JP2012002755A - タイヤの氷上制動性能の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦係数やスリップ率の計測精度を高めて、氷上制動性能の評価を正確に行う。
【解決手段】制動手順は、前記タイヤを、初期速度ｖａから中間速度ｖｂまで小な第１の減速巾Δｖ１にて段階的に減速させる第１のステップ制動と、前記中間速度ｖｂから大な第２の減速巾Δｖ２にて段階的に減速させる第２のステップ制動とからなる。減速の各段階では、それぞれのステップ速度ｖにて４０秒以上６０秒以下の走行時間Δｔを走行させる。評価手順では、減速の各段階毎に、前記走行時間Δｔのうちで３０秒以降に測定された上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖとから得られた摩擦係数μとスリップ率Ｓとを平均して平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とを減速の各段階毎に求める平均化ステップと、平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とをプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線から氷上制動性能を評価する評価ステップとを具える。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤの氷上制動性能を高精度で評価しうるタイヤの氷上制動性能の評価方法に関する。

例えば下記の特許文献１には、タイヤの氷上性能の評価方法が開示されている。この評価方法では、内周面を氷結路面とした円筒状のドラムを用い、このドラムの回転速度を一定とすると共に、この氷結路面上を走行するタイヤの走行速度を次第に減速して制動し、そのときタイヤと氷結路面との間に発生する摩擦係数μと、タイヤのスリップ率Sとの関係を計測し、これによりタイヤの氷上での制動特性を評価している。

しかし、このようにタイヤの走行速度を連続的に減速させる場合、前後力が大きく変化する状況下で上下荷重が変動するため、摩擦係数μを正確に計測することができず、μ−S特性が、例えば図７（B)の比較例４に示すように、実車のものから大きく外れるなど、氷上制動性能を精度良く評価できないという問題がある。

そこで本発明者は、タイヤの走行速度を連続的に減速させるのではなく、段階的に減速させるステップ制動を行い、減速の各段階において摩擦係数とスリップ率とを計測することを提案した。しかしこの場合、下記に示す如き解決すべき新たな問題が発生する。

即ち、走行速度の減速巾が小さいと、タイヤが停止に至るまでの走行テストの時間が長くなり、氷結路面上の氷が摩擦熱で解け出して路面状態の変化を招く。そのため摩擦係数を正確に計測することが難しくなる。特にスリップ率が５０％より高いところでは、融解した水が抵抗となって前後力が増加するため、摩擦係数は実車試験のものよりも高く計測される傾向となる。又減速巾が大きい場合、路面状態の変化は少ないものの、摩擦係数のピーク時或いはその近辺を計測することができなくなり、同様に氷上制動性能の評価を正確に行うことができなくなる。又減速の各段階においては、それぞれの走行時間Δｔのうちの最初の２０秒間程度は、上下荷重、前後力、走行速度がともに安定せず、摩擦係数やスリップ率に誤差が生じる。

