JP2016505851A - 屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデル - Google Patents

Abstract

拡張可能な車両モデル（「ＳＶＭ」）上の、広範囲のサイズのタイヤの屋内シミュレーションテストのためのタイヤテストシステムと方法が開示される。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１２年１２月２８日に出願された米国特許仮出願第６１／７４６９１３号の優先権を主張するものであり、この開示の全文は参照により本明細書に組み入れられるものとする。

タイヤ製造業者は、タイヤの摩耗テストをたびたび実施している。タイヤのトレッド摩耗は、タイヤ構造とトレッド成形材料の他に、環境要素（気温及び降雨など）、運転者の過酷度（運転スタイル及び走行経路の構成など）、舗装特性、タイヤ及び車両の動的特性（重量、重心位置、操作中の荷重移動、ステアリング運動特性等）などのような多数の変数の影響を受けることがある。タイヤのトレッド摩耗を正確に計測し、様々なタイヤモデルの間で比較するために、テストは、環境、運転者の過酷度、舗装、及び車両による影響を一定に保ってトレッド摩耗の結果に偏りがないように行われなければならない。車両特性は、タイヤの摩耗率に重要な影響を及ぼし、不規則摩耗傾向の原因となり得る。テストに使われる全てのタイヤが、同一の車両モデルで評価される限り、その車両によって生じる偏りは、テストされる全てのタイヤモデルに対して等しいことになる。

相手先ブランド製造（「ＯＥＭ」）タイヤのようなタイヤには、具体的に特定の車両のために開発されるものもある。この場合、タイヤテストは特有のＯＥＭ車両で行われるべきであり、又は、屋内のテスト装置で行うなら、車両が正確にシミュレートされるべきである。しかしながら、多くのタイヤが摩耗したり、又はダメージを受けたＯＥＭタイヤの代替えとして設計されていて、これらのタイヤは「交換タイヤ」と呼ばれている。交換タイヤは、具体的に１つの特定の車両に対して開発されることはなく、むしろ極めて多様なタイヤサイズと対応する許容荷重を含む車両の市場区分全体に向けて開発される。種々のサイズと異なるタイヤ荷重の要件は、普通は異なる車両でのテストを必要とすることになり、それらの車両は異なるバラスト条件を持ち得る。そうなった場合には、車両間での偏りとテストタイヤの摩耗特性とが分離しがたい。屋内テストのために、あるセグメント（例えば前輪駆動のセダン又はピックアップトラック）の車両の「代表的な」車両モデルを作成すること、またそれが異なる荷重に対して連続的に拡張可能であることが望ましい。

タイヤテストシステムと方法は、拡張可能な車両モデル（「ＳＶＭ」）上で広範囲のサイズのタイヤの屋内シミュレーションテストを可能とし、車両間の偏り無しにタイヤ特性の計測を可能とする必要がある。

一実施形態では、屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデル（ＳＶＭ）を作成するための方法が提供され、方法は、様々な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選択することと、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、及び車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義することと、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、ＳＶＭの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価することであって、Ｐ（Ｗ）が少なくとも１つの車両のモデルパラメータであり、Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの多項式関数としての回帰係数であり、Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、ことと、を含む。一実施形態では、Ｃ_ｎ（Ｗ）は、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３に等しい。別の実施形態では、方法はＷの関数としてＳＶＭを作成することを更に含んでもよい。別の実施形態では、方法は、更に、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価を車両ダイナミックソフトウェアに実装することと、車両ダイナミックソフトウェアを用いてＳＶＭを少なくとも１つの操作に適用し、ＳＶＭの少なくとも１つのタイヤのタイヤ荷重経緯を決定することと、を含んでもよい。

別の実施形態では、屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデル（ＳＶＭ）を作成する方法が提供され、方法は、様々な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選択することと、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、及び車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義することと、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、ＳＶＭの総重量（「Ｗ］）の関数としての回帰分析を通して少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価することであって、Ｐ（Ｗ）が少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であって、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３、に等しく、Ａが上下動とステアリング角の少なくとも１つを含む独立変数である、ことと、車両ダイナミックソフトウェアを用いて、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価をインプットすることと、を含む。

