JP2023087581A - タイヤ評価方法及びタイヤ評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両制御に対するタイヤの追従性を評価可能なタイヤ評価方法及びタイヤ評価装置が提供される。【解決手段】タイヤ評価方法は、リファレンスパスが定められたコースを自動運転で走行する車両に装着されたタイヤを評価するタイヤ評価方法であって、車両の走行経路のデータ及び車両がリファレンスパスを通るように走行中に設定された目標パスのデータを取得する工程（Ｓ１）と、目標パスのデータから、特定領域を抽出する工程（Ｓ４）と、特定領域と車両の走行経路との位置ずれを算出する工程（Ｓ７）と、位置ずれに基づいて、タイヤの車両に対する制御追従性を評価する工程（Ｓ８）と、を含む。【選択図】図７

Description

本開示は、タイヤ評価方法及びタイヤ評価装置に関する。

近年、車両の自動運転に関する技術開発が進められている。一般に、自動運転では、走行するコースのリファレンスパスが決まっている。実際の走行では、リファレンスパスから経路が外れるため、センサ等により車両の位置を推定して修正する制御が行われる。例えば特許文献１は、走行時間帯、交通量などに基づく運転モードに応じたパスポイントを設定する制御を開示する。

特開２０１９－１７４３０４号公報

ここで、タイヤの試験方法として実車試験方法が知られている。実車試験方法では、試験専用の周回コースに沿って車両を実際に走行させながら各種の試験が行われる。実車試験方法においても、車両が周回コースのリファレンスパスを通るように、自動運転が行われる。このような実車試験方法において、リファレンスパスと車両の走行経路とがどの程度一致しているかによって、車両の制御について評価を行うことができる。ただし、制御される車両とタイヤとのマッチング（タイヤの追従性）について、リファレンスパスと車両の走行経路の一致性だけから厳密に評価することはできない。そのため、車両の制御に伴い、タイヤがどう動いているかを評価できる手法が求められている。

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、車両制御に対するタイヤの追従性を評価可能なタイヤ評価方法及びタイヤ評価装置を提供することにある。

本開示の一実施形態に係るタイヤ評価方法は、リファレンスパスが定められたコースを自動運転で走行する車両に装着されたタイヤを評価するタイヤ評価方法であって、前記車両の走行経路のデータ及び前記車両が前記リファレンスパスを通るように走行中に設定された目標パスのデータを取得する工程と、前記目標パスのデータから、特定領域を抽出する工程と、前記特定領域と前記車両の走行経路との位置ずれを算出する工程と、前記位置ずれに基づいて、前記タイヤの前記車両に対する制御追従性を評価する工程と、を含む。
この構成により、車両制御に対するタイヤの追従性を評価することが可能になる。

本開示の一実施形態として、前記特定領域は、前記車両の進行方向に向かって、前記目標パスの起点から前記車両の速度に基づく距離の範囲で定められる。
この構成により、車両のステアリング操作によってタイヤの方向が変わった直後の車両の移動を示す領域を定めることができる。

本開示の一実施形態として、前記特定領域は、前記目標パスを分割し、前記目標パスの起点に最も近い分割された領域を除いた領域で定められる。
この構成により、特定領域を容易に定めることができる。

本開示の一実施形態として、前記特定領域は、前記車両の速度に基づいて決定される。
この構成により、車両が速度を変化させながらコースを走行する場合であっても、特定領域を正確に定めることができる。

本開示の一実施形態として、前記位置ずれの算出に用いられる前記車両の走行経路は、前記特定領域に対して、前記車両の進行方向に対して垂直な方向に位置する。
この構成により、進行方向の例えば加速度などの影響を除いて、タイヤの追従性をより良く示す位置ずれを算出することが可能になる。

本開示の一実施形態として、前記コースは周回コースであって、前記位置ずれは、１周における前記特定領域と前記車両の走行経路とを用いて算出される。
この構成により、例えば直線コースよりもタイヤの追従性の影響が出やすい周回コースでの走行によって、より適切なタイヤの評価を行うことができる。

本開示の一実施形態に係るタイヤ評価装置は、リファレンスパスが定められたコースを自動運転で走行する車両に装着されたタイヤを評価するタイヤ評価装置であって、前記車両の走行経路のデータ及び前記車両が前記リファレンスパスを通るように走行中に設定された目標パスのデータを取得する取得部と、前記目標パスのデータから、特定領域を抽出する特定領域抽出部と、前記特定領域と前記車両の走行経路との位置ずれを算出する位置ずれ算出部と、前記位置ずれに基づいて、前記タイヤの前記車両に対する制御追従性を評価する評価部と、を備える。
この構成により、車両制御に対するタイヤの追従性を評価することが可能になる。

本開示によれば、車両制御に対するタイヤの追従性を評価可能なタイヤ評価方法及びタイヤ評価装置を提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係るタイヤ評価装置を備えるタイヤ評価システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、図１に示す車両が走行するコースの一例を示す平面図である。 図３は、図２のコースにおけるリファレンスパスと車両の走行経路を例示する図である。 図４は、前方注視モデルを説明するための図である。 図５は、目標パスにおける特定領域を説明するための図である。 図６は、図２のコースにおける車両の走行経路と目標パスにおける特定領域を例示する図である。 図７は、本開示の一実施形態に係るタイヤ評価方法の処理を例示するフローチャートである。

