評価値と予め設定された基準値とを比較し、タイヤが所望の特性を満たすタイヤであるか否かを、比較結果に応じて判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ固有の特性を判定する方法および装置に関する。本発明は、特に、判定対象タイヤを車両に装着させて当該車両を走行させた際の、この車両の操縦安定性の程度を表す、タイヤ固有の走行安定性能の程度を判定する方法および装置に関する。

今日、自動車の運動性能の高性能化に対応して、装着タイヤに求められるタイヤ固有の走行安定性能も、高性能化が要求されている。ここで、タイヤ固有の走行安定性能とは、当該タイヤを車両に装着し、この車両を走行させた際に得られる走行安定性の程度のことをいう。車両を走行させた際に得られる走行安定性の程度とは、すなわち、車両を運転操作する運転者が感じる操縦安定性の程度によって表される。すなわち、タイヤ固有の走行安定性とは、車両を運転する運転者のフィーリングに関する指標であり、基本的には、実際に被験者が車両（タイヤが装着された車両）を操縦することで行なう官能評価（実車フィーリング試験）によって、定量的な評価ができる。しかし、実車フィーリング試験を実施する場合、評価に必要な時間や設備（車両や走行コースなど）が多大となり、大きなコストを要する。このため、従来から、大きなコストを要する実車フィーリング試験を実施することなく、タイヤ固有の走行安定性能を評価する方法が求められている。

従来、タイヤ固有の走行安定性能は、例えば、ドラム式やフラットベルト式のタイヤ接地面を有する、公知の室内コーナリング試験機を用いて求められていた。コーナリング試験機を用いて行うタイヤ固有の走行安定性能の評価としては、例えば、一定の転動速度で、接地面上でタイヤを転動させた状態でスリップ角入力をタイヤに与えて、この転動速度でのコーナリングフォースの周波数応答特性を求めることで実施されていた。公知の室内コーナリング試験機は、タイヤの運動性能を決定づけるための指標である、タイヤに発生するコーナリングフォースの絶対値を求めるためにも使用され、また、タイヤの周波数応答特性は、スリップ角入力の変動に対するコーナリングフォースの過渡応答特性の評価などに用いられている。一般的に、タイヤに発生するコーナリングフォースが大きいほど、当然車両のコントロール性もよくなり、車両を運転する運転者が感じる走行安定性の程度は高くなる。従来では、室内コーナリング試験機で得られた結果から、主にコーナリングフォースの大きさの程度を求め、このコーナリングフォースの大きさに応じてタイヤ固有の走行安定性能を評価していた。

なお、例えば、車両の走行安定性を確保することを目的とし、主に直進時の車両の走行安定性を表すスタビリティファクタが基準値以上となるように、車両に装着した各車輪のトー角やキャンバー角等のアライメントを調整する車両のアライメント調整方法および装置が、下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１では、タイヤは凹凸のある路面上で接地転動する際に、接地面がタイヤに対して相対的に上下に運動することによって発生する荷重変動により変形し、この変形により、タイヤの構造的な要因によるプライステアーと称する横力、製造上の理由によって発生するコニシティーと称する横力の荷重依存性による横力、および車輪にスリップ角（トー角）が付与されていることにより発生する横力が変動し、この横力の変動が走行安定性に多大な影響をあたえると考え、路面の凹凸等の外乱が加わることよって生ずる横力変動の影響も考慮した、アライメントの調整方法を提案している（下記特許文献１の段落［０００５］など）。下記特許文献１記載の方法では、車両に装着したタイヤを、複数の突起部が設けられたタイヤ駆動面に載置し、タイヤ駆動面を駆動させている。下記特許文献１記載の方法では、各タイヤそれぞれについて、複数の突起部それぞれを乗り越えさせながらタイヤ駆動面上を転動させ、突起部への乗り上げおよび突起部からの乗り下げによるタイヤの変形にともなって生じる、タイヤに発生する横力の変動を、センサによって検出している。下記特許文献１記載の方法では、このように、各タイヤについて、タイヤを変形させることで生じたタイヤ横力の変動を検出して、検出したタイヤ横力の変動量の最大値（横力変動量）を求め、各タイヤそれぞれの横力変動量に基いて、主に直進時の車両の走行安定性を表すスタビリティファクタが基準値以上となるように、車両に装着した各車輪のトー角やキャンバー角等のアライメントを調整している。

特開２００３−２２６２５９号公報

しかし、上述の、室内コーナリング試験機を用いてタイヤ固有の走行安定性能を評価する従来の方法では、室内コーナリング試験機を用いて得られたタイヤ固有の走行安定性能の評価結果と、実車フォーリング試験によって得られたタイヤ固有の走行安定性能の評価結果とは、精度良く一致していなかった。なお、実車フォーリング試験によって得られたタイヤ固有の走行安定性能の評価結果とは、評価対象タイヤを装着した車両を実際に走行させて、この車両を運転する運転者が実際に感じる走行安定性の程度を数値化して表した情報のことである。

また、上記特許文献１記載の方法は、あくまで、主に直進時の車両の走行安定性を表すスタビリティファクタが基準値以上となるように、車両に装着した各車輪のトー角やキャンバー角等のアライメントを調整することを目的としている。特許文献１記載の方法では、車両に装着した各車輪のアライメントを調整することはできるが、各タイヤ固有の走行安定性能を判定することはできない。上記特許文献１記載の方法において、各車輪のタイヤの、それぞれ固有の走行安定性能がばらついていると、トー角やキャンバー角等のアライメントは、標準状態から大きくばらついてしまう虞がある。この場合、例えばコーナリング時など直進走行時以外の走行安定性は、逆に大きく低下してしまう。上記特許文献１記載の方法を実施する上でも、タイヤ固有の走行安定性能を判定しておくことは重要であるが、上記特許文献１には、タイヤ固有の走行安定性能を判定する手法については示唆されていない。

また、そもそも、上記特許文献１記載の方法および装置は、車両の直進時にタイヤが路面上の凸状部を乗り越えるときに生じる変形に着目し、この変形に起因したタイヤの横力の変動と、直進走行時における車両の走行安定性とが関連しているとの思想のもと提供されたものである。しかし、車両のコーナリング時では、タイヤが路面上の凸部を乗り越えて生じる変形のみでなく、遠心力とサスペンションとの関係に起因する車両の微小なロール挙動や、タイヤの接地面において生じるスティックスリップ、車のサスペンションとタイヤの共振現象などに起因して、タイヤにかかる負荷荷重はかなり変動する。上記特許文献１に記載されている方法および装置では、コーナリング時における車両の走行安定性を表す方法については、示唆されていない。

また、特許文献１記載の方法は、車両をコーナリング試験機に載せ、タイヤ単体とサスペンションとの組み合わせで評価をする方法である。このため、車のサスペンションによってタイヤについての評価結果が変化してしまう。さらに、車両をコーナリング試験機に載せるための面倒な作業が必要であり、試験にかかかる手間や時間は多大なものとなり、試験にかかるコストも非常に大きい。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、タイヤ固有の走行安定性能を判定する方法および装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、タイヤ固有の特性を判定する方法であって、タイヤを接地面に接地させて前記タイヤを所定の転動速度で転動させつつ、前記タイヤに所定のスリップ角入力を与えた状態で、前記タイヤにかかる負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報、および前記タイヤに発生するコーナリングフォースの大きさを表すコーナリングフォース情報、をそれぞれ時系列に取得するステップと、取得した時系列の前記負荷荷重情報から、前記負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出するとともに、取得した時系列の前記コーナリングフォース情報から、前記コーナリングフォース情報の時系列の変動の大きさを表すコーナリングフォース変動量を導出するステップと、前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量とに基く評価値を求めるステップと、前記評価値と予め設定された基準値とを比較し、前記タイヤが所望の特性を満たすタイヤであるか否かを、比較結果に応じて判定するステップと、を有することを特徴とするタイヤ特性判定方法を提供する。