別の実施形態では、屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデル（ＳＶＭ）を作成する方法が提供され、方法は、様々な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選択することと、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、及び車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両のモデルパラメータを定義することと、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、ＳＶＭの総重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価することであって、Ｐ（Ｗ）が少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であって、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３、に等しく、Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、ことと、車両ダイナミックソフトウェアを用いて、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価をインプットすることと、ＳＶＭを車両ダイナミックソフトウェアの少なくとも１つの操作に適用して、加速度、減速度、及び横方向加速度のうちの少なくとも１つを決定することと、ＳＶＭの各ホイールのホイール荷重履歴を作成することと、ＳＶＭをＷの関数として拡張可能に作成することと、を含む。

明細書に編入され、その一部をなす添付図面は、多様な例示的方法、データセット、及び結果を説明し、そして単に多様な例示的実施形態を説明するために使われる。図面では同じ要素は同じ参照番号を有する。
データセットのＰ（Ｗ）回帰分析による例示的結果の説明である。 データセットのＰ（Ｗ）回帰分析による例示的結果の説明である。 データセットのＰ（Ｗ）回帰分析による例示的結果の説明である。 屋内タイヤテストのためのＳＶＭを作成する例示的方法４００の説明である。 屋内タイヤテストのためのＳＶＭを作成する例示的方法５００の説明である。 屋内タイヤテストのためのＳＶＭを作成する例示的方法６００の説明である。

交換タイヤは、ある範囲の重量、リムサイズ、サスペンション形状、ステアリング形状等を有する車両のセグメントに適合するように構成され得る。交換タイヤは、その車両のセグメントに最良の摩耗特性をもたらすように最適化され得る。

実車における交換タイヤのテストでは、テスト結果に影響する車両による偏りが引き起こされる。すなわち、タイヤが車両Ａでテストされれば、車両Ａの重量、リムサイズ、サスペンション形状、ステアリング形状等が、タイヤの摩耗特性に車両Ｂとは異なった影響を及ぼすことがある。

各車両セグメント内のＳＶＭは、徐々に連続的に拡張可能として車両セグメントの一般的な特性を反映すると、車両セグメント内の多様な車両の任意の代替えとして使用され得る。車両Ａ、車両Ｂ等のＳＶＭによる代替によって、交換タイヤの屋内テストから車両による偏りが除去され、個々の車両Ａ、車両Ｂ等毎での交換タイヤの実際のテストの必要がなくなる。

多様な車両セグメントを使用することができる。可能な車両セグメントには例として、後輪駆動（「ＲＷＤ」）ピックアップトラック、前輪駆動（「ＦＷＤ」）セダン、及び大型スポーツ用多目的車（「ＳＵＶ」）が挙げられる。ＵＴＱＧテスト要件は、車両セグメントによって異なることがある。例えば、ＲＷＤピックアップトラックでは前後バラスト５０／５０が要求されることがある。別の例として、ＦＷＤセダンは空車に加えてドライババラストが必要となることがある。一実施形態では、任意の多様な車両セグメントが作成されて解析され得る。別の実施形態では、任意の多様な交換タイヤが適用され得る意図する車両に基づいて車両セグメントが作成されてもよい。一実施形態では、ある車両セグメントの多様な車両が多様な重量であり得る。

多様な重量を有する多くの車両を表す特定の車両セグメントの決定又は選択に続いて、車両のホイールべース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、及び車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つ含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義することができる。一実施形態では、少なくとも以下の車両モデルパラメータが定義される。すなわち、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンション剛性、車両のサスペンション運動特性、車両の静的アライメント、車両のステアリング運動特性、車両の前後重量分布、車両の前後ブレーキ割当て、車両上のタイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両の補助ロール剛性、及び車両のばね下質量、である。

一実施形態では、ＳＶＭを開発するにあたって、少なくとも１つの車両モデルパラメータのうちのいくつかは、車両間で固定される。このようなモデルパラメータには、車両の重量分布、前後ブレーキの割当て、及びサスペンションの静的アライメントが含まれ得る。