以下、図面を参照して本開示の一実施形態に係るタイヤ評価方法及びタイヤ評価装置が説明される。各図中、同一又は相当する部分には、同一符号が付されている。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。

図１は、本開示の一実施形態に係るタイヤ評価装置１００を備えるタイヤ評価システム３００の構成例を示すブロック図である。タイヤ評価システム３００は、タイヤ７を装着した車両１と、タイヤ７の車両１に対する制御追従性を評価するタイヤ評価装置１００と、を備える。本実施形態において、タイヤ評価システム３００は１台の車両１を備えるとして説明されるが、タイヤ評価システム３００が複数台の車両１を備えてよい。タイヤ評価システム３００が複数台の車両１を備える場合に、タイヤ評価装置１００は複数台の車両１のそれぞれが装着するタイヤ７を評価してよい。

まず、車両１の構成が説明される。車両１は、自動運転機能を備え、図２に示されるコース２００を自動運転で走行する。コース２００の詳細については後述する。

図１に示すように、車両１は、エンジン２と、動力伝達装置３と、操舵装置４と、制動装置５と、タイヤ７と、バッテリ１２と、自動運転処理部１３と、を備える。自動運転処理部１３は、車両通信部８と、車載センサ９と、車両制御部１０と、車両記憶部１１と、を備える。自動運転処理部１３は、車両１の自動運転機能を提供する。ここで、自動運転処理部１３の構成は、図１に示す構成に限られるものでなく、車両１の自動運転機能を提供するための種々の構成が含まれてよい。

エンジン２は、車両１を走行させる動力源である。エンジン２は、バッテリ１２から供給される電力によって始動する。車両１は、動力源として、エンジン２の代わりに、モータを備えてよい。また、車両１は、動力源として、エンジン２及びモータを備えてよい。

動力伝達装置３は、エンジン２から発生した動力をタイヤ７に伝達する。動力伝達装置３は、トランスミッションなどを含む。

操舵装置４は、ステアリングであって、タイヤ７の操舵角を制御する。

制動装置５は、タイヤ７を制動する。制動装置５は、ブレーキなどを含む。

バッテリ１２は、例えば、鉛蓄電池又はリチウムイオン電池などの二次電池である。バッテリ１２は、車両１のエンジン２などの動力源に電力を供給する。また、バッテリ１２は、自動運転処理部１３を含む、車両１に搭載された種々の電気機器又は電子機器に電力を供給してよい。

車両通信部８は、無線通信が可能な通信モジュールを含む。車両通信部８は、例えば、４Ｇ（４ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）及び５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）などの移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでよい。車両通信部８は、コース２００の周辺に設けられて、コース２００に関する情報を検出する定点センサなどと通信してよい。コース２００に関する情報は、コース２００上の状況（他の車両又は障害物などの物体の有無など）に関する情報を含んでよい。定点センサは、例えば、赤外線、ミリ波などの電磁波を放射し、その電磁波が周辺物で反射した反射波を検出することで、周辺物及び周辺物との距離を三次元的に検出する３Ｄ－ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサを含んでよい。車両通信部８は、受信したコース２００に関する情報を車両制御部１０に出力してよい。

また、車両通信部８は、タイヤ評価装置１００を含む外部装置と通信可能な通信モジュールを含む。本実施形態において、車両通信部８は、タイヤ評価装置１００と無線通信を行う。車両通信部８は、外部装置が車両１に搭載される車載装置を含む場合に、車載装置と有線通信を行ってよい。外部装置は、例えばサーバ装置、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレット端末などを含んでよい。ただし、外部装置に対して、通信を利用しないデータの移動が行われてよい。

また、車両通信部８は、少なくともタイヤ評価装置１００に対して、コース２００を走行する車両１の走行データを出力する。走行データは、車両１の速度及び加速度を含む「走行状態のデータ」、「走行経路のデータ」及び「目標パスのデータ」を含む。走行経路及び目標パスの詳細については後述する。

車載センサ９は車両１に関する情報を検出する。本実施形態において、車載センサ９が検出する情報には、車両１の位置、速度及び加速度が含まれる。車載センサ９が検出する情報には、さらに車両１の周辺の状況に関する情報が含まれてよい。車載センサ９は、車両１に搭載された速度メータ、タコメータ、燃料メータ及び走行距離メータなどの各種のメータから情報を取得してよい。車載センサ９は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位システムを利用して車両１の位置を検出するＧＰＳセンサを含んでよい。車載センサ９は、ＧＰＳを利用して車両１の速度及び加速度を検出する速度センサ及び加速度センサを含んでよい。車載センサ９は、モノクロカメラ又はステレオカメラなどの、車両１の周辺を撮像するカメラを含んでよい。車載センサ９は、ＬｉＤＡＲセンサを含んでよい。車載センサ９は、検出した車両１に関する情報を車両制御部１０に出力する。