特開２００７−０７８６６７号公報

そこで本発明は、小な第１の減速巾にて段階的に減速させる第１のステップ制動と、大な第２の減速巾にて段階的に減速させる第２のステップ制動とによってタイヤの制動を行うことを基本として、摩擦係数のピーク時或いはその近辺を確実に計測しながら、走行テスト全体の時間を短縮して路面状態の変化を抑えることができ、摩擦係数やスリップ率の計測精度を高めて、氷上制動性能の評価を正確に行いうるタイヤの氷上制動性能の評価方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、内周面を氷結路面とした円筒状のドラムを一定の速度Ｖｏで回転させつつ、前記氷結路面上を走行するタイヤを制動する制動手順、
前記制動中のタイヤの氷結路面に対する摩擦係数μとスリップ率Ｓとをそれぞれ測定する測定手順、
及び前記測定された摩擦係数μとスリップ率Ｓとを用いて氷上制動性能を評価する評価手順を具えるとともに、
前記制動手順は、前記氷結路面上を走行するタイヤを、初期速度ｖａから中間速度ｖｂまでを第１の減速巾Δｖ１毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させる第１のステップ制動と、前記中間速度ｖｂから停止状態又は略停止状態までを前記第１の減速巾Δｖ１よりも大きい第２の減速巾Δｖ２毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させる第２のステップ制動とからなり、かつ減速の各段階では、それぞれのステップ速度ｖにて４０秒以上６０秒以下の走行時間Δｔを走行させ、
前記測定手順では、減速の各段階毎に、それぞれタイヤに作用する上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖを前記走行時間Δｔの時間経過とともに測定し、次式（１）、（２）を用いて摩擦係数μとスリップ率Ｓとを時間経過に沿って算出し、
μ＝Ｆｘ／Ｆｚ −−−（１）
Ｓ＝（Ｖｏ−ｖ）／Ｖｏ −−−（２）
前記評価手順では、減速の各段階毎に、前記走行時間Δｔのうちで３０秒以降に測定された上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖとから得られた摩擦係数μとスリップ率Ｓとを平均して平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とを減速の各段階毎に求める平均化ステップと、
前記平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とをプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線から氷上制動性能を評価する評価ステップとを具えることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記評価ステップでは、平均スリップ率Ｓ０をＸ軸、平均摩擦係数μ０をＹ軸にプロットしてμ０−Ｓ０曲線を求め、平均スリップ率Ｓ０が０〜５０％の区間におけるμ０−Ｓ０曲線とＸ軸との間の面積によって氷上制動性能を評価することを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記ドラムの速度Ｖｏは、２５〜３５ｋｍ／ｈの範囲から選択され、前記初期速度ｖａは、前記速度Ｖｏの９８〜９５％の範囲から選択され、前記第１の減速巾Δｖ１は、１．２５〜１．７５ｋｍ／ｈの範囲から選択され、前記第２の減速巾Δｖ２は、前記第１の減速巾Δｖ１の２〜２．５倍の範囲から選択され、前記中間速度ｖｂは、前記第１の減速巾Δｖ１の整数倍かつ前記速度Ｖｏの５５〜６５％の範囲から選択されることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、制動手順として、初期速度ｖａから中間速度ｖｂまでは、小な第１の減速巾Δｖ１毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させている。即ち、摩擦係数の変化が大きくかつ摩擦係数のピークが現れる低スリップ率側では、小な減速巾にて密に計測しうるため、摩擦係数のピーク或いはその近辺を捉えることができる。又中間速度ｖｂからは、大な第２の減速巾Δｖ２毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させている。即ち、摩擦係数の変化が小さい高スリップ率側では、大な減速巾にて粗く計測しうるため、走行テスト全体の時間を短縮することができ、路面状態の変化及びそれに伴う測定誤差の発生を低く抑えることが可能となる。

又評価手順では、減速の各段階における走行時間Δｔのうちで、３０秒以降に測定された上下荷重と前後力及びステップ速度ｖとから得られた摩擦係数μとスリップ率Ｓとを平均して平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とを各段階毎に求める平均化ステップを含む。前述の如く、走行時間Δｔのうちの最初の２０秒間程度は、上下荷重、前後力、走行速度が安定しない範囲であり、従って、この範囲を避けた３０秒以降で測定した上下荷重、前後力、ステップ速度は、誤差の少ない安定したものであり、又これらから得られた摩擦係数μとスリップ率Ｓとを平均した平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０は、さらに誤差を減じた安定した値となりうる。従ってこの平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とをプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線は、実車の氷上制動試験によるμ−Ｓ曲線に近似したものとなり、タイヤの氷上制動性能をより正確に評価することができる。