一実施形態では、ＳＶＭを開発するにあたって、少なくとも１つの車両モデルパラメータのうちのいくつかは、車両間で拡張可能である。モデルパラメータには、ホイールベース、ホイールトラック、重心位置、空力抵抗、サスペンション剛性、ロール剛性、サスペンション運動特性、及びタイヤ剛性が含まれ得る。

一実施形態では、選択された車両セグメントの各車両が、車両の車両総重量に関連して少なくとも１つの車両モデルパラメータについて分析される。

図１は、データセットの回帰分析による例示的結果を説明している。データセットは、車両総重量に対する前部サスペンション剛性を示している。例示的データセットに示された各点は、車両セグメントの車両とその車両総重量を表す。例えば、図１は、約１１，１２０Ｎ（２，５００ｌｂｆ）の車両総重量と、約２８．０Ｎ／ｍｍの前部サスペンション剛性とを有する車両を示している。別の例では、図１は、約１８，９０４Ｎ（４，２５０ｌｂｆ）の車両総重量と、約３５．０Ｎ／ｍｍの前部サスペンション剛性を有する車両を示している。車両のサスペンション剛性は、運転中にその車両のタイヤ内で経験される力の大きさに影響を及ぼすことがある。

前部サスペンション剛性データが回帰分析に適用され、Ｐ（Ｗ）を表す直線として示されるＳＶＭサスペンション剛性を作成する。一実施形態では、Ｐ（Ｗ）を表す直線が、１０，００８Ｎから２４，４６５Ｎ（２，２５０ｌｂｆから５，５００ｌｂｆ）までの任意の多様な重量におけるＳＶＭのサスペンション剛性を見積もるためにＳＶＭにて使用される。

図２は、データセットの回帰分析による例示的結果を説明している。データセットは、ある車両セグメントの様々な車両における上下動に対するキャンバーの変化を表す。例示的データに示す各直線は、車両セグメントの車両と、その上下動に対するその後部キャンバーの関係を表す。各車両の後部キャンバーは、その車両の上下動が約０ｍｍのとき、約０．０度である。例えば図２は、車両６が、その上下動が約５０ｍｍのとき、約−１．０度の後部キャンバーを有することを示している。車両の後部キャンバーは、運転中にその車両のタイヤ内で経験される傾斜角に対して影響することがある。

一実施形態では、少なくとも１つの車両モデルパラメータが、ＳＶＭの重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して特性評価される。一実施形態では、少なくとも１つの車両モデルパラメータが、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いる回帰分析を通して特性評価される。Ｐ（Ｗ）は少なくとも１つの車両モデルパラメータであってもよい。Ｃ_ｎ（Ｗ）は、Ｗの関数としての回帰係数であってもよく、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３に等しい。Ａは、上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数であってもよい。

上下動データに対する後部キャンバーの変化を回帰分析に適用し、Ｐ（Ｗ）を表す一連の直線として示されるＳＶＭ後部キャンバーの変化を作成する。Ｐ（Ｗ）を表す各直線は、特定の車両重量に関係する。一実施形態では、特定の車両重量のＰ（Ｗ）を表す直線が、その重量のＳＶＭの後部キャンバーの変化と上下動との間の関係を推定するために使用される。

一実施形態では、少なくとも１つの車両モデルパラメータのそれぞれは、図１に示す前部サスペンション剛性のデータ、又は図２に示す上下動に対する後部キャンバーの変化のデータのいずれかと同じように回帰分析を通して特性評価される。

図３は、図２に示したデータセットの回帰分析による例示的結果を示す。図３は、重量１６，６８０Ｎ（３，７５０ｌｂｆ）から１７，７９２Ｎ（４，０００ｌｂｆ）のＳＶＭの、ある車両セグメントの様々な車両の上下動に対する後部キャンバーの変化を、予備回帰分析によってプロットした回帰直線を示す。回帰直線はＰ（Ｗ）を表していて、ＳＶＭの上下動に対する後部キャンバーを決定するための拡張可能な線形の予測可能性を可能としている。