車両制御部１０は、１つ以上のプロセッサである。プロセッサとしては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの汎用プロセッサ又は特定の処理に特化した専用プロセッサを使用することができる。車両制御部１０には、１つ以上の専用回路が含まれてよい。また、車両制御部１０において、１つ以上のプロセッサは１つ以上の専用回路に置き換えられてよい。専用回路としては、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を使用することができる。

車両制御部１０は、エンジン２、動力伝達装置３、操舵装置４及び制動装置５を制御することで、車両１の挙動を自動運転で制御する。自動運転レベルは、例えば、ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によって定義されるレベル３－５であってよい。

車両制御部１０は、車載センサ９及び定点センサの全部又は一部から検出結果を取得し、取得した検出結果に基づき、車両１の位置及び車両１の周辺の障害物の検出を行う。車両制御部１０は、車両１の位置及び車両１の周辺の障害物の検出結果に基づき、車両１の走行を制御する。

車両記憶部１１は、１つ以上のメモリである。メモリは、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られず任意のメモリとすることができる。車両記憶部１１は、任意のインタフェースを介して車両制御部１０からアクセスされるが、例えば車両制御部１０に内蔵される構成も可能である。車両記憶部１１は、例えばタイヤ評価装置１００に出力される車両１の走行データを記憶してよい。

次に、タイヤ評価装置１００の構成が説明される。図１に示すように、タイヤ評価装置１００は、通信部１０１と、記憶部１０２と、制御部１０３と、を備える。制御部１０３は、取得部１１１と、特定領域抽出部１１２と、位置ずれ算出部１１３と、評価部１１４と、を備える。ここで、タイヤ評価装置１００の構成は、図１に示す構成に限られるものでなく、タイヤ７の車両１に対する制御追従性を評価するための種々の構成が含まれてよい。

通信部１０１は、無線通信が可能な通信モジュールを含む。通信部１０１は、例えば、４Ｇ及び５Ｇなどの移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでよい。通信部１０１は、車両１から上記の走行データを受信する。通信部１０１は、制御部１０３からの制御信号に従って、走行データを制御部１０３に出力したり、記憶部１０２に記憶させたりしてよい。

記憶部１０２は、１つ以上のメモリである。メモリは、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られず任意のメモリとすることができる。記憶部１０２は、任意のインタフェースを介して制御部１０３などからアクセスされるが、例えば制御部１０３に内蔵される構成も可能である。

制御部１０３は、１つ以上のプロセッサである。プロセッサは、例えば汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサであるが、これらに限られず任意のプロセッサとすることができる。制御部１０３は、タイヤ評価装置１００の全体の動作を制御する。

ここで、タイヤ評価装置１００は、以下のようなソフトウェア構成を有してよい。タイヤ評価装置１００の動作の制御に用いられる１つ以上のプログラムが記憶部１０２に記憶される。記憶部１０２に記憶されたプログラムは、制御部１０３のプロセッサによって読み込まれると、制御部１０３を取得部１１１、特定領域抽出部１１２、位置ずれ算出部１１３及び評価部１１４として機能させる。

取得部１１１は、車両１の走行経路のデータ及び車両１がリファレンスパスを通るように走行中に設定された目標パスのデータを取得する。リファレンスパスは、車両１の走行シナリオに従ったコース２００内の参照経路である。目標パスは、車両１がリファレンスパスに沿って走行するように、所定のタイミングで設定される車両１の走行を修正するための経路である。所定のタイミングは、例えば一定の時間毎であってよいし、リファレンスパスからの乖離が閾値より大きくなった場合であってよい。本実施形態において、取得部１１１は、走行経路のデータ及び目標パスのデータを含む走行データを車両１から取得する。上記の通り、走行データには、さらに車両１の速度及び加速度を含む走行状態のデータが含まれる。

特定領域抽出部１１２は、取得部１１１によって取得された目標パスのデータから、特定領域を抽出する。詳細について後述するが、特定領域は、目標パスの他の領域に比べて、タイヤ７の追従性をより良く示す領域である。

位置ずれ算出部１１３は、特定領域抽出部１１２によって抽出された特定領域と車両１の走行経路との位置ずれを算出する。

評価部１１４は、位置ずれ算出部１１３によって算出された位置ずれに基づいて、タイヤ７の車両１に対する制御追従性を評価する。位置ずれが小さい程、タイヤ７の車両１に対する制御追従性が高いと評価することができる。

上述したように、車両１は、自動運転機能により、コース２００を自動運転で走行する。コース２００は、例えば、タイヤ７を試験するための周回コースである。図２は、車両１がタイヤ７の試験のために走行するコース２００の一例を示す平面図である。

図２に示すように、コース２００は、互いに平行に延びる２本の直線路２００ａ、２００ｂと、直線路２００ａ、２００ｂの両端に配置され、かつ双方の直線路２００ａ、２００ｂの端部を結ぶように連結された半円状の曲線路２００ｃ、２００ｄとからなる、閉じた周回コースである。車両１は、周回コースであるコース２００を所定の方向に周回走行する。図２の例において、所定の方向は左回りである。

