JP2019015574A - タイヤ性能評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に装着されたタイヤの乗り心地性能を、定量的かつ精度よく評価する方法を提供する。
【解決手段】タイヤ２の乗り心地性能を評価するための方法である。タイヤ２を車両１に装着し、車両１を、少なくとも１つの突起３を有する路面上で走行させる走行工程Ｓ１と、走行工程Ｓ１において車両１が突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａを、時系列的に計測する計測工程Ｓ２と、計測工程Ｓ２で計測された加速度ａの減衰特性に基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価する評価工程Ｓ３とを含んでいる。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤの乗り心地性能を評価するための方法に関する。

従来、タイヤの乗り心地性能は、実際の車両に評価対象タイヤを装着して走行させ、評価技能を有したドライバーの官能により、評価されていた。しかしながら、このような官能評価は、評価可能なドライバーの人数に限りがあることや、ドライバー毎に評価のバラツキが生じることがある。したがって、タイヤの乗り心地性能を評価するために、より定量的な評価が求められていた。

例えば、下記特許文献１には、評価対象タイヤを非駆動輪側に装着した車両を用いて、このタイヤがドラムに設けられた突起部を乗り越すときの振動に基づいて、タイヤの乗り心地を評価するタイヤ性能評価方法が提案されている。この評価方法では、非駆動輪のハブに取り付けられたロードセルにより、非駆動輪の上下振動及び前後振動を計測し、その振動レベルに基づいてタイヤの乗り心地性能を定量的に評価している。

特開２０１２−１３７４１９号公報

しかしながら、上記特許文献１のタイヤ性能評価方法は、ノイズの影響を受けやすい振動レベルによりタイヤの乗り心地性能を評価しているので、評価ドライバーによる官能評価に対して相関性が低い場合があった。したがって、タイヤの乗り心地性能を定量的に評価するために、より精度の高い評価方法が望まれていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、加速度の減衰特性に基づいてタイヤの乗り心地性能を評価することを基本として、車両に装着されたタイヤの乗り心地性能を、定量的かつ精度よく評価する方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤの乗り心地性能を評価するための方法であって、前記タイヤを車両に装着し、前記車両を、少なくとも１つの突起を有する路面上で走行させる走行工程と、前記走行工程において前記車両が前記突起を乗り越えることで加振された前記車両の加速度を、時系列的に計測する計測工程と、前記計測工程で計測された前記加速度の減衰特性に基づいて、前記タイヤの前記乗り心地性能を評価する評価工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記計測工程は、前記車両の車内に取り付けられたセンサにより、前記加速度を計測するのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記センサは、前記車内のシートを保持するためのシートレールに取り付けられるのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記計測工程では、前記加速度として、少なくとも前記車両の上下方向加速度及び前後方向加速度を計測し、前記評価工程では、前記上下方向加速度及び前記前後方向加速度のうち、最大加速度の大きい前記加速度に基づいて、前記タイヤの前記乗り心地性能を評価するのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記計測工程では、前記車両の前輪に取り付けられた前記タイヤと、後輪に取り付けられた前記タイヤとが、時間差をもって前記突起を乗り越えることで加振された前記車両の前記加速度を時系列的に計測し、前記評価工程では、前記後輪に取り付けられた前記タイヤが前記突起を乗り越えることで加振されたときの前記加速度に基づいて、前記タイヤの前記乗り心地性能を評価するのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記評価工程は、前記加速度のピーク値ｙの少なくとも６点に基づいて、前記減衰特性を求めるのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記減衰特性は、前記ピーク値ｙの減衰率σにより求められるのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記減衰率σは、前記各ピーク値ｙ、前記ピーク値ｙの最大値ｙ０及び前記各ピーク値ｙとなる時間ｔから、下記の関係に基づいて最小二乗法で近似することで求められるのが望ましい。

本発明に係るタイヤ性能評価方法において、前記突起は、断面が台形であるのが望ましい。

本発明のタイヤ性能評価方法は、タイヤを車両に装着し、車両を、少なくとも１つの突起を有する路面上を走行させる走行工程と、走行工程において車両が突起を乗り越えることで加振された車両の加速度を、時系列的に計測する計測工程とを含んでいる。このようなタイヤ性能評価方法は、車両全体の影響を加味したタイヤの乗り心地性能を評価することができる。