少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価に続いて、車両のダイナミックソフトウェアが特性評価のインプットに使用される。一実施形態では、車両のダイナミックソフトウェアは、「ＣａｒＳｉｍ」の名称のもとに、ＭｉｃｈｉｇａｎのＡｎｎ Ａｒｂｏｒ所在のＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。別の実施形態では、車両ダイナミックソフトウェアは、市場で入手可能なもの、又は専売の車両ダイナミックソフトウェアを含む任意の可能な車両ダイナミックソフトウェアである。

一実施形態では、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの、車両ダイナミックソフトウェアへのインプットは、代表的な重量の集合において拡張可能な車両特性を有する離散的なＳＶＭの構築のために使われてもよい。別の実施形態では、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの、車両ダイナミックソフトウェアへのインプットは、代表的なコーナー荷重の集合において拡張可能な車両特性を有する離散的なＳＶＭの構築のために使われてもよい。

一実施形態では、ＳＶＭは車両ダイナミックソフトウェア内に表され、そしてＳＶＭが一揃いの標準操作内でシミュレートされ、摩擦テストドラム上での屋内ＵＴＱＧ摩耗モデリングのための結果を提供する。別の実施形態では、車両ダイナミックソフトウェア内でＳＶＭが少なくとも１つの操作に適用され、加速度、減速度、及び横方向加速度のうちの少なくとも１つを決定する。ＳＶＭの各タイヤの荷重経歴が、車両ダイナミックソフトウェア内でのＳＶＭの少なくとも１つの操作への適用に基づいて作成され得る。

ＳＶＭの、車両ダイナミックソフトウェアの少なくとも１つの操作への適用に続いて、ＳＶＭ上で、タイヤ位置毎のタイヤ力と傾斜角のための少なくとも１つの式を作成することができる。一実施形態では、タイヤ力は、ＳＶＭの重力中心加速度、又は速度のうちの少なくとも１つの関数である。別の実施形態では、傾斜角は、ＳＶＭの重力中心加速度、又は速度のうちの少なくとも１つの関数である。

一実施形態では、少なくとも１つの式を作成することは、ＳＶＭの加速度の関数としてのタイヤ荷重の回帰曲線適合を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの式を作成することは、ＳＶＭの速度の関数としてのタイヤ荷重の回帰曲線適合を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの式を作成することは、ＳＶＭの経路曲率の関数としてのタイヤ荷重の回帰曲線適合を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの式を作成することは、ＳＶＭの加速度の関数としてのタイヤ傾斜角の回帰曲線適合を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの式を作成することは、ＳＶＭの速度の関数としてのタイヤ傾斜角の回帰曲線適合を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの式を作成することは、ＳＶＭの経路曲率の関数としてのタイヤ傾斜角の回帰曲線適合を含む。

一実施形態では、少なくとも１つの式は、屋内タイヤテスト装置の駆動に使用される。屋内タイヤテスト装置は、耐久性及び摩耗のうちの少なくとも１つのためにタイヤをテストすることができる。別の実施形態では、少なくとも１つの式が情報を有限要素解析にインプットするために使用される。

一実施形態では、少なくとも１つのシミュレートされた操作の間に、各タイヤによって経験される三方向の力（Ｆｘ、Ｆｙ、及びＦｚ）及び傾斜角を計測することにより、ＳＶＭが特性評価される。力Ｆｘは、接触区画にてタイヤに加えられ、タイヤの回転方向と平行な前後方向の力である。力Ｆｙは、接触区画にてタイヤに加えられ、タイヤの回転方向に直交する横方向の力である。力Ｆｚは、接触区画にてタイヤに加えられる垂直方向の力である。

一実施形態では、ＳＶＭは、三方向の力と傾斜角が計測される時に、車両の加速度（Ａｘ及びＡｙ）及び速度（Ｖｘ）を計測することによって特性評価される。加速度Ａｘは、車両の前後方向加速度である。加速度Ａｙは、車両の横方向加速度である。速度Ｖｘは、車両の前後方向速度である。

一実施形態では、車両加速度Ａｘ、Ａｙ及び速度Ｖｘと、各タイヤによって経験される三方向の力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ及び傾斜角と、を関係付ける式が作成される。一実施形態では、その式はＦｘ＝ｆ_１（Ａｘ、Ａｙ、Ｖｘ）；Ｆｙ＝ｆ_２（Ａｘ、Ａｙ、Ｖｘ）；Ｆｚ＝ｆ_３（Ａｘ、Ａｙ、Ｖｘ）；及びＩＡ＝ｆ_４（Ａｘ、Ａｙ，Ｖｘ）である。