コース２００は、複数の区間に分けられる。例えば、コース２００は、位置Ｐ１を始点とし、位置Ｐ２を終点とする試験区間２１０を含む。位置Ｐ１及び位置Ｐ２は、直線路２００ａに含まれる。したがって、試験区間２１０は、直線区間である。試験区間２１０は、タイヤ７の試験に関する種々の測定を行うための区間である。試験区間２１０では、タイヤ７の追従性以外の試験が行われてよい。例えば、試験区間２１０における路面がＩＳＯ１０８４４の規格に基づく路面であって、通過騒音試験も行われてよい。

コース２００はさらに、調整区間２２０と、バンク区間２３０と、加速区間２４０とを含む。

調整区間２２０は、位置Ｐ２を始点とし、位置Ｐ３を終点とする区間である。位置Ｐ３は、直線路２００ｂと曲線路２００ｄとが連結された位置である。調整区間２２０は、直線路２００ａのうち、試験区間２１０以後の区間と、曲線路２２０ｃと、直線路２００ｂとを含む区間である。すなわち、調整区間２２０は、試験区間２１０の終点と、後述するバンク区間２３０の始点とに連結された区間である。調整区間２２０では、車両１による他の車両の追い越し及び他の車両による車両１の追い越しが許容される。

バンク区間２３０は、位置Ｐ３を始点とし、位置Ｐ４を終点とする区間である。位置Ｐ４は、直線路２００ａと曲線路２００ｄとが連結された位置である。バンク区間２３０は、例えば、路面がカーブの内周から外周に向かって高くなるような傾斜が設けられている。すなわち、コース２００は、カーブ形状を有し、路面がカーブの内周から外周に向かって高くなるように傾斜しているバンク区間２３０を含む。この傾斜により、バンク区間２３０では、車両１は、半円状のコーナーの外側を走行して遠心力を利用することにより、一定速度（例えば、６０ｋｍ／ｈ）を維持して走行する。

加速区間２４０は、位置Ｐ４を始点とし、位置Ｐ１を終点とする区間である。すなわち、加速区間２４０は、試験区間２１０の始点（位置Ｐ１）と連結された区間である。加速区間２４０において、車両制御部１０は、試験区間２１０への進入の際に必要な速度まで、例えば所定の加速率で車両１を加速する。

次に、車両制御部１０による車両１の挙動の制御が説明される。

車両制御部１０は、車載センサ９及び定点センサの検出結果に基づき、車両１の速度及び位置を検出する。車両制御部１０は、検出した車両１の速度及び位置が、タイヤ７の試験における車両１の走行速度及び走行経路を規定した走行シナリオに追従するように、車両１の挙動を制御する。

図３は、コース２００におけるリファレンスパスＲＰと車両１の走行経路ＳＰを例示する図である。走行経路ＳＰは、車両１が実際に走行した経路であって、車載センサ９によって検出された車両１の位置を、コース２００の地図情報にマッピングすることによって得られる。車載センサ９が一定の時間間隔で車両１の位置を検出するため、走行経路ＳＰを構成する車両１の位置は離散的に示される。車両制御部１０は、走行経路ＳＰをリファレンスパスＲＰに一致させるように、車両１の走行を制御する。

具体的には、車両制御部１０は、車両１の位置が走行シナリオで規定された参照経路（すなわちリファレンスパスＲＰ）に追従するように、車両１の操舵角の制御値を算出し、算出した制御値に従って車両１の操舵角を制御する。また、車両制御部１０は、車両１の速度が走行シナリオで規定された目標となる走行速度に追従するように、車両１の加減速を制御する制御値を算出し、算出した制御値に従って車両１の加減速を制御する。

車両制御部１０が操舵角の制御値を算出する方法は特に限定されないが、例えば前方注視モデルが用いられてよい。図４は、前方注視モデルを説明するための図である。前方注視モデルでは、車両１の現在位置から車両１の進行方向に所定距離（図４のＬ）だけ離れた地点を注視点として、この注視点とリファレンスパスＲＰとの横偏差（図４のε）に基づいて操舵角を制御する。車両制御部１０は、例えば所定の時間間隔で、前方注視モデルを用いた計算を実行して操舵角を制御する。例えば６０ｋｍ／ｈで走行する車両１において、所定の時間間隔は１秒未満に設定されてよく、一例として０．５秒であってよい。車両制御部１０は、車両１の速度に応じて所定の時間間隔を調整してよい。例えば車両１の速度が６０ｋｍ／ｈを超える場合に、所定の時間間隔がより短くなるように調整されてよい。また、所定の時間間隔は、本実施形態のように車載センサ９が車両１の位置を検出するタイミングと連動していてよい。このように、車両制御部１０は所定の時間間隔で、車両１がリファレンスパスＲＰを通るように操舵角等を制御する。この制御によってリファレンスパスＲＰに向かうように設定される車両１の経路が目標パスである。