本発明のタイヤの氷上制動性能の評価方法を実施するための氷上試験装置を概念的に示す側面図である。 制動手順の一例を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）は、スリップ率５％の段階において測定した摩擦係数μと走行時間Δｔとの関係、及びスリップ率Ｓと走行時間Δｔとの関係を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）は、スリップ率５％の段階において測定した上下荷重Ｆｚと走行時間Δｔとの関係、及び前後力Ｆｘと走行時間Δｔとの関係を示すグラフである。 μ０−Ｓ０曲線を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１及び比較例１〜２におけるμ０−Ｓ０曲線を示すグラフである。 （Ａ）は、比較例３におけるμ０−Ｓ０曲線を示すグラフ、（Ｂ）は比較例４におけるμ−Ｓ曲線を示すグラフである。 平均スリップ率０〜５０％の区間におけるμ０−Ｓ０曲線とＸ軸との間の面積Ｇと、実車のＡＢＳ制動距離との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本発明のタイヤの氷上制動性能の評価方法を実施するための氷上試験装置１を概念的に示す側面図であって、前記氷上試験装置１は、内周面を氷結路面２ｓとした円筒状のドラム２と、前記ドラム２を水平方向の軸心ｊ２周りで回転可能に支持するドラム支持手段３と、前記氷結路面２ｓに対して、タイヤＴの外周面を所定の荷重で接触させながら前記タイヤＴを水平方向の軸心ｊＴ周りに回転可能に支持するタイヤ支持手段４とを具える。

前記ドラム２は、鋼製の円筒状のドラム本体２Ａと、このドラム本体２Ａの一側面を閉じる側壁体２Ｂとを具え、他側面側はタイヤＴを出し入れするための開口５とするとともに該開口５の周縁には小高さのフランジ部５ｆを設けている。

又前記ドラム支持手段３は、ドラム２の前記側壁体２Ｂに一端部が固定される支持軸３Ａと、この支持軸３Ａを軸受けを介して回転自在に支持する支持台３Ｂと、前記支持軸３Ａを回転駆動する駆動手段３Ｃとを具える。前記駆動手段３Ｃは、モータＭを含み、このモータＭの回転速度を制御することにより前記ドラム２の回転速度も調節自在としている。

前記ドラム本体２Ａの内周面側には、周方向に連続する滑らかな氷結路面２ｓが形成される。この氷結路面２ｓは、前記氷上試験装置１を設置する実験室の室温を０℃以下（例えば−５℃）に設定した後、前記ドラム２を回転させながら水を注入することにより形成される。具体的には、ドラム２を、その内周面の速度が５０〜１００ｋｍ／ｈの範囲となる高速回転域にて回転させながら、ドラム２内に水を適宜注入する。そして、この注入した水を遠心力によって前記内周面に均等に貼り付けながら凍結させ、これを繰り返すことで氷厚さが例えば２０〜５０ｍｍの氷盤を形成する。その後、ドラム回転状態にて切削バイトを用いて氷盤表面を薄く削り取ることにより、ドラム２と同心な滑らかな氷結路面２ｓを形成する。

又前記タイヤ支持手段４は、本例では、基台１０と、この基台１０上にドラム軸方向にスライド移動可能に支持される支持台１１と、該支持台１１にシリンダ１２を介して昇降自在に取り付く支持アーム１３と、該支持アーム１３の下端部に軸受けを介して連結される水平なタイヤ支持軸１４とを具える。そして、このタイヤ支持手段４は、前記シリンダ１２によって支持アーム１３を上下動させることにより、前記タイヤ支持軸１４に回転自在に保持するタイヤＴを、前記氷結路面２ｓに対して所定の荷重で押し付けうるとともに、その時の荷重量を調整することができる。

なお前記支持アーム１３には、前記タイヤ支持軸１４の回転速度、ひいてはタイヤＴの外周面の走行速度を自在にコントロールしうるタイヤ速度制御手段１５が取り付く。このタイヤ速度制御手段１５は、例えば周知のモータ及び制動装置を含んで構成される。又前記タイヤ支持軸１４には、タイヤＴに作用する上下荷重Ｆｚ及び前後力Ｆｘを測定するための荷重センサ、本例では６分力計が取り付けられる。