本発明のタイヤ性能評価方法は、計測工程で計測された加速度の減衰特性に基づいて、タイヤの乗り心地性能を評価する評価工程を含んでいる。このようなタイヤ性能評価方法は、ノイズの影響を受けにくい加速度の減衰特性に基づき評価しているので、タイヤの乗り心地性能を定量的かつ精度よく評価することができる。

本発明のタイヤ性能評価方法が行われる状態の一実施形態を示す概念図である。 突起の斜視図である。 タイヤ性能評価方法を示すフローチャートである。 計測された加速度の一例を示すグラフである。 タイヤ性能評価方法の評価と官能評点との相関を示すグラフである。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のタイヤ性能評価方法が行われる状態を示す概念図である。本実施形態のタイヤ性能評価方法は、車両１に装着されたタイヤ２の乗り心地性能を、実際の車両１を走行させて評価するための方法である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ性能評価方法では、車両１を、少なくとも１つの突起３を有する路面上を走行させている。本実施形態で評価されるタイヤ２は、車両１の前輪２Ｆ及び後輪２Ｒに装着されている。評価されるタイヤ２は、後輪２Ｒのみに装着されてもよい。

図２は、突起３の斜視図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態の突起３は、断面矩形状である。突起３は、断面が、タイヤ２との接触面である上面側で短い台形であるのが望ましい。突起３の下面側の車両１の進行方向Ｒの長さＬ１は、好ましくは、１５〜５０mmである。突起３の上面側の車両１の進行方向Ｒの長さＬ２は、好ましくは、１０〜３０mmである。

突起３の高さＨは、好ましくは、１０〜６０mmである。突起３の高さＨは、評価されるタイヤ２の断面高さの３０％以下であるのが望ましい。このような突起３は、タイヤ２が突起３を乗り越えるときに、タイヤ２の乗り心地性能を評価するのに適した加速度ａを発生させることができる。また、突起３は、タイヤ２が乗り越えるときに、タイヤ２にダメージを与えることがなく、同じタイヤ２を用いて、繰り返し評価することができる。

突起３の車両１の進行方向Ｒに直交する長さＬ３は、車両１の左右両輪が同時に乗り越えることができる長さであるのが望ましい。このような突起３は、車両１が突起３を乗り越えるときに車両１の全体が加振され、タイヤ２の車両１全体の影響を加味した乗り心地性能を、精度よく評価することに役立つ。なお、本実施形態の突起３は、１つであるが、評価条件に応じて、複数の突起３が形成されてもよい。

本実施形態の車両１は、車両１が突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａを時系列的に計測可能なセンサ４を備えている。センサ４は、例えば、少なくとも車両１の上下方向加速度及び前後方向加速度を計測可能な３軸加速度センサである。

センサ４は、車両１の車内に取付けられるのが望ましい。センサ４は、例えば、車内のドライバーが座るシート５を保持するためのシートレール５Ａに取付けられている。このようなセンサ４は、ドライバーが受ける加速度ａを精度よく計測することができ、本実施形態のタイヤ性能評価方法による評価結果と、ドライバーの官能による評価結果との相関性を高めることに役立つ。

図３は、本実施形態のタイヤ性能評価方法を示すフローチャートである。図１及び図３に示されるように、本実施形態のタイヤ性能評価方法は、評価されるタイヤ２を車両１に装着し、車両１を、少なくとも１つの突起３を有する路面上で走行させる走行工程Ｓ１を含んでいる。

走行工程Ｓ１では、車両１を、予め定められた一定の速度で走行させるのが望ましい。走行工程Ｓ１は、例えば、車両１の前輪２Ｆに取り付けられたタイヤ２と、後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２とが、時間差をもって突起３を乗り越えるように車両１を前方へ走行させている。

本実施形態のタイヤ性能評価方法は、走行工程Ｓ１において車両１が突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａを、時系列的に計測する計測工程Ｓ２を含んでいる。このようなタイヤ性能評価方法は、車両１全体の影響を加味したタイヤ２の乗り心地性能を評価することができる。

計測工程Ｓ２は、車両１の車内に取り付けられたセンサ４により、加速度ａを計測するのが望ましい。このような計測工程Ｓ２は、ドライバーが受ける加速度ａを精度よく計測することができ、本実施形態のタイヤ性能評価方法による評価結果と、ドライバーの官能による評価結果との相関性を高めることに役立つ。

計測工程Ｓ２では、車両１の前輪２Ｆに取り付けられたタイヤ２と、後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２とが、時間差をもって突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａを時系列的に計測するのが望ましい。本実施形態の計測工程Ｓ２では、加速度ａとして、少なくとも車両１の上下方向加速度及び前後方向加速度を計測している。