なお、前記取得するステップでは、前記タイヤにかかる前記負荷荷重が、前記タイヤに負荷荷重を付与するための負荷荷重付与機構によって与えられ、前記負荷荷重付与機構は、前記取得するステップの最中、先に取得した前記負荷荷重情報に応じて前記タイヤにかかる前記負荷荷重の大きさを一定の値に近付ける、フィードバック制御を実施することが好ましい。

また、前記取得するステップでは、前記タイヤにかかる前記負荷荷重が、前記タイヤに負荷荷重を付与するための負荷荷重付与機構によって与えられ、前記負荷荷重付与機構は、前記取得するステップの最中、前記負荷荷重の大きさを時系列に変動させることも、また好ましい。この際、前記取得するステップでは、前記タイヤのタイヤ軸と前記接地面との離間距離を時系列に計測し、現在の前記離間距離が予め定められた時系列条件に応じた距離となるよう、前記負荷荷重付与機構が、先に取得した前記離間距離の情報に応じて、前記負荷荷重の大きさを時系列に変動させることが好ましい。

また、前記評価値を求めるステップに先がけて、前記取得するステップと前記導出するステップとを複数回繰り返し実施する繰り返しステップを有し、前記評価値を求めるステップでは、前記繰り返しステップにおいて前記導出するステップを実施するたびに求めた、前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量との複数の組み合わせから、前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量との関係を近似して表す近似関数を導出し、この近似関数を用いて、前記評価値を求めることが好ましい。

また、前記関数は一次関数であり、前記負荷荷重変動量を変数とした前記コーナリングフォース変動量を表す前記近似関数の傾きを、前記評価値として求めることが好ましい。

また、前記評価値を求めるステップでは、前記負荷荷重変動量が所定範囲にある際の前記コーナリングフォース変動量を、前記評価値として求めてもよく、前記所定範囲は、前記負荷荷重情報の平均値の５〜３０％であればよい。

また、前記評価値を求めるステップでは、前記負荷荷重変動量が所定値である際の前記コーナリングフォース変動量を、前記評価値として求めてもよく、前記所定値は、前記負荷荷重情報の平均値の５％であってもよい。

また、前記判定するステップでは、求めた前記評価値と予め設定された基準値とを比較し、比較結果に応じて前記タイヤの操縦安定性の程度を分類し、分類結果を出力することが好ましい。

また、前記基準値は、前記操縦安定性の程度が既知である基準タイヤについて求めた、前記基準タイヤについての前記評価値であることが好ましい。

また、前記所定のスリップ角の大きさは、１〜３（°）であることが好ましい。また、前記所定の速度が８０〜１００（ｋｍ／ｈ）であることが好ましい。

本発明は、また、タイヤ固有の特性を判定する装置であって、タイヤを接地面に接地させて前記タイヤを所定の転動速度で転動させつつ、前記タイヤに所定のスリップ角入力を与えた状態で、前記タイヤにかかる負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報、および前記タイヤに発生するコーナリングフォースの大きさを表すコーナリングフォース情報、をそれぞれ時系列に取得する情報取得部と、取得した時系列の前記負荷荷重情報から、前記負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出するとともに、取得した時系列の前記コーナリングフォース情報から、前記コーナリングフォース情報の時系列の変動の大きさを表すコーナリングフォース変動量を導出する変動量導出部と、前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量とに基く評価値を求める評価値導出部と、前記評価値と予め設定された基準値とを比較し、前記タイヤが所望の特性を満たすタイヤであるか否かを、比較結果に応じて判定する判定部と、を有することを特徴とするタイヤ特性判定装置を、併せて提供する。

以下、本発明のタイヤ特性判定方法および装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

図１は、本発明のタイヤ特性判定装置の一例である、タイヤ特性判定装置１０（装置１０）について説明する概略構成図である。本実施形態の装置１０では、測定対象タイヤであるタイヤ１２を車両に装着して、この車両を設定した荷重、空気圧、速度、スリップ角等の条件で走行させた際の車両の走行安定性（運転者が感じる該車両の操縦安定性に対応する）を表す、タイヤ固有の走行安定性の程度を評価する。このために、装置１０では、測定対象タイヤであるタイヤ１２を装着した車両のコーナリング時に生じる、タイヤにかかる負荷荷重の変動に対して、タイヤに発生するコーナリングフォースがどの程度安定しているか（変動しないでいるか）を判定する。装置１０は、コーナリング試験機１４と測定・判定ユニット１６とを有して構成されている。なお、測定・判定ユニット１６には、ディスプレイ１８が接続されている。

コーナリング試験機１４は、タイヤ軸２２に回転可能に軸支したタイヤ１２を、ベルト２０の表面である代用路面２４に接地させ、ベルト２０を回転駆動させることで、タイヤ１２に代用路面２４上を走行（転動）させる、公知のフラットベルト型室内試験機である。

ベルト２０は、ローラ対２８に掛けまわされている。このローラ対２８は、図示しないモータを有して構成された駆動ユニット２６と接続されており、この駆動ユニット２６のモータによってローラ対２８が回転して、ベルト２０の代用路面２４が移動する構成となっている。駆動ユニット２６は、測定・判定ユニット１６の、後述する測定手段４０と接続されている。

タイヤ軸２２は、ロッド３１が固定されたタイヤ軸支持部材３２に設けられている。ロッド３１は、図中Ｚ軸方向に変位可能な状態で、荷重付加機構３３と接続されている。図１中のＺ軸は、タイヤ１２の回転中心軸（すなわちタイヤ軸２２の中心）に垂直な、タイヤ軸２２の中心を通る、タイヤ１２の赤道面上の直線である。荷重付加機構３３は、ロッド３１に対して図中Ｚ軸方向に沿って下向きの荷重を付与することで、タイヤ軸２２に回転可能に軸支されたタイヤ１２を代用路面２４に押し付け、接地領域からタイヤ１２が受ける負荷荷重の大きさを調整する。荷重付加機構３３は、測定・判定ユニット１６の、後述する測定手段４０と接続されている。荷重付加機構３３は、例えば油圧によって荷重を付加する公知の荷重付加機構である。荷重付加機構３３は、測定手段４０の後述する動作制御部４４によって荷重付加機構３３の油圧が変化されることで、タイヤ１２にかかる負荷荷重の大きさを調整することができる。

また、ロッド３１は、スリップ角調整手段であるスリップ角調整アクチュエータ２９（以降、スリップ角調整手段２９とする）によって、図１中のＺ軸周りに回転駆動される構成となっている。ロッド３１が図１中Ｚ軸周りに回転駆動されることで、転動中のタイヤ１２のスリップ角（タイヤ１２の転動方向すなわち代用路面２４の移動方向と、タイヤ１２の赤道面とのなす角）が変動される。スリップ角調整手段２９は、測定・判定ユニット１６の、後述する測定手段４０と接続されている。

ロッド３１には、また、荷重・変位センサ３５が設けられている。荷重・変位センサ３５は、図中Ｚ軸に沿った方向でロッド３１にかかる力、すなわちタイヤ１２にかかる上記負荷荷重の大きさを計測する。荷重・変位センサ３５は、また、ロッド３１の図中Ｚ軸方向の変位量を計測することも可能となっている。ロッド３１の図中Ｚ軸方向の変位量とは、タイヤ１２を軸支するタイヤ軸２２と代用路面２２との離間距離の変化を表しているともいえる。この離間距離は、タイヤの変形にともなって変わり、タイヤの変形はタイヤ１２にかかる上記負荷荷重の大きさに応じて変わる。荷重・変位センサ３５で計測した変位量は、タイヤ１２にかかる上記負荷荷重の大きさを表す量ともいえる。荷重・変位センサ３５としては、圧電素子を用いたものや、歪みゲージを用いたもの等、図中Ｚ軸に沿った方向でロッド３１にかかる力を計測可能なセンサであれば、特に限定されない。荷重・変位センサ３５は、測定・判定ユニット１６の、後述する制御・測定手段４０と接続されている。