次に、タイヤの氷上制動性能の評価方法を説明する。この評価方法は、内周面を氷結路面２ｓとした前記ドラム２を一定の速度Ｖｏ（氷結路面２ｓの周速度Ｖｏ）で回転させつつ前記氷結路面２ｓ上を走行するタイヤＴを制動する制動手順Ｋ１、前記制動中のタイヤＴの氷結路面２ｓに対する摩擦係数μとスリップ率Ｓとをそれぞれ測定する測定手順Ｋ２、及び前記測定された摩擦係数μとスリップ率Ｓとを用いて氷上制動性能を評価する評価手順Ｋ３を具える。

前記制動手順Ｋ１では、タイヤＴの走行速度を連続的に減速させるのではなく、段階的に減速させるステップ制動を行う。具体的には、図２に示すように、前記氷結路面２ｓ上を走行するタイヤＴを、初期速度ｖａから中間速度ｖｂまでを第１の減速巾Δｖ１毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させる第１のステップ制動Ｋ１Ａと、前記中間速度ｖｂから停止状態又は略停止状態までを前記第１の減速巾Δｖ１よりも大きい第２の減速巾Δｖ２毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させる第２のステップ制動Ｋ１Ｂとを行う。

一般に、氷結路面におけるタイヤの摩擦係数μは、スリップ率Ｓが０〜３０％の範囲で大きく変化し、又摩擦係数μのピークは、スリップ率Ｓが５〜１０％の範囲において現れる傾向がある。従って、初期速度ｖａから中間速度ｖｂまでを、小な第１の減速巾Δｖ１毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させ、摩擦係数μの変化が大きくかつ摩擦係数μのピークが現れる低スリップ率側を密に計測することで、摩擦係数μの変化を精度良く検出することができる。これに対して、中間速度ｖｂから停止状態又は略停止状態までは、大な第２の減速巾Δｖ２毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させ、摩擦係数の変化が小さい高スリップ率側を粗く計測する。これにより、検出精度を維持しながら走行テスト全体の時間を短縮することができ、摩擦による氷の融解などの路面状況の変化、及びそれに起因する誤差を減じることができる。なお当然ではあるが、前記中間速度ｖｂが前記第２の減速巾Δｖ２の倍数の場合には、中間速度ｖｂから停止状態まで段階的に減速されるが、中間速度ｖｂが第２の減速巾Δｖ２の倍数とならない場合、停止状態に最も近づく第２の減速巾Δｖ２の倍数の段階まで、即ち略停止状態まで段階的に減速される。

そのためには、前記初期速度ｖａを、前記ドラム２の氷結路面２ｓの速度Ｖｏの９８〜９５％の範囲から選択し、かつ前記中間速度ｖｂを、前記速度Ｖｏの５５〜６５％の範囲から選択するのが好ましい。前記初期速度ｖａが前記速度Ｖｏの９５％より小、及び前記中間速度ｖｂが前記速度Ｖｏの６５％より大の場合、摩擦係数μの大きな変化、及びそのピークを捉えることが難しくなる。又中間速度ｖｂが前記速度Ｖｏの５５％より小の場合、走行テスト全体の時間短縮が不充分となり、路面状況の変化を充分に抑えることが難しくなる。なお初期速度ｖａとして、前記速度Ｖｏの９８〜９５％の範囲とし、かつ該速度Ｖｏから第１の減速巾Δｖ１を減じた値（ｖａ＝Ｖｏ−Δｖ１）を設定するのが、速度コントロールの観点からより好ましい。

又前記第１の減速巾Δｖ１は、１．２５〜１．７５ｋｍ／ｈの範囲から選択され、かつ第２の減速巾Δｖ２は、前記第１の減速巾Δｖ１の２．０〜２．５倍の範囲から選択されるのが好ましい。前記第１の減速巾Δｖ１が１．２５ｋｍ／ｈより小さいと、摩擦係数が高い状態にて路面が長い時間磨かれることとなるため、摩擦係数が低下する側に路面状況が変化してしまい、逆に１．７５ｋｍ／ｈを越えると、減速巾が粗すぎて摩擦係数μの大きな変化やピークを捉えることが難しくなる。又第２の減速巾Δｖ２が第１の減速巾Δｖ１の２倍未満では、走行テスト全体の時間が不必要に増加し、氷を融解させるなどの路面状況の変化を招き、逆に２．５倍を越えると計測間隔が粗すぎて検出精度に悪影響を及ぼす。