ここで、車両制御部１０による車両１の操舵角及び加減速の制御による車両１の走行経路ＳＰが、リファレンスパスＲＰとどの程度一致しているかによって、車両制御部１０が実行する制御について評価することができる。しかし、制御される車両１とタイヤ７とのマッチング（タイヤ７の追従性）について、車両１の走行経路ＳＰとリファレンスパスＲＰとの一致性だけから厳密に評価することはできない。ここで、上記のように、目標パスは車両制御部１０による操舵角等の制御に基づいて設定される。本実施形態に係るタイヤ評価装置１００は、目標パスに対してタイヤ７がどう動いているかを評価することによって、タイヤ７の車両１に対する制御追従性を評価する。

図５は、目標パスＴＰにおける特定領域ＳＲを説明するための図である。まず、図５の左図は、コース２００における車両１の走行経路ＳＰを示す。その一部を拡大して、時刻ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３における目標パスＴＰを示したものが右図である。時刻ｔ_２は時刻ｔ_１から所定の時間間隔が経過した時刻である。また、時刻ｔ_３は時刻ｔ_２から所定の時間間隔が経過した時刻である。また、本実施形態のようにコース２００がカーブを含む場合に、車両１の進行方向は車両１の位置に応じて変化する。図５に示すように、車両１の通常走行における進行方向が前方、前方と反対方向が後方である。また、車両１の前方及び後方に対して垂直な方向であって、車両１の通常走行における右側が右方、右方と反対方向が左方である。以下において、右方と左方とをまとめて左右方向と称することがある。また、進行方向、前方及び左右方向の用語を用いて、位置関係を説明することがある。

図５の例において、時刻ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３における車両１の位置（走行経路ＳＰ）はそれぞれＳＰ（ｔ_１）、ＳＰ（ｔ_２）及びＳＰ（ｔ_３）で示されている。車両制御部１０は、時刻ｔ_１において、車両１をＳＰ（ｔ_１）の位置からリファレンスパスＲＰに戻すように、操舵角及び加減速を制御して、目標パスＴＰ（ｔ_１）を定める。そして、車両１は目標パスＴＰ（ｔ_１）の通りに移動するように、車両制御部１０によって制御される。同様に、車両制御部１０は、時刻ｔ_２、ｔ_３において、車両１をＳＰ（ｔ_２）、ＳＰ（ｔ_３）の位置からリファレンスパスＲＰに戻すように、操舵角及び加減速を制御して、目標パスＴＰ（ｔ_２）、ＴＰ（ｔ_３）をを定める。

ここで、目標パスＴＰは、操舵に対するタイヤ７の追従性の観察し易さに応じて、少なくとも３つの領域に区分できる。図５の目標パスＴＰ（ｔ_１）を例に説明すると、ＴＰ（ｔ_１）はＡ、Ｂ及びＣで示される３つの領域を含む。

Ａの領域は、ＳＰ（ｔ_１）に最も近い領域であって、時刻ｔ_１での操舵によるタイヤ７の向き及び回転に関する変化が十分でなく、それまでの車両１の慣性の影響が大きい領域である。したがって、目標パスＴＰ（ｔ_１）のＡの領域と車両１の走行経路ＳＰとの位置ずれは、タイヤ７の追従性以外の要素の影響が大きい。そのため、Ａの領域を用いた評価は、タイヤ７の評価に適していない。

Ｂの領域は、Ａの領域に続くさらに前方の領域であって、時刻ｔ_１での操舵によってタイヤ７が変化した後の瞬間的な移動が行われる領域である。換言すると、Ｂの領域は時刻ｔ_１での操舵によって発出するコーナリングフォースが具現化される領域である。したがって、目標パスＴＰ（ｔ_１）のＢの領域と車両１の走行経路ＳＰとの位置ずれは、タイヤ７の追従性の性能が高ければ小さくなり、性能が低ければ大きくなる。つまり、Ｂの領域を用いた評価は、タイヤ７の評価に適している。

Ｃの領域は、Ｂの領域に続くさらに前方の領域であって、時刻ｔ_１での操舵だけでなく、加減速、車両１の慣性、通過する路面仕様などがすべて統合されて影響する領域である。したがって、ＴＰ（ｔ_１）のＣの領域と車両１の走行経路ＳＰとの位置ずれは、タイヤ７の追従性以外の要素の影響が多く含まれており、追従性に基づく影響だけを分離することが難しい。また、車両１がＣの領域の最後に到達する前に、車両制御部１０が新たな目標パスＴＰ（ｔ_２）を定めて、車両１の制御が目標パスＴＰ（ｔ_２）に基づくものに移行することがあり得る。そのため、Ｃの領域を用いた評価は、タイヤ７の評価に適していない。

タイヤ評価装置１００は、上記のＢの領域を目標パスＴＰの特定領域ＳＲとして抽出し、特定領域ＳＲと車両１の走行経路ＳＰとの位置ずれを計算し、計算した位置ずれに基づいてタイヤ７を評価することができる。ここで、位置ずれは、特定領域ＳＲの進行方向の範囲に含まれる車両１の位置（走行経路ＳＰ）と特定領域ＳＲとの、左右方向の距離（図５のｄｐ）として算出される。つまり、位置ずれの算出に用いられる車両１の位置（走行経路ＳＰ）は、特定領域ＳＲに対して、車両１の進行方向に対して垂直な方向に位置する。タイヤ評価装置１００は、例えば進行方向に大きく現れる加速度などの影響を除いて、左右方向の位置ずれを算出する。このように算出される位置ずれは、タイヤ７の追従性をより良く示す。