図４は、計測された加速度ａの一例を示すグラフである。図４において、横軸は時間、縦軸は加速度ａである。図４に示される加速度ａは、車両１の上下方向加速度である。図４に示されるように、車両１が突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａは、振動しながら減衰している。

図４では、時間ｔ１において、前輪２Ｆに取り付けられたタイヤ２が、突起３に衝突している。図４では、例えば、時間ｔ１の後の時間ｔ２で、加速度ａの最初の第１ピーク値ｙ１が計測される。この加速度ａの第１ピーク値ｙ１は、前輪２Ｆに取り付けられたタイヤ２が、突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａの最大値である。加速度ａは、時間ｔ２の後、正負のピーク値ｙを繰り返して振動しながら減衰している。ここで、加速度ａのピーク値ｙは、ノイズを除いた加速度ａの極大値及び極小値である。

さらに、図４では、時間ｔ３において、後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２が、突起３に衝突している。図４では、例えば、時間ｔ３の後の時間ｔ４で、加速度ａの第２ピーク値ｙ２が計測される。この加速度ａの第２ピーク値ｙ２は、後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２が、突起３を乗り越えることで加振された車両１の加速度ａの最大値である。加速度ａは、時間ｔ４の後、正負のピーク値ｙを繰り返して振動しながら減衰している。

図１、図３及び図４に示されるように、本実施形態のタイヤ性能評価方法は、計測工程Ｓ２で計測された加速度ａの減衰特性に基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価する評価工程Ｓ３を含んでいる。このような評価工程Ｓ３は、計測された加速度ａのデータを加工することなく、ノイズの影響を受けにくい加速度ａの減衰特性に基づき評価しているので、タイヤ２の乗り心地性能を定量的かつ精度よく評価することができる。

評価工程Ｓ３では、計測された上下方向加速度及び前後方向加速度のうち、最大加速度の大きい加速度ａに基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価するのが望ましい。このような評価工程Ｓ３は、剛性が低い方向の振動によりタイヤ２の乗り心地性能を評価できるので、評価されるタイヤ２間の差を顕著に評価することができる。本実施形態では、上下方向加速度に基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価している。

本実施形態の評価工程Ｓ３では、後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２が突起３を乗り越えることで加振されたときの加速度ａに基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価している。このような評価工程Ｓ３は、後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２が突起３を乗り越えた後に平坦な路面を走行するので、突起３を乗り越えることで加振された加速度ａの影響を精度よく評価することができる。

図４に示されるように、本実施形態の加速度ａのピーク値ｙは、近似曲線ｃ１，ｃ２のように減衰している。評価工程Ｓ３は、例えば、加速度ａのピーク値ｙの少なくとも６点、本実施形態では１０点に基づいて、近似曲線ｃ１，ｃ２の減衰特性を求めている。

近似曲線ｃ１，ｃ２の減衰特性は、ピーク値ｙの減衰率σにより求められるのが望ましい。減衰率σは、例えば、各ピーク値ｙ、ピーク値ｙの最大値ｙ０及び各ピーク値ｙとなる時間ｔから、下記の関係に基づいて最小二乗法で近似することで求められる。

本実施形態では、近似曲線ｃ１の減衰特性として、正のピーク値ｙの最大値ｙ０である第２ピーク値ｙ２と、第２ピーク値ｙ２を含む５点の正のピーク値ｙ及びその時間ｔとに基づいて、正の減衰率σ１が求められる。同様に、近似曲線ｃ２の減衰特性として、負のピーク値ｙの最大値ｙ０である第３ピーク値ｙ３と、第３ピーク値ｙ３を含む５点の負のピーク値ｙ及びその時間ｔに基づいて、負の減衰率σ２が求められる。

タイヤ２の乗り心地性能を評価するための減衰特性は、例えば、減衰率σとして、正の減衰率σ１と負の減衰率σ２との平均値が採用される。このような減衰特性に基づく評価は、正の減衰率σ１と負の減衰率σ２との影響が加味されているので、ノイズ等の影響が少なく、タイヤ２の乗り心地性能を定量的かつ精度よく評価することができる。

なお、評価工程Ｓ３は、前輪２Ｆに取り付けられたタイヤ２が突起３を乗り越えることで加振されたときの加速度ａに基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価してもよい。また、評価工程Ｓ３は、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒに取り付けられたタイヤ２が、それぞれ、突起３を乗り越えることで加振されたときの加速度ａに基づいて、タイヤ２の乗り心地性能を評価してもよい。この場合、４つの近似曲線の減衰率が求められるのが望ましい。