又前記ドラム２の前記速度Ｖｏとしては、従来と同様２５〜３５ｋｍ／ｈの範囲が好ましく採用しうる。なお前記図２には、速度Ｖｏ＝３０ｋｍ／ｈ、初期速度ｖａ＝２８．５ｋｍ／ｈ（即ち、ｖａ／Ｖｏ＝０．９５）、中間速度ｖｂ＝１８ｋｍ／ｈ（即ち、ｖｂ／Ｖｏ＝０．６０）、減速巾Δｖ１＝１．５ｋｍ／ｈ、減速巾Δｖ２＝３．０ｋｍ／ｈ（即ち、Δｖ２／Δｖ１＝２．０）とした好ましい場合が示されている。

又前記制動手順Ｋ１では、減速の各段階において、それぞれのステップ速度ｖにて４０秒以上６０秒以下の走行時間Δｔを走行させる。

次に、前記測定手順Ｋ２では、減速の各段階毎に、それぞれタイヤＴに作用する上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖを前記走行時間Δｔの時間経過とともに測定し、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、摩擦係数μとスリップ率Ｓとを時間経過に沿って算出する。なお摩擦係数μとスリップ率Ｓとは、次式（１）、（２）を用いて算出しうる。
μ＝Ｆｘ／Ｆｚ −−−（１）
Ｓ＝（Ｖｏ−ｖ）／Ｖｏ −−−（２）
ここで、タイヤＴの走行速度を段階的に減速させた場合、減速の各段階においては、それぞれの走行時間Δｔのうちの最初の２０秒間程度は、上下荷重Ｆｚ、前後力Ｆｘ、走行速度が安定しない傾向にある。図４（Ａ）、（Ｂ）は、初期速度ｖａの段階（即ちスリップ率５％の段階）において測定した上下荷重Ｆｚ、及び前後力Ｆｘを示し、０〜約２０秒の範囲では、上下荷重Ｆｚ、及び前後力Ｆｘが安定しないのが確認できる。そのため、上下荷重Ｆｚ、前後力Ｆｘ、走行速度から算出される摩擦係数μ及びスリップ率Ｓも、前記図 ３（Ａ）、（Ｂ）の如く０〜約２０秒の範囲で変動して誤差が発生する傾向にある。

そのため前記制動手順Ｋ１では、前記走行時間Δｔを４０秒以上として摩擦係数μ及びスリップ率Ｓを安定させることが必要となる。しかし走行時間Δｔが長すぎると、走行テスト全体の時間が増加して路面状態の変化を招く。従って、前記走行時間Δｔの上限は、６０秒以下に規制される。

次に、前記評価手順Ｋ３では、減速の各段階毎に、前記走行時間Δｔのうちで３０秒以降に測定された上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖとから得られた摩擦係数μとスリップ率Ｓとを平均して平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とを減速の各段階毎に求める平均化ステップＫ３Ａと、前記平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とをプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線から氷上制動性能を評価する評価ステップＫ３Ｂとを具える。

前述した如く、走行時間Δｔのうちの最初の２０秒間程度は、上下荷重Ｆｚ、前後力Ｆｘ、走行速度が安定しない範囲である。従って、この範囲を避けた３０秒以降で測定した上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖから得られる摩擦係数μ、及びスリップ率Ｓをそれぞれ平均した平均摩擦係数μ０、及び平均スリップ率Ｓ０は、より誤差が少なく安定した値であって、減速の各段階における代表の摩擦係数、及びスリップ率となりうる。なお精度の観点から、前記走行時間Δｔは４０秒以上、５０秒以上が好ましい。