一実施形態では、少なくとも１つのシミュレートされた操作でのＳＶＭによって経験される前後方向加速度Ａｘ及び横方向加速度Ａｙが計測される。別の実施形態では、少なくとも１つのシミュレートされた操作でのＳＶＭの前後方向速度Ｖｘが計測される。

一実施形態では、ＳＶＭが、シミュレートされた追加操作又は現実の追加操作を通して駆動されるとＳＶＭが経験することになる力と傾斜角を表す力のデータと傾斜角が予測される。一実施形態では、少なくとも１つのシミュレートされた操作でのＳＶＭの前後方向加速度Ａｘ、横方向加速度Ａｙ、及び前後方向速度Ｖｘは、任意に選択されたＳＶＭタイヤのための式Ｆｘ＝ｆ_１（Ａｘ、Ａｙ、Ｖｘ）；Ｆｙ＝ｆ_２（Ａｘ、Ａｙ、Ｖｘ）；Ｆｚ＝ｆ_３（Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ）；及びＩＡ＝ｆ_４（Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ）における車両の加速度Ａｘ、Ａｙ及び速度Ｖｘの代わりに用いられる。

一実施形態では、予測された力と傾斜角のデータが屋内摩耗テスト装置の駆動に使用される。タイヤの屋内摩耗テストは、摩耗テストドラムへのタイヤの適用を含んでもよい。タイヤは、車軸を含む機構に固定されるリムに装着されてもよい。タイヤは、所期の作動圧力又は任意の可能な所望の圧力に膨張されてもよい。摩耗テストドラムは、路面をシミュレートするように構成された回転する円筒表面を備えてもよい。タイヤを摩耗テストドラムに接触させ、路面上を作動するタイヤをシミュレートすることができる。機構は、特有の力と傾斜角を持ってタイヤを摩耗テストドラムに対して作用するように構成されてもよい。摩耗テストドラムに対するタイヤの作用力は、車両の重量、車両の積荷、車両の加速度、車両の減速度、車両の速度、車両のコーナリング等によるタイヤ荷重に相当するものでもよい。摩耗テストドラムに対するタイヤの作用傾斜角は、上下動、車両の重量、車両の加速度、車両の減速度、車両のコーナリング等によるタイヤの傾斜角に相当するものでもよい。

別の実施態様では、予測された力と傾斜角のデータは、屋内タイヤテスト装置の駆動に使用される。屋内タイヤテスト装置は、タイヤの耐久性をテストするように構成されてもよい。ある実施態様では、屋内タイヤテスト装置は、タイヤの摩耗をテストするように構成されている。別の態様では、予測された力と傾斜角のデータが、情報を有限要素解析にインプットするために使用される。

図４は、屋内タイヤテストのためのＳＶＭを作成する例示的方法４００を示している。方法は、多様な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選ぶこと（工程４０２）を含む。方法は、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、車両のばね下質量、車両のトランスミッションタイプ、車両の回生ブレーキ、及び車両のトルクベクタリング、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義すること（工程４０４）を含んでもよい。方法は、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、ＳＶＭの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価することであって、Ｐ（Ｗ）が少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であり、Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、こと（工程４０６）を含んでもよい。

図５は、屋内タイヤテストのためのＳＶＭを作成する例示的方法５００説明である。方法は、多様な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選ぶこと（工程５０２）を含む。方法は、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、車両のばね下質量、車両のトランスミッションタイプ、車両の回生ブレーキ、及び車両のトルクベクタリング、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義すること（工程５０４）を含んでもよい。方法は、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、ＳＶＭの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価することであって、Ｐ（Ｗ）が少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であって、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３に等しく、Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、こと（工程５０６）を含んでもよい。方法は、車両ダイナミックソフトウェアを用いて、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価をインプットすること（工程５０８）を含んでもよい。