タイヤ軸支持部材３２には、また、タイヤ軸２２にかかる力を計測可能な横力センサ３４が設けられている。横力センサ３４は、タイヤ軸２２にかかるタイヤ赤道面に垂直な方向の力（図１中Ｙ軸方向の力）、すなわちタイヤ横力を計測する。本実施形態のコーナリング試験機１４では、比較的小さいスリップ角範囲でスリップ角を入力するので、タイヤ１２に発生する横力は、タイヤ１２に発生するコーナリングフォース（代用路面２４の移動方向に垂直な方向の力）とほぼ等しくなる。以降、横力センサ３４で計測されたタイヤ１２に発生する横力を、タイヤ１２に発生するコーナリングフォースと等価なものとして扱う。なお、横力センサ３４は、圧電素子を用いたものや、歪みゲージを用いたもの等、タイヤ軸２２にかかる、少なくとも横力を計測できる装置であればよく、特に限定されない。

測定・判定ユニット１６は、測定手段４０と判定手段５０とを有して構成されている。図２は、測定・判定ユニット１６について説明する概略構成図である。測定・判定ユニット１６は、測定手段４０と、判定手段５０と、ＣＰＵ１７と、メモリ１９とを有する。測定・判定ユニット１６は、メモリ１９に記憶されたプログラムをＣＰＵ１７が実行することで、測定手段４０および判定手段５０に示される各部が機能するコンピュータである。

測定手段４０は、条件設定部４２、動作制御部４４、およびデータ取得部４６を有して構成されている。判定手段５０は、変動量導出部５２、評価値導出部５４、判定部５６、を有して構成されている。

測定手段４０の条件設定部４２は、代用路面２４上を走行中のタイヤ１２に与えるスリップ角の条件や、タイヤ１２の転動速度の条件、負荷荷重の条件等を設定する。測定手段４０は、例えばキーボードやマウス等の図示しない入力デバイスと接続されており、条件設定部４２は、この入力デバイスを操作するオペレータによって入力された各種条件を受けつけて、各種条件を設定すればよい。条件設定部４２では、また、負荷荷重の条件の代わりに、または負荷荷重の条件とともに、タイヤ１２を軸支するタイヤ軸２２と代用路面２４との離間距離の条件等を設定することもできる。

動作制御部４４は、条件設定部４２で設定された、タイヤ１２の転動速度とスリップ角と負荷荷重、および離間距離等のそれぞれの条件に基づき、コーナリング試験機１４の各部の動作を制御する。動作制御部４４は、駆動ユニット２６、スリップ角調整手段２９、および荷重付加機構３３と、それぞれ接続されている。動作制御部４４は、条件設定部４２で設定された転動速度でタイヤ１２が転動するよう、駆動ユニット２６の動作（モータの回転速度など）を制御する。また、動作制御部４４は、条件設定部４２で設定された条件に応じて、タイヤ１２のスリップ角が時系列に変動するよう、スリップ角調整手段２９の動作（モータの回転速度など）を制御する。

動作制御部４４は、また、条件設定部４２で設定された負荷荷重でタイヤ１２が代用路面２４と接地するよう、荷重付加機構３３の動作を制御する（第１の実施形態）。また、条件設定部４２で設定された離間距離の条件に応じた離間距離に応じた離間距離で、タイヤ１２が代用路面２４上を転動するよう、荷重付加機構３３の動作を制御することもできる（第２の実施形態）。

上記第１の実施形態では、動作制御部４４は、後述のデータ取得部４６が取得した、タイヤ１２にかかる現在の付加荷重の大きさを表す情報を逐次受け取り、タイヤ１２にかかる負荷荷重の大きさが、条件設定部４２で設定された大きさに近付くよう、ロッド３１を介してタイヤ１２に付加する荷重の大きさを逐次調整する。すなわち、上記第１の実施形態では、装置１０は、動作制御部４４と荷重付加機構３３とによって、現在の負荷荷重が予め設定された負荷荷重に近付くように、フィードバック制御を行いつつタイヤ１２を転動させる。

第１の実施形態で用いられるにあたり、動作制御部４４は、設定したタイヤ１２の負荷荷重の大きさが、車両を装着したタイヤにかかる負荷荷重の一般的な大きさである１０００（Ｎ）〜６０００（Ｎ）の範囲にある場合、フィードバック制御中の負荷荷重の変動が所望の変動割合の範囲内となるよう、荷重付加機構３３と動作制御部４４とが設定されている。例えば、タイヤ１２が路面上の凸部を乗り越えて生じる変形に起因した比較的大きな負荷荷重変動ではなく、タイヤ１２を装着した車両のコーナリング時に生じる、遠心力とサスペンションとの関係で生じる車両の微小なロール挙動や、タイヤの接地面において生じるスティックスリップ、車両のサスペンションとタイヤとの共振現象などに起因した、タイヤ１２を装着した車両のコーナリング時においてタイヤにかかる負荷荷重の微小な変動を再現する変動範囲に設定されている。なお、フィードバック制御によって負荷荷重を一定値に設定する通常の室内コーナリング試験機では、基本点な使用状態で、上記負荷荷重の微小な変動の大きさを再現することが、ほぼ確実となっている。本発明のタイヤ特性判定方法は、通常の室内コーナリング試験機を用いて容易に実施することができる。

また、第２の実施形態では、動作制御部４４は、後述のデータ取得部４６が取得した、タイヤ１２を軸支するタイヤ軸２２と代用路面２４との離間距離を表す情報を逐次受け取り、タイヤ軸２２と代用路面２４との離間距離が、条件設定部４２で設定された大きさに近付くよう、荷重付加機構３３によってタイヤ１２に与える荷重の大きさを調整する。すなわち、タイヤ軸２２と代用路面２４との離間距離を時系列にモニターしながら、現在の離間距離が予め設定された離間距離に近付くように、タイヤ軸２２の変位量に基いた制御を行なう。第２の実施形態で用いられるにあたり、条件設定部４２では、設定したタイヤ１２の負荷荷重の大きさが、所望の変動範囲で変動するよう、装置１０の特性等に応じて離間距離の条件を設定する（オペレータによって入力される）。例えば、車両を装着したタイヤにかかる負荷荷重の平均値（基準値）が、タイヤにかかる負荷荷重の一般的な大きさである１０００（Ｎ）〜６０００（Ｎ）の範囲となり、この基準値を中心として、基準値の±２０％〜３０％の範囲で負荷荷重が変動するよう、荷重付加機構３３と動作制御部４４とが設定されている。タイヤ軸２２の変位量に基いて負荷荷重を調整することが可能な通常の室内コーナリング試験機では、基本点な使用状態で、上記負荷荷重の比較的大きな変動を再現することが、ほぼ確実となっている。この程度の大きさの負荷荷重の変動は、タイヤを装着した車両がコーナリングをしている最中には頻繁に生じている。タイヤにかかる負荷の変動の程度が、この程度（基準値の±２０％〜３０％ほど）まで比較的大きくなると、タイヤ自体の特性（例えば、スリップ角とコーナリングパワーとの関係）が変化してくる。