そしてこの代表の摩擦係数、及びスリップ率である平均摩擦係数μ０、及び平均スリップ率Ｓ０をプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線（図５に例示する。）は、実車の氷上制動試験によるμ−Ｓ曲線に近似したものとなり、タイヤの氷上制動性能をより正確に評価することができる。

なお前記評価ステップＫ３Ｂでは、平均スリップ率Ｓ０をＸ軸、平均摩擦係数μ０をＹ軸にプロットしてμ０−Ｓ０曲線を求め、前記平均スリップ率Ｓ０が０〜５０％の区間におけるμ０−Ｓ０曲線とＸ軸との間の面積Ｇの値によって、氷上制動性能を数値化して評価することができる。このように数値化することで、サイズや種類の異なるタイヤ同士の氷上制動性能を比較することが可能となる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す氷上試験装置を用い、市販の乗用車用ラジアルタイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５）の氷上制動性能を、表１に示す仕様にてテストした。そして、減速の各段階毎に、平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とを求めるとともに、その平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とをプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線を、それぞれ図６、７に示している。なお実験室の室温及び氷結路面の温度は−５℃、タイヤの内圧は２００ｋＰａ、タイヤへの負荷荷重は、後述する実車の制動試験において車両の前輪タイヤに負荷される荷重と一致させるために、４．２４ｋＮに設定された。

又比較のため、実質的に同じタイヤを内圧２００ｋＰａの条件にて、車両（乗用車２０００ｃｃ、ＦＲ車）の全輪に装着し、気温−５℃の環境下で、初速度３０ｋｍ／ｈにて平滑な氷結路面に進入し、ＡＢＳを有効にした状態にて制動試験を実施した。そして非接触速度計を用いて車両速度を計算するとともに、ＡＢＳ信号の回転パルスから車輪タイヤの速度を計算し、これらの結果から、実車におけるμ−Ｓ特性を求め、前記氷上試験装置を用いて求めたμ０−Ｓ０曲線と比較した。

次に、トレッドパターンが異なる３種類のタイヤ（サンプルタイヤ１〜３）に対し、前記氷上試験装置を用いて、前記実施例１の仕様にて氷上制動性能テストを行い、μ０−Ｓ０曲線を求めた。そして、平均スリップ率Ｓ０が０〜５０％の区間におけるμ０−Ｓ０曲線とＸ軸との間の面積Ｇを求め、サンプルタイヤ１を１００とする指数によって評価した。又前記サンプルタイヤ１〜３に対して、実車の制動試験を行い、制動距離を求めるとともに、サンプルタイヤ１を１００とする指数によって評価した。そして、その結果を、図８に示すように、氷上試験装置を用いた氷上制動性能テストによる評価をＹ軸、実車の制動試験による評価をＸ軸とした座標系にプロットし比較した。

図６、７に示すように、実施例１の場合、実車のμ−Ｓ特性に近いμ０−Ｓ０曲線を得ることができるのが確認できる。又比較例１の場合、ステップ制動が一つかつ減速巾Δｖが狭いため、早期に氷が解けて路面状態が変化してしまい、正確な摩擦係数を計測することができなくなるのが確認できる。特にスリップ率２０％付近では、摩擦係数が高い状態にて路面が長い時間磨かれた結果、実車のμ−Ｓ特性よりも摩擦係数が低下してしまい、逆にスリップ率５０％より高い所では、融解した水が抵抗となって前後力Ｆｘを増加させ、摩擦係数が見かけ上大きく現れている。又比較例２の場合、ステップ制動が一つかつ減速巾Δｖが広いため、摩擦係数の大きな変化やピークを捉えることができず、正確な摩擦係数を計測することができなくなる。又比較例３の場合、適正な減速巾Δｖを有するもののステップ制動が一つであるため、比較例１と同様に、テスト中に氷が解けて路面状態が変化してしまい、正確な摩擦係数を計測することができなくなる。又比較例４の場合、タイヤの走行速度を連続的に減速させているため、前後力が大きく変化する状況下で上下荷重も変動するため、摩擦係数を正確に計測することができない。