また、走行経路ＳＰは離散的な車両１の位置の集合として示されるが、特定領域ＳＲが進行方向に幅を持つため、いずれかの車両１の位置と比較が可能である。タイヤ評価装置１００は、特定領域ＳＲと走行経路ＳＰとの位置ずれが小さい場合に、タイヤ７の車両１に対する制御追従性が高いと評価することができる。タイヤ評価装置１００は、１つ以上の閾値を用いて、位置ずれと閾値とを比較することによって、タイヤ７の車両１に対する制御追従性の高さをランク付けする評価を行ってよい。

ここで、特定領域ＳＲと走行経路ＳＰとの複数の位置ずれが計算されてよい。図６はコース２００における車両１の走行経路ＳＰと目標パスＴＰにおける特定領域ＳＲを例示する図である。タイヤ評価装置１００は、図６の右図のように、複数の目標パスＴＰから抽出した複数の特定領域ＳＲをコース２００の地図情報にマッピングしてよい。そして、複数の特定領域ＳＲのそれぞれについて、対応する車両１の位置（走行経路ＳＰ）との位置ずれが算出されてよい。タイヤ評価装置１００は、得られた複数の位置ずれを平均し、平均値を用いてタイヤ７を評価してよい。

本実施形態のようにコース２００が周回コースである場合に、位置ずれは、１周における特定領域ＳＲと車両１の走行経路ＳＰとを用いて算出されることが好ましい。例えば直線コースよりもタイヤ７の追従性の影響が出やすい周回コースでの走行によって、より適切なタイヤ７の評価を行うことができるためである。

上記のように、タイヤ評価装置１００は上記のＢの領域を特定領域ＳＲとして抽出することによってタイヤ７を評価する。ただし、特定領域ＳＲは車両１の速度などによって変動し得る。タイヤ評価装置１００は、本実施形態のように車両１が試験用のコース２００をほぼ定速で走行する場合に、特定領域ＳＲを距離の範囲で定めてよい。より具体的に述べると、タイヤ評価装置１００は、特定領域ＳＲを、目標パスＴＰの起点からの車両１の速度に基づく距離の範囲で定めてよい。例えば車両１の速度がほぼ６０ｋｍ／ｈである場合に、特定領域ＳＲの進行方向での距離の範囲は、目標パスＴＰの起点から１０－α［ｍ］～１０＋α［ｍ］であってよい。αは、位置ずれの計算において、特定領域ＳＲの進行方向の範囲に含まれる車両１の位置が存在するように、車載センサ９が車両１の位置を検出するタイミングに基づいて決定されてよい。この距離が車両１の速度に応じて変化してよい。このように、タイヤ評価装置１００は、車両１のステアリング操作によってタイヤ７の方向が変わった直後の車両１の移動を示す領域（特定領域ＳＲ）を定めることができる。

別の例として、タイヤ評価装置１００は、特定領域ＳＲを、目標パスＴＰを分割した領域として定めてよい。タイヤ評価装置１００は、目標パスＴＰを３つ以上の領域に分割する。分割は、等分割であってよいし、等分割でなくてよい。分割された目標パスＴＰの領域のうち、目標パスＴＰ起点に最も近い領域は、図５のＡの領域に対応する。そのため、タイヤ評価装置１００は、目標パスＴＰの起点に最も近い分割された領域（Ａの領域に対応）を除いた領域を用いて特定領域ＳＲを定めることができる。特定領域ＳＲを定める場合、タイヤ評価装置１００は目標パスＴＰの起点から遠い、分割された領域（Ｃの領域に対応）も除く。最も近い分割された領域において、車両１の走行経路ＳＰとの位置ずれは、タイヤ７の追従性以外の要素の影響が大きい。そのため、この領域を用いた評価は、タイヤ７の評価に適していない。また、目標パスＴＰの起点から遠い、分割された領域では、車両１がこの領域の最後に到達する前に、車両制御部１０が新たな目標パスＴＰを定めて、車両１の制御が新たな目標パスＴＰに基づくものに移行することがあり得る。そのため、この領域を用いた評価は、タイヤ７の評価に適していない。そして、特定領域ＳＲでは、車両１の走行経路ＳＰとの位置ずれは、タイヤ７の追従性の性能が高ければ小さくなり、性能が低ければ大きくなる。つまり、特定領域を用いた評価は、タイヤ７の評価に適している。タイヤ評価装置１００は、目標パスＴＰの起点から２番目に近い分割された領域を特定領域ＳＲとして定めてよい。タイヤ評価装置１００は、目標パスＴＰを分割する手法によって、特定領域ＳＲを容易に定めることができる。