図６は、屋内タイヤテストのためのＳＶＭを作成する例示的方法６００の説明である。方法は、多様な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選ぶこと（工程６０２）を含む。方法は、車両のホイールベース、車両のホイールトラック、車両の重心、車両のサスペンションコンプライアンス、車両のサスペンション運動特性、車両のサスペンションアライメント、車両のステアリング運動特性、車両の重量分布、車両のバラスト、車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、車両の空力抵抗、車両のフロント面積、車両の補助ロール剛性、車両の前後方向剛性、車両のコーナリングスティッフネス、車両のばね下質量、車両のトランスミッションタイプ、車両の回生ブレーキ、及び車両のトルクベクタリング、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義すること（工程６０４）を含んでもよい。方法は、等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、ＳＶＭの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価することであって、Ｐ（Ｗ）が少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であって、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３に等しく、Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、こと（工程６０６）を含んでもよい。方法は、車両ダイナミックソフトウェアを用いて、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価をインプットすること（工程６０８）を含んでもよい。方法は、ＳＶＭを車両ダイナミックソフトウェアの少なくとも１つの操作に適用して、加速度、減速度、及び横方向の加速度のうちの少なくとも１つを決定すること、及び、ＳＶＭの各ホイールのホイール荷重経歴を作成すること（工程６１０）、を含んでもよい。方法は、Ｗの関数としてのＳＶＭの拡張可能性を作成すること（工程６１２）を含んでもよい。

屋内摩耗テストへのＳＶＭの１つの適用は、トレッド摩耗についてのタイヤの相対的各付けのための米国運輸省道路交通局の統一タイヤ品質各付け（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｔｉｒｅ Ｑｕａｓｌｉｔｙ Ｇｒａｄｉｎｇ＝「ＵＴＱＧ」）標準のためということになる。交換タイヤの新たな系統やモデルの開発過程の間に、屋内摩耗テスト装置上で多数の異なるプロトタイプタイヤ設計並びに異なるサイズを速く正確に評価して、ＵＴＱＧトレッド摩耗グレードを予測することが望ましい。この目的のために、基準値に調整された、前後の等しいバラストを持つピックアップトラックの代わりとなるＳＶＭが必要である。ＵＴＱＧテストを受けるタイヤを、摩耗テストドラムを含む屋内テスト装置に配置してもよい。摩耗テストドラムは、タイヤに係合して路面をシミュレートする回転表面を備える。テスト装置は、タイヤと回転表面間の力を変化させる機構を備える。回転表面の速度も変化させることができる。

本明細書又は特許請求の範囲において、用語「包含する（includes）」又は「包含している（including）」が用いられる範囲内で、用語は、用語「含む（comprising）」が特許請求の範囲において慣用的な用語として使用される場合に解されるものと同様の扱いで包含することを意図する。更に、「又は」という用語が用いられる（例えば、Ａ又はＢ）範囲で、それは、「Ａ又はＢあるいは両方」を意味するよう意図される。当該出願人等が「Ａ又はＢのみで、両方ではない」ことを示すよう意図する場合には、「Ａ又はＢのみであるが両方ではない」という用語が用いられる。したがって、本明細書において用語「又は」の使用は、包含的な使用であって排他的な使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ、Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）参照。また、用語「中に（in）」又は「中へ（into）」が本明細書又は特許請求の範囲で使われる限り、これらは付加的に「上に（on）」又は「上へ（onto）」を意味することを意図する。用語「実質的に（substantially）」が本明細書又は特許請求の範囲で使われる限り、一実施形態では±０．６４センチメートル（０．２５インチ）となるタイヤ製造において可能な精度を考慮することを意図する。用語「選択的に（Selectively）」が本明細書又は特許請求の範囲で使われる限り、装置の使用者が、装置の使用において必要に応じて、又は所望に応じて、構成要素の働きや機能を作動又は停止させることができる構成要素の状態を指すことを意図する。用語「作動可能に接続される（Operatively connected)」が本明細書又は特許請求の範囲で使用される限り、識別された構成要素が、指定された機能を実行するように接続されていることを意味することを意図する。本明細書又は特許請求の範囲で使われる場合、単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」は複数を含む。最後に、用語「約（about）」が数値と合わせて使われる場合、その数値の±１０％を含むことを意味する。すなわち、「約１０」は９から１１を意味してもよい。