データ取得部４６は、予め設定したスリップ角入力を与えて、設定した転動速度でタイヤ１２を転動させている最中に計測された各種計測データを、それぞれ時系列に取得する。具体的には、例えば上記第１の実施形態では、荷重・変位センサ３５によって計測される上記負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報を、荷重・変位センサ３５から時系列に取得し、また、横力センサ３４によって計測される上記タイヤ横力の大きさを表すタイヤ横力情報を、横力センサ３４から時系列に取得する。また、例えば上記第２の実施形態では、荷重・変位センサ３５によって計測される離間距離の大きさを表す変位量情報を、荷重・変位センサ３５から時系列に取得し、また、横力センサ３４によって計測される上記タイヤ横力の大きさを表すタイヤ横力情報を、横力センサ３４から時系列に取得する。データ取得部４６が取得した、時系列の負荷荷重情報および時系列のタイヤ横力情報は、判定手段５０の変動量導出部５２に送られる。

判定手段５０は、上記第１の実施形態および第２の実施形態のどちらの形態においても、同様に動作する。判定手段５０の変動量導出部５２は、取得した時系列の負荷荷重情報から、負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出し、また、取得した時系列のタイヤ横力情報から、タイヤ横力情報の時系列の変動の大きさを表すタイヤ横力変動量を導出する。変動量導出部５２の動作については、後に詳述する。

また、判定手段５０の評価値導出部５４は、変動量導出部５２で導出した負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とを受け取り、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とに基く評価値を導出する。本実施形態では、評価値として、設定したスリップ角で転動している最中の、タイヤ１２に固有の走行安定性能の程度を表す評価値を導出する。

判定手段５０の判定部５６は、評価値導出部５４で導出した評価値に基いて、判定対象タイヤであるタイヤ１２が、所望の特性を満たすか否かを判定する。本実施形態では、タイヤ１２に固有の走行安定性能の程度が、基準のレベルよりも上であるか否かを判定する。すなわち、本実施形態では、判定部５６は、タイヤ１２が十分な走行安定性を有しているか否かを判定する。判定部５６における判定結果は、例えばディスプレイ１８に表示出力される。ディスプレイ１８は、判定部５６における判定結果の他、判定手段５０の各部の処理によって導出された各情報などを、それぞれ表示出力する。

図３は、装置１０において実施される、本発明のタイヤ特性判定方法の一例のフローチャートである。以下、本発明のタイヤ特性の判定方法の一例について説明するとともに、装置１０の各部の機能についても詳述する。

まず、現在の負荷荷重が予め設定された負荷荷重に近付くように、フィードバック制御を行いつつタイヤ１２を転動させる、上記第１の実施形態について説明する。

まず、条件設定部４２が、代用路面２４上を転動しているタイヤ１２に与えるスリップ角の条件や、タイヤ１２の転動速度の条件、負荷荷重の条件等を設定する。また、本実施形態では、１つの判定対象タイヤ１２に対して実施する、後述のステップＳ１０４〜Ｓ１０８の一連の処理の繰り返し回数についても設定しておく。

本実施形態では、タイヤ１２に与えるスリップ角の条件として、所定値から目標値まで極めて短い時間で立ち上がった後、少なくとも所定時間よりも長い時間、この目標値の状態を保つような条件を設定する。すなわち、本実施形態では、タイヤ１２に対して、スリップ角を、いわゆるランプ入力で入力する。本実施形態において、スリップ角の入力をランプ入力とするのは、以下に説明するタイヤ１２に固有の走行安定性能を判定するのとは別に、装置１０で得られる情報を用いて、タイヤのコーナリングフォースの周波数応答特性を求め、この周波数応答特性から、タイヤ１２に係る各種の評価情報を併せて求めることも可能とするためである。

例えば、接地面上で一定の転動速度でタイヤを転動させた状態で、ランプ入力でタイヤ１２にスリップ角を与えて、この転動速度でのコーナリングフォースの周波数応答特性（距離周波数に関する応答特性）を求めることができる。さらに、この転動速度でのコーナリングフォースの周波数応答特性から、スリップ角入力の変動に対するコーナリングフォースの応答性を表す伝達関数の各係数を同定することで、タイヤに発生するコーナリングパワーやタイヤ横剛性の評価を行なうことができる。逆にいえば、本発明のタイヤ特性判定方法によると、タイヤ特性の評価に一般的に用いられている室内コーナリング走行試験機を用い、タイヤ特性を評価するために一般的に実施する評価を行なうために得た情報を用いて、従来評価してきた一般的に知られたタイヤ特性に加えて、さらに、タイヤ固有の走行安定性能も同時に評価することができるのである。コーナリングフォースの周波数応答特性から、タイヤに発生するコーナリングパワーやタイヤ横剛性の評価を行なう方法については、例えば、本願出願人による先の出願である特願２００６−１０７２５７号等に詳述している。

本実施形態において、条件設定部４２では、タイヤ１２の転動速度の条件を８０〜１２０ｋｍ／ｈの範囲にある所定速度に設定する。タイヤ１２の転動速度の条件を８０〜１２０ｋｍ／ｈの範囲で設定するのは、車両の操縦安定性が問題となる実際の走行速度における、タイヤ固有の走行安定性を判定するためである。ランプ入力するスリップ角の条件として、例えば、スリップ角０（°）から０．２５（ｓ）間かけてスリップ角１．０（°）に変化させた後、少なくとも１．０（ｓ）間以上、スリップ角１．０（°）の状態を維持させる条件を設定する。タイヤへの負荷荷重は、例えば、フィードバック制御によって、例えば４０００（Ｎ）と一定値を保つように設定する。また、本実施形態では、１つの測定対象タイヤに対して、後述するステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の処理を繰り返す回数も、併せて設定する。

条件の設定の後、タイヤ１２が転動され、負荷荷重およびタイヤ横力の計測が開始される（ステップＳ１０４）。タイヤ１２の転動および計測は、動作制御部４４が、条件設定部４２で設定された、タイヤ１２の転動速度とスリップ角と負荷荷重それぞれの条件に基づき、コーナリング試験機１４の各部の動作を制御することで行なわれる。

タイヤ１２が転動され、負荷荷重およびタイヤ横力の計測が開始されると、データ取得部４６が、各種計測データをそれぞれ時系列に取得する（ステップＳ１０６）。具体的には、荷重・変位センサ３５によって計測される上記負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報を、荷重・変位センサ３５から時系列に取得し、また、横力センサ３４によって計測される上記タイヤ横力の大きさを表すタイヤ横力情報を、横力センサ３４から時系列に取得する。負荷荷重およびタイヤ横力の計測が開始され、負荷荷重情報およびタイヤ横力情報が取得されている最中、動作制御部４４と荷重付加機構３３とによって、現在の負荷荷重が予め設定された負荷荷重に近付くように、フィードバック制御が常に行なわれる。すなわち、動作制御部４４は、後述のデータ取得部４６が取得した、タイヤ１２にかかる現在の付加荷重の大きさを表す情報を逐次受け取り、タイヤ１２にかかる負荷荷重の大きさが、条件設定部４２で設定された大きさに近付くよう、ロッド３１を介してタイヤ１２に付加する荷重の大きさを常時調整する。

図４（ａ）および（ｂ）は、装置１０において計測された各種データの一例について示している。図４（ａ）は、装置１０においてタイヤ１２に入力されるスリップ角の時系列変動と、データ取得部４６が横力センサ３４から取得するタイヤ横力の時系列変動とを示すグラフである。また、図４（ｂ）は、タイヤ横力の時系列変動と、データ取得部４６が荷重・変位センサ３５から取得するタイヤ負荷荷重の時系列変動とを示すグラフである。図４（ｂ）に示すように、タイヤ１２にかかる負荷荷重は、条件設定部で設定した設定値に対して、微小な増減を繰り返している。このような負荷荷重の時系列の変動は、タイヤの不均一性や上記フィードバック制御を行なうことで生じるものである。