また、タイヤ評価装置１００は、車両１から取得した速度のデータを用いて、特定領域ＳＲの範囲を計算で求めてよい。例えば特定領域ＳＲが、車両１のステアリング操作から所定時間後に車両１が走行する範囲に相当するとして、タイヤ評価装置１００は車両１の速度と所定時間とに基づいて特定領域ＳＲの範囲を計算してよい。このとき、タイヤ評価装置１００は、車両１が速度を変化させながらコース２００を走行する場合であっても、特定領域ＳＲを正確に定めることができる。

図７は、本開示の一実施形態に係るタイヤ評価方法の処理を例示するフローチャートである。タイヤ評価装置１００は、図７のフローチャートに従って処理を実行することによって、車両制御に対するタイヤ７の追従性を評価することができる。

取得部１１１は、車両１から走行データを取得する（ステップＳ１）。走行データは、走行状態のデータ、走行経路ＳＰのデータ及び目標パスＴＰのデータを含む。本実施形態において、走行データは、車両１がコース２００を少なくとも１周する間に車両記憶部１１に記憶された時系列の複数のデータである。ただし、取得部１１１は、コース２００を走行する車両１からリアルタイムに走行データを取得してよい。また、取得部１１１は、複数でなく１つの走行データを取得してよい。

走行状態のデータは、上記のように車両１の速度及び加速度を含む。走行経路ＳＰのデータは、車載センサ９によって検出された車両１の実際の走行位置を示すデータである。目標パスＴＰのデータは、車両制御部１０によってリファレンスパスＲＰに向かうように設定された車両１の経路を示すデータである。

取得部１１１は、走行データの選択を実行する。具体的に述べると、取得部１１１は、走行状態のデータが条件を満たす場合に、その走行データを使用するものとして選択する（ステップＳ２のＹｅｓ）。取得部１１１は、走行状態のデータが条件を満たさない場合に、その走行データを使用せずに、ステップＳ１の処理に戻って次の走行データを取得する（ステップＳ２のＮｏ）。本実施形態において、車両１の速度が第１の範囲であって、かつ、車両１の左右方向の加速度が第２の範囲である場合に、走行状態のデータは条件を満たす。第１の範囲は、例えば５７ｋｍ／ｈ～６３ｋｍ／ｈであって、車両１がほぼ一定速度であると扱える狭い速度範囲である。第２の範囲は、例えば－０．５Ｇ～＋０．５Ｇであって、車両１が様々なカーブを曲がることを想定する広い加速度範囲である。ここで、Ｇは重力加速度を示す。取得部１１１が上記のような条件で走行データを選択することによって、タイヤ７の応答の影響が高い走行データだけを用いて評価を行うことができる。

特定領域抽出部１１２は、前処理として、走行経路ＳＰのデータの座標変換処理を実行する（ステップＳ３）。座標変換処理は、走行経路ＳＰのデータが有する座標を、車両１のスタート地点から進行方向の前方に向かう座標軸、左右方向に向かう座標軸を有する直交座標系の座標に変換する処理である。この座標変換処理によって、コース２００が周回コースであることに起因する座標の重複などの問題を回避することができる。

特定領域抽出部１１２は、目標パスＴＰのデータの特定領域ＳＲを抽出する（ステップＳ４）。抽出された特定領域ＳＲは、例えば図６の右図のように、コース２００の地図情報にマッピングされてよい。

特定領域抽出部１１２は、ステップＳ３と同様に、特定領域ＳＲの座標変換処理を実行する（ステップＳ５）。この座標変換処理によって、特定領域ＳＲの座標が走行経路ＳＰと同じ座標系に変換されて、比較可能になる。

特定領域抽出部１１２は、さらに特定領域ＳＲの整列処理を実行してよい（ステップＳ６）。整列処理は、複数の特定領域ＳＲがある場合に、これらを車両１のスタート地点から順に並べる処理である。また、整列処理は、車両１のスタート地点から進行方向のある位置において、複数の特定領域ＳＲが存在する場合に、これらを平均化して座標を求める処理を含んでよい。例えばコース２００を車両１が２周以上周回して、タイヤ評価装置１００が得られた走行データをまとめて取得してタイヤ７の評価を行う場合に、整列処理が実行されてよい。複数の周回で得られた走行データを整列して平均化することによって、誤差などの影響を軽減し、信頼性の高いタイヤ７の評価を行うことができる。

位置ずれ算出部１１３は、特定領域ＳＲと走行経路ＳＰとの位置ずれを算出する（ステップＳ７）。位置ずれ算出部１１３は、特定領域ＳＲの進行方向の範囲に含まれる車両１の位置（走行経路ＳＰ）を抽出する。そして、位置ずれ算出部１１３は、抽出した走行経路ＳＰと特定領域ＳＲとの左右方向の距離を位置ずれとして算出する。複数の特定領域ＳＲがある場合に、位置ずれ算出部１１３は、それぞれの特定領域ＳＲに対して位置ずれを算出する。