上述したように、本出願は、その実施形態の記載によって説明され、その実施形態は相当に詳細に記載されてきたが、添付の特許請求の範囲をかかる詳細な記載に制限する、又は如何なる形であってもそれに限定することは、本出願人らの意図するところではない。本出願の利益を享受する当業者には、追加の利点と改良が容易に姿を見せることになる。そのため、本出願は、そのより広範な態様において、特有の詳細、示された説明例、参照されたどのような装置にも限定されることがない。本出願人らの総体的な発明の概念の趣旨又は範囲から逸脱せずに、このような詳細、例、及び装置からの離脱がなされ得る。

Claims (20)

1. 屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデルを作成する方法であって、
   様々な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選択する工程と、
   前記車両のホイールベース、前記車両のホイールトラック、前記車両の重心、前記車両のサスペンションコンプライアンス、前記車両のサスペンション運動特性、前記車両のサスペンションアライメント、前記車両のステアリング運動特性、前記車両の重量分布、前記車両のバラスト、前記車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、前記車両の空力抵抗、前記車両のフロント面積、前記車両の補助ロール剛性、前記車両の前後方向剛性、前記車両のコーナリングスティッフネス、及び前記車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義する工程と、
   等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、拡張可能な車両モデルの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して前記少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価する工程であって、
   Ｐ（Ｗ）が前記少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、
   Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であり、
   Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、工程と、を含む、方法。
2. Ｃ_ｎ（Ｗ）がａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３に等しい、請求項１に記載の方法。
3. 車両ダイナミックソフトウェアを用いて、前記少なくとも１つのＷの関数としての拡張可能な車両モデルパラメータの前記特性評価をインプットする工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記車両ダイナミックソフトウェアが、ＣａｒＳｉｍと任意の他の車両ダイナミックソフトウェアのうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記拡張可能な車両モデルを、前記車両ダイナミックソフトウェアの少なくとも１つの操作に適用して、長手方向の加速度と減速度、横方向加速度、及び前記拡張可能な車両モデルの各タイヤのタイヤ荷重履歴、のうちの少なくとも１つを決定する工程を更に含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記拡張可能な車両モデルを、Ｗの関数として拡張可能に作成する工程を更に含む、請求項３に記載の方法。
7. 前記拡張可能な車両モデル上でのタイヤ位置毎のタイヤ力及び傾斜角の少なくとも１つの式を作成する工程を更に含み、前記タイヤ力及び傾斜角が前記拡張可能な車両モデルの加速度の関数である、請求項３に記載の方法。
8. 少なくとも１つの式を作成する工程が、前記拡張可能な車両モデルの加速度、速度、及び経路曲率の関数としてのタイヤ荷重の回帰曲線適合、並びに、前記拡張可能な車両モデルの加速度、速度、及び経路曲率の関数としてのタイヤ傾斜角の回帰曲線適合、のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの式を、屋内タイヤテスト装置の駆動及び有限要素解析への情報の提供のうちの少なくとも１つに使用する工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
10. 屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデルを作成する方法であって、
    様々な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選択する工程と、
    前記車両のホイールベース、前記車両のホイールトラック、前記車両の重心、前記車両のサスペンションコンプライアンス、前記車両のサスペンション運動特性、前記車両のサスペンションアライメント、前記車両のステアリング運動特性、前記車両の重量分布、前記車両のバラスト、前記車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、前記車両の空力抵抗、前記車両のフロント面積、前記車両の補助ロール剛性、前記車両の前後方向剛性、前記車両のコーナリングスティッフネス、及び前記車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義する工程と、