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得る。

５つの仕様が異なるタイヤが試作され、各タイヤを後輪に装着した車両が突起を乗り越えるときの乗り心地性能が評価された。実施例では、図３の方法により、各タイヤの乗り心地性能が評価された。一方、比較対象として、評価技能を有したドライバーが、官能により各タイヤの乗り心地性能の評価を行った。

各評価の共通仕様及び評価方法は、以下の通りである。
供試車両：前輪駆動の中型乗用車
後輪タイヤサイズ：２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ
設定内圧：２５０ｋＰａ
突起の下面側長さＬ１：３０mm
突起の上面側長さＬ２：２０mm
突起の高さＨ：１０mm

＜実施例＞
供試タイヤが装着された供試車両を、ドライバーが４０km/hで突起を有する試験路を走行させた。後輪が突起を乗り越えるときの加振による加速度が、供試車両の車内のシートに取付けられた３軸加速度センサにより、時系列的に計測された。計測された加速度のピーク値の減衰率が求められ、当該減衰率により、各タイヤの乗り心地性能が評価された。

＜官能評価＞
供試タイヤが装着された供試車両を、ドライバーが４０km/hで突起を有する試験路を走行させた。このときの各タイヤの乗り心地性能が、評価技能を有したドライバーの官能評価により、１０点満点の官能評点として評価された。

図５は、実施例のタイヤ性能評価方法の評価と官能評価の評点との相関を示すグラフである。図５の横軸は、実施例のタイヤ性能評価方法の評価であり、縦軸は官能評点である。図５に示されるように、実施例のタイヤ性能評価方法において、減衰率と官能評点との相関性を示す決定係数が、相関係数の２乗として求められた。求められた決定係数は、０．７３であった。

評価の結果、実施例の方法は、評価ドライバーによる官能評価に対して相関性が高く、車両に装着されたタイヤの乗り心地性能を、定量的かつ精度よく評価していることが確認できた。

１ 車両
２ タイヤ
３ 突起
Ｓ１ 走行工程
Ｓ２ 計測工程
Ｓ３ 評価工程
ａ 加速度

Claims (9)

1. タイヤの乗り心地性能を評価するための方法であって、
   前記タイヤを車両に装着し、前記車両を、少なくとも１つの突起を有する路面上で走行させる走行工程と、
   前記走行工程において前記車両が前記突起を乗り越えることで加振された前記車両の加速度を、時系列的に計測する計測工程と、
   前記計測工程で計測された前記加速度の減衰特性に基づいて、前記タイヤの前記乗り心地性能を評価する評価工程とを含むタイヤ性能評価方法。
2. 前記計測工程は、前記車両の車内に取り付けられたセンサにより、前記加速度を計測する請求項１に記載のタイヤ性能評価方法。
3. 前記センサは、前記車内のシートを保持するためのシートレールに取り付けられる請求項２に記載のタイヤ性能評価方法。
4. 前記計測工程では、前記加速度として、少なくとも前記車両の上下方向加速度及び前後方向加速度を計測し、
   前記評価工程では、前記上下方向加速度及び前記前後方向加速度のうち、最大加速度の大きい前記加速度に基づいて、前記タイヤの前記乗り心地性能を評価する請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
5. 前記計測工程では、前記車両の前輪に取り付けられた前記タイヤと、後輪に取り付けられた前記タイヤとが、時間差をもって前記突起を乗り越えることで加振された前記車両の前記加速度を時系列的に計測し、
   前記評価工程では、前記後輪に取り付けられた前記タイヤが前記突起を乗り越えることで加振されたときの前記加速度に基づいて、前記タイヤの前記乗り心地性能を評価する請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
6. 前記評価工程は、前記加速度のピーク値ｙの少なくとも６点に基づいて、前記減衰特性を求める請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
7. 前記減衰特性は、前記ピーク値ｙの減衰率σにより求められる請求項６に記載のタイヤ性能評価方法。
8. 前記減衰率σは、前記各ピーク値ｙ、前記ピーク値ｙの最大値ｙ_０及び前記各ピーク値ｙとなる時間ｔから、下記の関係に基づいて最小二乗法で近似することで求められる請求項７に記載のタイヤ性能評価方法。
   

   
9. 前記突起は、断面が台形である請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。

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