次に、判定手段５０の変動量導出部５２が、データ取得部４６から送られた各時系列情報を取得し、取得した時系列の負荷荷重情報から、負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出し、また、取得した時系列のタイヤ横力情報から、タイヤ横力情報の時系列の変動の大きさを表すタイヤ横力変動量を導出する（ステップＳ１０８）。変動量導出部５２は、スリップ角が設定値に達した後の所定の時間範囲における時系列の負荷荷重情報から、負荷荷重変動量を導出する。また、変動量導出部５２は、スリップ角が設定値に達した後の所定の時間範囲における時系列のタイヤ横力情報から、タイヤ横力変動量を導出する。例えば、設定されているランプ入力の条件における、スリップ角が所定値に到達するタイミングから、０．１（ｓ）経過した時点を起点に、この起点から０．９（ｓ）の間を、負荷荷重変動量およびタイヤ横力変動量を導出するための上記所定時間範囲Ｓ（図４（ｂ）参照。なお、図４（ｂ）では約０．７５（ｓ）にわたる範囲のみ図示している）に設定する。

図５は、図４（ｂ）に示す、時系列の負荷荷重情報と時系列のタイヤ横力情報のグラフについて、所定時間範囲Ｓの部分を拡大して示している。本実施形態では、変動量導出部５２が負荷荷重変動量を導出する際、まず、負荷荷重情報の時系列変動のグラフにおける極大値と、その極大値と隣り合った極小値との差ｄ_１〜ｄ_ｎを、所定時間範囲Ｓにおける全て（ｎ個）の極大値（および極小値）について求める。次に、求めた差ｄ_１〜ｄ_ｎの平均値を負荷荷重変動量とする。タイヤ横力変動量についても同様に、隣り合った極大値と極小値との差の平均値を導出し、タイヤ横力変動量とする（図５には図示せず）。本実施形態における負荷荷重変動量は、負荷荷重が設定値に達した後に、フィードバック制御によって負荷荷重を一定値（設定値）に近付くよう常に制御している際の、負荷荷重の微小な変動の大きさを表す値である。そして、本実施形態におけるタイヤ横力変動量は、フィードバック制御にともなう負荷荷重の微小な変動に応じて生じる、タイヤ横力の微小な変動の大きさを表す値である。導出した負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とは、メモリ１９に一旦記憶される。

次に、例えばＣＰＵ１７によって、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の一連の動作が、ステップＳ１０２において設定された回数だけ実施されたか否か判定される（ステップＳ１１０）。設定された回数実施されていない場合は、ステップＳ１１０の判定はＮｏとなり、タイヤ１２について再度ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理を繰り返す。ステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の処理は、ステップＳ１１０の判定がＹｅｓとなるまで、繰り返し実施される。本実施形態では、タイヤ１２について、例えば５回、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理を繰り返す。本実施形態では、上述のように、負荷荷重の変動は、タイヤの不均一性やフィードバック制御にともなう負荷荷重の微小な変動に応じて生じるものであり、常に一定の変動が発生するわけではない。すなわち、負荷荷重の変動を繰り返し測定すれば、測定のたびに負荷荷重の変動状態は変わり、負荷荷重変動量の値も変化する。当然、負荷荷重の変動にともなって生じるタイヤ横力の変動状態も変わり、タイヤ横力変動量の値も変化する。

次に、判定手段５０の評価値導出部５４が、繰り返しのたびに変動量導出部５２で導出されて記憶された、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とをメモリ１９から受け取り、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とに基く評価値を導出する（ステップＳ１１２）。本実施形態では、評価値として、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との複数（本実施形態では、具体的には３個）の組み合わせから、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との関係を近似して表す近似関数を導出し、この近似関数を用いて評価値を求める。具体的には、近似関数として一次関数を用い、最小二乗法などを用いて、負荷荷重変動量を変数としたタイヤ横力変動量を表す近似関数の傾きを求め、この傾きを評価値とする。このようにして求めた評価値は、負荷荷重の微小な変動の大きさの程度に応じた、タイヤ１２に発生するタイヤ横力の変動の大きさの程度を、精度良く表しているといえる。

判定手段５０の判定部５６は、導出した評価値に基いて、判定対象タイヤであるタイヤ１２が、所望の特性を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１４）。本実施形態では、判定部５６は、タイヤ１２が十分な走行安定性を有しているか否かを判定する。本実施形態では、具体的には、予め装置１０を用いて求めた、所定の標準タイヤについての評価値を基準値として（予めメモリ１９に記憶されている）、この基準値とタイヤ１２について求めた評価値とを比較して、この比較結果に応じて判定する。なお、基準値とは、装置１０を用いて上記ステップＳ１０２〜Ｓ１１２と同様の処理を行って得られた、上記標準タイヤについての評価値のことである。そして、標準タイヤとは、実際に車両に装着した際、この車両の走行安定性能（操縦安定性能）が既知であるタイヤであり、標準的な走行安定性能を有するタイヤである。

すなわち、標準タイヤとは、例えば実車フィーリング試験など、比較的多くの時間や手間をかけて、タイヤ固有の走行安定性能が予め確認されているタイヤである。本実施形態では、測定対象タイヤについて求めた評価値が、基準値より大きい場合は、測定対象タイヤは十分な走行安定性能を有さないタイヤであると判定する。また、測定対象タイヤについて求めた評価値が、基準値より小さい場合は、測定対象タイヤは十分な走行安定性能を有するタイヤであると判定する。

最後に、判定部５６における判定結果を、例えばディスプレイ１８に表示出力する（ステップＳ１１６）。この際、ディスプレイ１８には、判定部５６における判定結果の他、図４〜図５に示すグラフなど、判定手段５０の各部の処理によって導出された各情報などを、それぞれ表示出力してもよい。

次に、タイヤ軸２２と代用路面２４との離間距離を時系列にモニターしながら、現在の離間距離が予め設定された離間距離に近付くように、タイヤ軸２２の変位量に基いた制御（変位制御）を行なう、本願発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態も、第１の実施形態と同様、図３に示すフローチャートに沿って実施される。以下、図３に示すフローチャートを参照し、第２の実施形態の、特に第１の実施形態と異なる部分について説明する。

まず、条件設定部４２が、代用路面２４上を転動しているタイヤ１２に与えるスリップ角の条件や、タイヤ１２の転動速度の条件、タイヤ軸２２と代用路面２４との離間距離の条件等を設定する（ステップＳ１０２）。また、１つの判定対象タイヤ１２に対して実施する、後述のステップＳ１０４〜Ｓ１０８の一連の処理の繰り返し回数についても設定しておく。なお、第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様、タイヤのコーナリングフォースの周波数応答特性を求めることを可能とするため、いわゆるランプ入力で、タイヤ１２に対してスリップ角を入力する。

第２の実施形態においても、条件設定部４２では、タイヤ１２の転動速度の条件を８０〜１２０ｋｍ／ｈの範囲にある所定速度に設定する。ランプ入力するスリップ角の条件として、例えば、スリップ角０（°）から０．２５（ｓ）間かけてスリップ角１．０（°）に変化させた後、少なくとも１．０（ｓ）間以上、スリップ角１．０（°）の状態を維持させる条件を設定する。また、例えば１５インチサイズのタイヤについて評価する場合、離間距離の条件として、離間距離２８９（ｃｍ）から２９９（ｃｍ）の範囲を、０．２（ｓ）周期で繰り返し往復する条件を設定する。この離間距離の条件に応じて各部が動作することで、装置１０では、タイヤへの負荷荷重が、例えば４０００（Ｎ）を基準値として、この基準値を中心に、±２０％〜３０％の範囲で比較的大きく変動する。