又平均スリップ率Ｓ０が０〜５０％の区間におけるμ０−Ｓ０曲線とＸ軸との間の面積Ｇ（便宜上、μ０−Ｓ０曲線の面積Ｇという場合がある。）を指標とする場合、図８に示すように、ＡＢＳを用いた実車の制動試験に近い氷上性能を示すことができる。即ち、実車の制動試験を行うことなく、タイヤのＡＢＳ制動性能を予測することが可能となる。

２ ドラム
２ｓ 氷結路面
Ｋ１ 制動手順
Ｋ１Ａ 第１のステップ制動
Ｋ１Ｂ 第２のステップ制動
Ｋ２ 測定手順
Ｋ３ 評価手順
Ｋ３Ａ 平均化ステップ
Ｋ３Ｂ 評価ステップ
Ｔ タイヤ

Claims (3)

1. 内周面を氷結路面とした円筒状のドラムを一定の速度Ｖｏで回転させつつ、前記氷結路面上を走行するタイヤを制動する制動手順、
   前記制動中のタイヤの氷結路面に対する摩擦係数μとスリップ率Ｓとをそれぞれ測定する測定手順、
   及び前記測定された摩擦係数μとスリップ率Ｓとを用いて氷上制動性能を評価する評価手順を具えるとともに、
   前記制動手順は、前記氷結路面上を走行するタイヤを、初期速度ｖａから中間速度ｖｂまでを第１の減速巾Δｖ１毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させる第１のステップ制動と、前記中間速度ｖｂから停止状態又は略停止状態までを前記第１の減速巾Δｖ１よりも大きい第２の減速巾Δｖ２毎のステップ速度ｖにて段階的に減速させる第２のステップ制動とからなり、かつ減速の各段階では、それぞれのステップ速度ｖにて４０秒以上６０秒以下の走行時間Δｔを走行させ、
   前記測定手順では、減速の各段階毎に、それぞれタイヤに作用する上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖを前記走行時間Δｔの時間経過とともに測定し、次式（１）、（２）を用いて摩擦係数μとスリップ率Ｓとを時間経過に沿って算出し、
   μ＝Ｆｘ／Ｆｚ −−−（１）
   Ｓ＝（Ｖｏ−ｖ）／Ｖｏ −−−（２）
   前記評価手順では、減速の各段階毎に、前記走行時間Δｔのうちで３０秒以降に測定された上下荷重Ｆｚと前後力Ｆｘ、及びステップ速度ｖとから得られた摩擦係数μとスリップ率Ｓとを平均して平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とを減速の各段階毎に求める平均化ステップと、
   前記平均摩擦係数μ０と平均スリップ率Ｓ０とをプロットしてなるμ０−Ｓ０曲線から氷上制動性能を評価する評価ステップとを具えることを特徴とするタイヤの氷上制動性能の評価方法。
2. 前記評価ステップでは、平均スリップ率Ｓ０をＸ軸、平均摩擦係数μ０をＹ軸にプロットしてμ０−Ｓ０曲線を求め、平均スリップ率Ｓ０が０〜５０％の区間におけるμ０−Ｓ０曲線とＸ軸との間の面積によって氷上制動性能を評価することを特徴とする請求項１記載のタイヤの氷上制動性能の評価方法。
3. 前記ドラムの速度Ｖｏは、２５〜３５ｋｍ／ｈの範囲から選択され、前記初期速度ｖａは、前記速度Ｖｏの９８〜９５％の範囲から選択され、前記第１の減速巾Δｖ１は、１．２５〜１．７５ｋｍ／ｈの範囲から選択され、前記第２の減速巾Δｖ２は、前記第１の減速巾Δｖ１の２〜２．５倍の範囲から選択され、前記中間速度ｖｂは、前記第１の減速巾Δｖ１の整数倍かつ前記速度Ｖｏの５５〜６５％の範囲から選択されることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの氷上制動性能の評価方法。

Images