    等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、拡張可能な車両モデルの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して前記少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価する工程であって、
    Ｐ（Ｗ）が前記少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、
    Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であって、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３、に等しく、
    Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、工程と、
    車両ダイナミックソフトウェアを用いて、前記少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの前記特性評価をインプットする工程と、を含む方法。
11. 前記車両ダイナミックソフトウェアが、ＣａｒＳｉｍと任意の他の車両ダイナミックソフトウェアのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記拡張可能な車両モデルを、前記車両ダイナミックソフトウェアの少なくとも１つの操作に適用して、加速度、減速度、及び横方向加速度のうちの少なくとも１つを決定する工程と、前記拡張可能な車両モデルの各ホイールのホイール荷重履歴を作成する工程と、を更に含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記拡張可能な車両モデルを、Ｗの関数として拡張可能に作成する工程を更に含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記拡張可能な車両モデル上でのタイヤ位置毎のタイヤ力及び傾斜角の少なくとも１つの式を作成する工程を更に含み、前記タイヤ力及び傾斜角が前記拡張可能な車両モデルの重心加速度及び速度の関数である、請求項１０に記載の方法。
15. 少なくとも１つの式を作成する工程が、前記拡張可能な車両モデルの加速度、速度、及び経路曲率の関数としてのタイヤ荷重の回帰曲線適合、並びに、前記拡張可能な車両モデルの加速度、速度、及び経路曲率の関数としてのタイヤ傾斜角の回帰曲線適合、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記少なくとも１つの式を、屋内タイヤテスト装置の駆動及び有限要素解析への情報のインプットのうちの少なくとも１つに使用する工程を更に含む、請求項１４に記載の方法。
17. 屋内タイヤテストのための拡張可能な車両モデルを作成する方法であって、
    様々な重量を有する複数の個々の車両を表す車両セグメントを選択する工程と、
    前記車両のホイールベース、前記車両のホイールトラック、前記車両の重心、前記車両のサスペンションコンプライアンス、前記車両のサスペンション運動特性、前記車両のサスペンションアライメント、前記車両のステアリング運動特性、前記車両の重量分布、前記車両のバラスト、前記車両の前後ブレーキ比、タイヤ剛性、前記車両の空力抵抗、前記車両のフロント面積、前記車両の補助ロール剛性、前記車両の前後方向剛性、前記車両のコーナリングスティッフネス、前記車両のばね下質量、のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの車両モデルパラメータを定義する工程と、
    等式Ｐ（Ｗ）＝Ｃ_０（Ｗ）＋Ｃ_１（Ｗ）Ａ＋Ｃ_２（Ｗ）Ａ^２＋Ｃ_３（Ｗ）Ａ^３を用いて、拡張可能な車両モデルの全重量（「Ｗ」）の関数としての回帰分析を通して前記少なくとも１つの車両モデルパラメータを特性評価する工程であって、
    Ｐ（Ｗ）が前記少なくとも１つの車両モデルパラメータであり、
    Ｃ_ｎ（Ｗ）がＷの関数としての回帰係数であって、ａ_ｎ０＋ａ_ｎ１Ｗ＋ａ_ｎ２Ｗ^２＋ａ_ｎ３Ｗ^３に等しく、
    Ａが上下動とステアリング角のうちの少なくとも１つを含む独立変数である、工程と、
    車両ダイナミックソフトウェアを用いて、少なくとも１つのＷの関数としての車両モデルパラメータの特性評価をインプットする工程と、
    前記拡張可能な車両モデルを、前記車両ダイナミックソフトウェアの少なくとも１つの操作に適用して、加速度、減速度、及び横方向加速度のうちの少なくとも１つを決定する工程と、前記拡張可能な車両モデルの各ホイールのホイール荷重履歴を作成する工程と、
    前記拡張可能な車両モデルをＷの関数として拡張可能に作成する工程と、を含む、方法。
18. 前記拡張可能な車両モデル上でのタイヤ位置毎のタイヤ力及び傾斜角の少なくとも１つの式を作成する工程を更に含み、前記タイヤ力及び傾斜角が前記拡張可能な車両モデルの重心加速度及び速度の関数である、請求項１７に記載の方法。
19. 少なくとも１つの式を作成する工程が、前記拡張可能な車両モデルの加速度、速度、及び経路曲率の関数としてのタイヤ荷重の回帰曲線適合、並びに、前記拡張可能な車両モデルの加速度、速度、及び経路曲率の関数としてのタイヤ傾斜角の回帰曲線適合、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記少なくとも１つの式を、屋内タイヤテスト装置の駆動及び有限要素解析への情報のインプットのうちの少なくとも１つに使用する工程を更に含む、請求項１８に記載の方法。