条件の設定の後、タイヤ１２が転動され、負荷荷重およびタイヤ横力の計測が開始される（ステップＳ１０４）。タイヤ１２の転動および計測は、設定部４２で設定された、タイヤ１２の転動速度とスリップ角と負荷荷重それぞれの条件に基づき、動作制御部４４が、条件コーナリング試験機１４の各部の動作を制御することで行なわれる。

タイヤ１２が転動され、負荷荷重およびタイヤ横力の計測が開始されると、データ取得部４６が、各種計測データをそれぞれ時系列に取得する（ステップＳ１０６）。具体的には、荷重・変位センサ３５によって計測される上記負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報を、荷重・変位センサ３５から時系列に取得し、また、横力センサ３４によって計測される上記タイヤ横力の大きさを表すタイヤ横力情報を、横力センサ３４から時系列に取得する。負荷荷重およびタイヤ横力の計測が開始され、負荷荷重情報およびタイヤ横力情報が取得されている最中、動作制御部４４と荷重付加機構３３とによって、現在の離間距離（変位量）が予め設定された離間距離（変位量）に近付くように、タイヤにかかる負荷荷重の制御が常に行なわれる。すなわち、動作制御部４４は、後述のデータ取得部４６が取得した、タイヤ１２にかかる現在の付加荷重の大きさを表す情報を逐次受け取り、タイヤ１２にかかる負荷荷重の大きさが、条件設定部４２で設定された大きさに近付くよう、ロッド３１を介してタイヤ１２に付加する荷重の大きさを常時調整する。

図６（ａ）および（ｂ）は、第２の実施形態において、装置１０で計測された各種データの一例について示している。図６（ａ）は、装置１０においてタイヤ１２に入力されるスリップ角の時系列変動と、データ取得部４６が横力センサ３４から取得するタイヤ横力の時系列変動とを示すグラフである。また、図６（ｂ）は、タイヤ横力の時系列変動と、データ取得部４６が荷重・変位センサ３５から取得するタイヤ負荷荷重の時系列変動とを示すグラフである。図６（ｂ）に示すように、タイヤ１２にかかる負荷荷重は、基準荷重を中心に、基準荷重の±２０％〜３０％の範囲で変動している。

次に、判定手段５０の変動量導出部５２が、データ取得部４６から送られた各時系列情報を取得し、取得した時系列の負荷荷重情報から、負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出し、また、取得した時系列のタイヤ横力情報から、タイヤ横力情報の時系列の変動の大きさを表すタイヤ横力変動量を導出する（ステップＳ１０８）。第２の実施形態でも、変動量導出部５２が負荷荷重変動量を導出する際、まず、負荷荷重情報の時系列変動のグラフにおける極大値と、その極大値と隣り合った極小値との差ｄ_１〜ｄ_ｎを、所定時間範囲Ｓにおける全て（ｎ個）の極大値（および極小値）について求め、求めた差ｄ_１〜ｄ_ｎの平均値を負荷荷重変動量とする。タイヤ横力変動量についても同様に、隣り合った極大値と極小値との差の平均値を導出し、タイヤ横力変動量とする（図６（ｂ）には図示せず）。

本実施形態における負荷荷重変動量は、車両を装着したタイヤにかかる負荷荷重の一般的な大きさである１０００（Ｎ）〜６０００（Ｎ）にある基準値を中心として、この基準値のプラスマイナス２０〜３０％の範囲にある、比較的大きな変動の大きさを表す値である。そして、本実施形態におけるタイヤ横力変動量は、比較的大きな変動に応じて生じる、タイヤ横力の比較的大きな変動の大きさを表す値である。導出した負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とは、メモリ１９に一旦記憶される。

次に、例えばＣＰＵ１７によって、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の一連の動作が、ステップＳ１０２において設定された回数だけ実施されたか否か判定される（ステップＳ１１０）。設定された回数実施されていない場合は、ステップＳ１１０の判定はＮｏとなり、タイヤ１２について再度ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理を繰り返す。ステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の処理は、ステップＳ１１０の判定がＹｅｓとなるまで、繰り返し実施される。本実施形態では、タイヤ１２について、例えば５回、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理を繰り返す。第２の実施形態では、上述のように、変位量に基いて負荷する荷重を制御することで、負荷荷重の大きさを変動させており、負荷荷重の時系列の変動は、常に一定ではない。すなわち、負荷荷重の変動を繰り返し測定すれば、測定のたびに負荷荷重の変動状態は変わり、負荷荷重変動量の値も変化する。当然、負荷荷重の変動にともなって生じるタイヤ横力の変動状態も変わり、タイヤ横力変動量の値も変化する。

次に、判定手段５０の評価値導出部５４が、繰り返しのたびに変動量導出部５２で導出されて記憶された、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とをメモリ１９から受け取り、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量とに基く評価値を導出する（ステップＳ１１２）。第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、評価値として、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との複数（本実施形態では、具体的には３個）の組み合わせから、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との関係を近似して表す近似関数を導出し、この近似関数を用いて評価値を求める。例えば、近似関数として一次関数を用い、最小二乗法などを用いて、負荷荷重変動量を変数としたタイヤ横力変動量を表す近似関数の傾きを求め、この傾きを評価値とする。このようにして求めた評価値は、負荷荷重の比較的大きな変動の大きさの程度に応じた、タイヤ１２に発生するタイヤ横力の変動の大きさの程度を、精度良く表しているといえる。

以降、第１の実施形態と同様に、判定手段５０の判定部５６が、導出した評価値に基いて、判定対象タイヤであるタイヤ１２が、所望の特性を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１４）。例えば、予め装置１０を用いて求めた、所定の標準タイヤについての評価値を基準値として（予めメモリ１９に記憶されている）、この基準値とタイヤ１２について求めた評価値とを比較して、この比較結果に応じて判定する。そして、第１の実施形態と同様に、測定対象タイヤについて求めた評価値が、基準値より大きい場合は、測定対象タイヤは十分な走行安定性能を有さないタイヤであると判定する。また、測定対象タイヤについて求めた評価値が、基準値より小さい場合は、測定対象タイヤは十分な走行安定性能を有するタイヤであると判定する。

最後に、判定部５６における判定結果を、例えばディスプレイ１８に表示出力する（ステップＳ１１６）。この際、ディスプレイ１８には、判定部５６における判定結果の他、図６に示すグラフなど、判定手段５０の各部の処理によって導出された各情報などを、それぞれ表示出力してもよい。

このような評価値を用いてタイヤ固有の走行安定性能を評価する本願発明（第１の実施形態および第２の実施形態それぞれ）は、車両の走行中、タイヤに係る負荷荷重の変動に応じて、タイヤに発生するコーナリングフォースが必要以上に変動しては、コーナリング時の車両の挙動が不安定になるとの着想を元になされたものである。本願発明者は、タイヤにかかる負荷荷重の変動に対する、タイヤに発生するコーナリングフォースの安定の程度（変動の程度）が、当該タイヤを車両に装着し該車両を走行させた際の操縦安定性の程度に直接影響することを発想し、この発想に基いて、タイヤ固有の走行安定性能を簡単かつ高精度に評価する方法を鋭意検討することで、本願発明を創作したのである。この際、本願発明者は、従来の室内コーナリング試験機によって従来から行なわれているタイヤ試験の際に得られたデータのうち、これまでは意味が無いと思われていた、例えばフィードバック制御にともなう負荷荷重の変動成分と、タイヤ横力の変動成分との関係に着目した。本願発明者は、例えば後述の確認実験を行なうことで、これらの変動成分の対応関係と、その対応関係の表す物理的な意味とを確認し、本願発明を創作するに至った。本願発明は、本願発明者による多くの試行錯誤の結果、創作されたものである。