評価部１１４は、位置ずれ算出部１１３によって算出された位置ずれに基づいて、タイヤ７の車両１に対する制御追従性を評価する（ステップＳ８）。位置ずれが小さい程、タイヤ７の車両１に対する制御追従性が高いと評価することができる。複数の特定領域ＳＲがある場合に、評価部１１４は、統計処理を行って得られる平均値又は中央値などに基づいて評価を行ってよい。評価部１１４は、位置ずれの値を閾値と比較することによって、ランク付けなどを行ってよい。評価部１１４は、通信部１０１を介して、評価結果を表示装置などに表示させてよい。ユーザ（例えば車両１の運行管理者）は、表示された評価結果に基づいて、装着するタイヤ７の継続又は変更を判断することが可能になる。

以上のように、本実施形態に係るタイヤ評価装置１００及びタイヤ評価方法は、上記の構成及び工程によって、車両制御に対するタイヤ７の追従性を評価することができる。ここで、本実施形態に係るタイヤ評価装置１００及びタイヤ評価方法は、目標パスＴＰ等のデータが得られれば、自動運転の制御の詳細を必要とすることなく、タイヤ７の車両１に対する制御追従性を評価することができる。そのため、例えば上記の前方注視モデル以外を用いる自動運転、加減速のタイミングが情報として得られない自動運転などを行う車両１についても、タイヤ７の追従性を適切に評価することができる。

本開示の実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップ（工程）などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行されるプログラム又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

また、上記の本実施形態において、タイヤ評価装置１００は、タイヤ試験の一部としてタイヤ７を評価するとして説明したが、タイヤ７の一般的な自動運転車両に対する適正を判定するために用いられてよい。例えば自動運転を行う車両１が、コース２００ではなく、公道における決められたルートを巡回するバスなどの公共交通機関であってよい。タイヤ評価装置１００による評価に基づいて、公共交通機関である自動運転車両に適するタイヤ７が選択されてよい。

また、上記の本実施形態において、タイヤ評価装置１００は、車両１から目標パスＴＰのデータを取得するが、リファレンスパスＲＰ、走行状態のデータ及び走行経路ＳＰのデータに基づいて目標パスＴＰを算出してよい。

また、タイヤ評価装置１００の構成は任意である。例えば、上記の実施形態において１台のコンピュータであるタイヤ評価装置１００が実行する処理は、複数台のコンピュータの分散処理によって実行されてよい。

１ 車両
２ エンジン
３ 動力伝達装置
４ 操舵装置
５ 制動装置
７ タイヤ
８ 車両通信部
９ 車載センサ
１０ 車両制御部
１１ 車両記憶部
１２ バッテリ
１３ 自動運転処理部
１００ タイヤ評価装置
１０１ 通信部
１０２ 記憶部
１０３ 制御部
１１１ 取得部
１１２ 特定領域抽出部
１１３ 位置ずれ算出部
１１４ 評価部
２００ コース
２００ａ、２００ｂ 直線路
２００ｃ、２００ｄ 曲線路
２１０ 試験区間
２２０ 調整区間
２３０ バンク区間
２４０ 加速区間
３００ タイヤ評価システム

Claims (7)

1. リファレンスパスが定められたコースを自動運転で走行する車両に装着されたタイヤを評価するタイヤ評価方法であって、
   前記車両の走行経路のデータ及び前記車両が前記リファレンスパスを通るように走行中に設定された目標パスのデータを取得する工程と、
   前記目標パスのデータから、特定領域を抽出する工程と、
   前記特定領域と前記車両の走行経路との位置ずれを算出する工程と、
   前記位置ずれに基づいて、前記タイヤの前記車両に対する制御追従性を評価する工程と、を含む、タイヤ評価方法。
2. 前記特定領域は、前記車両の進行方向に向かって、前記目標パスの起点から前記車両の速度に基づく距離の範囲で定められる、請求項１に記載のタイヤ評価方法。
3. 前記特定領域は、前記目標パスを分割し、前記目標パスの起点に最も近い分割された領域を除いた領域で定められる、請求項１に記載のタイヤ評価方法。
4. 前記特定領域は、前記車両の速度に基づいて決定される、請求項１に記載のタイヤ評価方法。
5. 前記位置ずれの算出に用いられる前記車両の走行経路は、前記特定領域に対して、前記車両の進行方向に対して垂直な方向に位置する、請求項２から４のいずれか一項に記載のタイヤ評価方法。
6. 前記コースは周回コースであって、
   前記位置ずれは、１周における前記特定領域と前記車両の走行経路とを用いて算出される、請求項２から５のいずれか一項に記載のタイヤ評価方法。
7. リファレンスパスが定められたコースを自動運転で走行する車両に装着されたタイヤを評価するタイヤ評価装置であって、
   前記車両の走行経路のデータ及び前記車両が前記リファレンスパスを通るように走行中に設定された目標パスのデータを取得する取得部と、
   前記目標パスのデータから、特定領域を抽出する特定領域抽出部と、
   前記特定領域と前記車両の走行経路との位置ずれを算出する位置ずれ算出部と、
   前記位置ずれに基づいて、前記タイヤの前記車両に対する制御追従性を評価する評価部と、を備える、タイヤ評価装置。

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