本実施形態の装置１０は、従来の室内コーナリング試験機を用いて簡単に構成することができ、さらに、本実施形態の判定方法は、従来の室内コーナリング試験機によって従来から行なわれているタイヤ試験の際に得られたデータを用いて実施することができる。本発明を用いれば、従来に比べて、手間や時間およびコストをそれほど増加させることなく、タイヤ固有の走行安定性能を高精度に判定することができる。本発明のタイヤ特性判定方法を用いれば、例えば、タイヤの開発において作製される、それぞれ異なる仕様（構造や材料物性が異なる）のタイヤ試作品の１つ１つについて、多大な時間や手間をかけて実車フィーリング試験をすることなく、従来の室内コーナリング試験機によって従来から行なわれているタイヤ試験の際に得られたデータを用いて、各仕様毎に、タイヤ固有の走行安定性能を高精度に判定し、十分な走行安定性を有するタイヤの仕様を選別することができる。

以上、装置１０を用いて行なう本発明のタイヤ特性の評価方法および装置について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明における評価値としては、負荷荷重変動量を変数としたタイヤ横力変動量を表す近似関数の傾きを評価値とすることに限定されない。例えば、実際に測定対象タイヤを車両に装着し、この車両がコーナリング走行を行なった際に発生すると想定される所定の負荷荷重変動量における、タイヤ横力の変動量の大きさを、評価値として用いてもよい。例えば、負荷荷重変動量は、負荷荷重情報の平均値（基本的に、設定した負荷荷重に相当）の５〜３０％にある際の、タイヤ横力の変動量の大きさを評価値として用いればよい。また、特に第１の実施形態において、負荷荷重変動量が、負荷荷重情報の平均値（基本的に、設定した負荷荷重に相当）の５％にある際の、タイヤ横力の変動量の大きさを評価値として用いればよい。また、測定対象タイヤに与えるスリップ角入力をランプ入力とせず、一定のスリップ角のまま時系列の変動情報を取得してもよい。また、負荷荷重変動量および横力変動量（コーナリングフォース変動量）は、時系列の情報の変動の大きさを表す情報であればよく、隣り合う極大値と極小値の差の大きさの最大値であることに限定されない、例えば、負荷荷重変動量として、隣り合う極大値と極小値の差の大きさの平均値などを用いてもよい。

以降、本願発明の効果を確認するために行なった確認実験の内容および結果について記載しておく。この確認実験では、２種類のタイヤＡおよびＢそれぞれについて、タイヤ固有の走行安定性を評価するための２種類の評価実験を行なった。評価実験の１つは実車フィーリング試験であり、もう１つが、上記第１の実施形態に対応する評価であり、上記装置１０を用いた評価値の導出試験である。実車フィーリング試験では、所定の評価車（国産乗用車）のタイヤ装着位置全てに、同一種類（同一仕様）の複数の対象タイヤ（タイヤＡまたはタイヤＢ）を順に装着し、この車両を、フィーリング試験に適当な能力を有する（専門の訓練を受けた）評価者に運転操作してもらい、所定の走行コースを走行してもらった。そして、この車両の運転操作において評価者が感じた車両の操縦安定性の程度を、評価者自身に相対評価してもらった。具体的には、対象タイヤＡを装着した場合に比べて、タイヤＢを装着した際の操縦安定性の程度が、タイヤＡの場合と比べて高くなったか低くなったか判断してもらった。タイヤＡおよびタイヤＢともに、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５と同一であり、各タイヤを装着しているリムの仕様も１５×６ＪＪと全て同一とした。また、走行開始時点におけるタイヤの空気圧も２００ｋＰａと全て一定に設定した。

点数の基準として、タイヤＡを装着した場合の操縦安定性の程度を３点とし、タイヤＡの方が操縦安定性が高いと感じた場合は、タイヤＢの点数を３点より低くした。一方、タイヤＢの方が操縦安定性が高いと感じた場合は、タイヤＢの点数を３点より高くした。具体的には、タイヤＡの方が操縦安定性が高いと感じた場合は、タイヤＢの点数は２．５点とした。また、タイヤＢの方が操縦安定性が高く、その操縦安定性能の差が、プロドライバーならば感じる程度である場合は、タイヤＢの点数を３．５点とした。また、タイヤＢの方が操縦安定性が高く、その操縦安定性能の差が、一般のドライバーであっても感じる程度である場合は、タイヤＢの点数を４．０点とした。採点の結果、タイヤＢの点数は３．５点であり、元々与えられているタイヤＡの点数である３点に比べて、若干高い点数が得られた。すなわち、実車フィーリング試験の結果では、タイヤＡに比べてタイヤＢの方が、操縦安定性は若干向上しているという結果であった。

タイヤＡおよびタイヤＢともに、２層のスチールベルトと２層のポリエステルカーカスコードから構成されており、ベルト端とベルト層全面を覆うナイロンコードからなる２層のベルトカバー層を有している。タイヤＡとタイヤＢの構造上の相違点は、タイヤＡのビードフィラー高さが３０ｍｍであるのに対し、タイヤＢのビードフィラー高さを４０ｍｍと比較的高くしている点のみである。ビードフィラー高さが比較的高いと、操縦安定性能が比較的高くなることが一般的に知られており、上記実車フィーリング試験の結果は、一般的な傾向とよく一致しているといえる。

一方、上述の装置１０を用いた評価値の導出試験では、タイヤＡおよびタイヤＢのそれぞれについて、ステップＳ１０２〜ステップＳ１１２の処理を実施し、タイヤＡおよびタイヤＢそれぞれについて評価値を導出した。評価値としては、上述の、負荷荷重変動量を変数としたタイヤ横力変動量を表す近似関数（一次関数）の傾きの大きさを求めた。評価値としては、加えて、負荷荷重変動量が負荷荷重の平均値の１０％である際の、タイヤ横力変動量の大きさも求めた。下記表１は、この評価値の導出試験の結果、および上記実車フィーリング試験の結果について、まとめて示した表である。なお、下記表１では、負荷荷重変動量が負荷荷重の平均値の１０％である際のタイヤ横力変動量の大きさについて、タイヤＡを１００とし、タイヤＢはタイヤＡに対する指数で表している。なお、図７は、装置１０を用いて得られた、それぞれ異なる仕様の２つのタイヤＡおよびタイヤＢそれぞれについての、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との複数（本実施形態では、具体的には３個）の組み合わせについて示すグラフである。図７には、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との関係を近似して表す近似関数（一次の近似関数）についても、それぞれ示している。

表１および図７に示すグラフからもわかるように、装置１０を用いて導出した評価値は、タイヤＢの方がタイヤＡに比べて小さくなっている。評価値が小さいほど、コーナリング中に生じるタイヤ横力の変動は小さく、タイヤを装着した車両の操縦安定性は高いといえる。装置１０を用いて導出した上記実施形態における評価値は、負荷荷重の微小な変動の大きさの程度に応じた、タイヤ１２に発生するタイヤ横力の変動の大きさの程度を精度良く表している。装置１０を用いた評価結果は、上記実車フィーリング試験の結果とよく一致しており、装置１０を用いて、タイヤ固有の走行安定性能が評価できるといえる。

なお、タイヤＡが標準タイヤであり、タイヤＡの評価値、例えば一次関数の傾きが、メモリ１９に予め記憶されているとする。この場合、タイヤＢについて上記ステップＳ１０２〜ステップＳ１１４を実施すると、測定対象タイヤであるタイヤＢは、十分な走行安定性能を有するタイヤであると判定されることになる。例えば実車フィーリング試験などでタイヤ固有の走行安定性能が予め確認されている、標準タイヤについての評価値が予め既知である場合（すなわち、基準値が設定できれば）、本発明の判定方法および判定装置を用いることで、測定対象タイヤについては、実車フィーリングなどの手間や時間がかかる試験を実施することなく、タイヤ固有の走行安定性についての正確な判定結果を得ることができることが確認できた。

以上、本発明のタイヤ特性判定方法およびタイヤ特性判定装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

本発明のタイヤ特性判定装置の一例について説明する概略構成図である。 図１に示すタイヤ特性判定装置の、測定・判定ユニットについて説明する概略構成図である。 本発明のタイヤ特性判定方法の一例のフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、図１に示すタイヤ特性判定装置において計測された各種データの一例について示しており、（ａ）は、測定タイヤに入力されるスリップ角の時系列変動とタイヤ横力の時系列変動とを示すグラフであり、（ｂ）は、タイヤ横力の時系列変動とタイヤ負荷荷重の時系列変動とを示すグラフである。 図４（ｂ）に示す、時系列の負荷荷重情報と時系列のタイヤ横力情報のグラフについて、所定時間範囲Ｓの部分を拡大して示している。 （ａ）および（ｂ）は、図１に示すタイヤ特性判定装置において計測された各種データの他の例について示しており、（ａ）は、測定タイヤに入力されるスリップ角の時系列変動とタイヤ横力の時系列変動とを示すグラフであり、（ｂ）は、タイヤ横力の時系列変動とタイヤ負荷荷重の時系列変動とを示すグラフである。 図１に示すタイヤ特性判定装置を用いて得られた、それぞれ異なる仕様の２つのタイヤＡおよびタイヤＢそれぞれについての、負荷荷重変動量とタイヤ横力変動量との複数の組み合わせについて示すグラフである。

符号の説明

１０ タイヤ特性判定装置
１２ タイヤ
１４ コーナリング試験機
１６ 測定・判定ユニット
１７ ＣＰＵ１７
１８ ディスプレイ
１９ メモリ
２０ ベルト
２２ タイヤ軸
２４ 代用路面
２６ 駆動ユニット
２８ ローラ対
２９ スリップ角調整アクチュエータ
３１ ロッド
３２ タイヤ軸支持部材
３３ 荷重付加機構
３４ 横力センサ
３５ 荷重センサ
４０ 測定手段
４２ 条件設定部
４４ 動作制御部
４６ データ取得部
５０ 判定手段
５２ 変動量導出部
５４ 評価値導出部
５６ 判定部

Claims (13)

1. タイヤ固有の特性を判定する方法であって、
   タイヤを接地面に接地させて前記タイヤを所定の転動速度で転動させつつ、前記タイヤに所定のスリップ角入力を与えた状態で、前記タイヤにかかる負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報、および前記タイヤに発生するコーナリングフォースの大きさを表すコーナリングフォース情報、をそれぞれ時系列に取得するステップと、
   取得した時系列の前記負荷荷重情報から、前記負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出するとともに、取得した時系列の前記コーナリングフォース情報から、前記コーナリングフォース情報の時系列の変動の大きさを表すコーナリングフォース変動量を導出するステップと、
   前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量とに基く評価値を求めるステップと、
   前記評価値と予め設定された基準値とを比較し、前記タイヤが所望の特性を満たすタイヤであるか否かを、比較結果に応じて判定するステップと、
   を有することを特徴とするタイヤ特性判定方法。
2. 前記取得するステップでは、
   前記タイヤにかかる前記負荷荷重が、前記タイヤに負荷荷重を付与するための負荷荷重付与機構によって与えられ、
   前記負荷荷重付与機構は、前記取得するステップの最中、先に取得した前記負荷荷重情報に応じて前記タイヤにかかる前記負荷荷重の大きさを一定の値に近付ける、フィードバック制御を実施することを特徴とする請求項１記載のタイヤ特性判定方法。
3. 前記取得するステップでは、
   前記タイヤにかかる前記負荷荷重が、前記タイヤに負荷荷重を付与するための負荷荷重付与機構によって与えられ、
   前記負荷荷重付与機構は、前記取得するステップの最中、前記負荷荷重の大きさを時系列に変動させることを特徴とする請求項１記載のタイヤ特性判定方法。
4. 前記取得するステップでは、
   前記タイヤのタイヤ軸と前記接地面との離間距離を時系列に計測し、現在の前記離間距離が予め定められた時系列条件に応じた距離となるよう、
   前記負荷荷重付与機構が、先に取得した前記離間距離の情報に応じて、前記負荷荷重の大きさを時系列に変動させることを特徴とする請求項３記載のタイヤ特性判定方法。
5. 前記評価値を求めるステップに先がけて、前記取得するステップと前記導出するステップとを複数回繰り返し実施する繰り返しステップを有し、
   前記評価値を求めるステップでは、前記繰り返しステップにおいて前記導出するステップを実施するたびに求めた、前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量との複数の組み合わせから、前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量との関係を近似して表す近似関数を導出し、
   この近似関数を用いて、前記評価値を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ特性判定方法。
6. 前記関数は一次関数であり、
   前記負荷荷重変動量を変数とした前記コーナリングフォース変動量を表す前記近似関数の傾きを、前記評価値として求めることを特徴とする請求項５記載のタイヤ特性判定方法。
7. 前記評価値を求めるステップでは、前記負荷荷重変動量が所定範囲にある際の前記コーナリングフォース変動量を、前記評価値として求め、
   前記所定範囲は、前記負荷荷重情報の平均値の５〜３０％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ特性判定方法。
8. 前記評価値を求めるステップでは、前記負荷荷重変動量が所定値である際の前記コーナリングフォース変動量を、前記評価値として求め、
   前記所定値は、前記負荷荷重情報の平均値の５％であることを特徴とする請求項７記載のタイヤ特性判定方法。
9. 前記判定するステップでは、求めた前記評価値と予め設定された基準値とを比較し、
   比較結果に応じて前記タイヤの操縦安定性の程度を分類し、分類結果を出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のタイヤ特性判定方法。
10. 前記基準値は、前記操縦安定性の程度が既知である基準タイヤについて求めた、前記基準タイヤについての前記評価値であることを特徴とする請求項９記載のタイヤ特性判定方法。
11. 前記所定のスリップ角の大きさは、１〜３（°）であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のタイヤ特性判定方法。
12. 前記所定の速度が８０〜１２０（ｋｍ／ｈ）であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のタイヤ特性判定方法。
13. タイヤ固有の特性を判定する装置であって、
    タイヤを接地面に接地させて前記タイヤを所定の転動速度で転動させつつ、前記タイヤに所定のスリップ角入力を与えた状態で、前記タイヤにかかる負荷荷重の大きさを表す負荷荷重情報、および前記タイヤに発生するコーナリングフォースの大きさを表すコーナリングフォース情報、をそれぞれ時系列に取得する情報取得部と、
    取得した時系列の前記負荷荷重情報から、前記負荷荷重情報の時系列の変動の大きさを表す負荷荷重変動量を導出するとともに、取得した時系列の前記コーナリングフォース情報から、前記コーナリングフォース情報の時系列の変動の大きさを表すコーナリングフォース変動量を導出する変動量導出部と、
    前記負荷荷重変動量と前記コーナリングフォース変動量とに基く評価値を求める評価値導出部と、
    前記評価値と予め設定された基準値とを比較し、前記タイヤが所望の特性を満たすタイヤであるか否かを、比較結果に応じて判定する判定部と、
    を有することを特徴とするタイヤ特性判定装置。

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