JP2023088550A - タイヤに作用する力の取得方法、タイヤの摩擦エネルギーの取得方法、システム、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】精度が向上可能な、タイヤに作用する力の取得方法、摩擦エネルギーの取得方法、システム及びプログラムを提供する。【解決手段】車両諸元に基づいて理想式から得られる制動力配分又は駆動力配分のいずれかを表す第１前後力配分に関するデータを取得し、タイヤの最大摩擦係数を取得し、第１軸及び第２軸の座標系において、第１前後力配分を表す線と最大摩擦係数を表す直線の交点と、座標系の原点とを結ぶ直線を第２前後力配分とし、車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度を含む、車両の走行条件を表す走行モードを取得し、第２前後力配分、車両諸元、タイヤ諸元、及び、走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データを取得する。タイヤ挙動データは、タイヤにおける前後方向の力、前後方向の速度、左右方向の力、左右方向の速度、及びスリップ率に関するデータを含む。【選択図】図５

Description

本開示は、タイヤに作用する力の取得方法、タイヤの摩擦エネルギーの取得方法、システム、及びプログラムに関する。

例えば、タイヤの摩耗量を予測するためのタイヤ摩耗寿命推定システムにおいて、摩擦エネルギーを算出するとの記載がある（特許文献１参照）。

特開２０１７－１５６２９５号公報

しかし、特許文献１には、前輪と後輪の制動力の分布に関する制動力配分についての記載がなく、更なる精度向上の余地があると考えられる。制動力配分は、タイヤの摩耗や制動距離をシミュレーションするうえで、重要と考えられる。また、四輪駆動車における駆動力配分にも同様のことがいえる。前後力配分（制動力配分又は駆動力配分）を考慮することが望ましい。

前後力配分（制動力配分又は駆動力配分）を考慮する場合には、理想式から得られる前後力配分を用いることが考えられる。しかし、理想式から得られる前後力配分は、実車の計測値と乖離があることが判明した。よって、各車輪のタイヤに作用する力の算出精度に改善の余地があると考えられる。

本開示は、算出精度が向上可能な、タイヤに作用する力の取得方法、摩擦エネルギーの取得方法、システム及びプログラムを提供する。

本開示のタイヤに作用する力の取得方法は、１又は複数のプロセッサが実行する方法であって、車両諸元に基づいて理想式から得られる制動力配分又は駆動力配分のいずれかを表し、前輪の前後力が第１軸にプロットされ且つ後輪の前後力が前記第１軸に直交する第２軸にプロットされて表現可能な第１前後力配分に関するデータを取得し、タイヤの最大摩擦係数を取得し、前記第１軸及び前記第２軸の座標系において、前記第１前後力配分を表す線と前記最大摩擦係数を表す直線の交点と、前記座標系の原点とを結ぶ直線を第２前後力配分とし、前記第２前後力配分を表すデータを生成し、車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度を含む、車両の走行条件を表す走行モードを取得し、前記第２前後力配分を表すデータ、前記車両諸元、タイヤ諸元、及び、前記走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データを取得し、前記タイヤ挙動データは、タイヤにおける前後方向の力、前後方向の速度、左右方向の力、左右方向の速度、及びスリップ率に関するデータを含む。

本実施形態のシステムを示すブロック図。 タイヤに作用する力の取得方法およびタイヤの摩擦エネルギーの取得方法を示すフローチャート。 車種Ａの第１制動力配分（理想制動力配分）を示す図。 車種Ａの第１制動力配分（理想制動力配分）と、第２制動力配分とを示す図。 図３及び図４に示す車種Ａの第１制動力配分（理想制動力配分）と、第２制動力配分と、実車の制動力配分の計測値とを示す図。 横軸を制動時の車両減速度とし、縦軸を前輪の制動力として、車種Ａについて、実車制動力（実測値）、理想制動力（第１制動力配分）、本手法での推定制動力（第２制動力配分）を示す図。 車種Ｂについて図５に対応する図。 車種Ｂについて図６に対応する図。 走行モードを有する加速度頻度分布データに関する説明図。

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。

［システム］
本実施形態のシステム１は、タイヤに作用する力を取得可能に構成されている。また、システム１は、タイヤに作用する力に基づいて摩擦エネルギーを算出可能に構成されている。

図１に示すように、システム１は、第１前後力配分取得部１０と、最大摩擦係数取得部１１と、第２前後力配分生成部１２と、走行モードデータ取得部１３と、タイヤ挙動データ取得部１４と、摩擦エネルギー算出部１５と、を有する。これら各部（１０～１５）は、プロセッサ１ａ、メモリ１ｂ、各種インターフェイス等を備えたコンピュータにおいて予め記憶されている図２に示す処理ルーチンをプロセッサ１ａが実行することによりソフトウェア及びハードウェアが協働して実現される。本実施形態では、１つの装置におけるプロセッサ１ａが各部を実現しているが、これに限定されない。例えば、ネットワークを用いて分散させ、複数のプロセッサが各部の処理を実行するように構成してもよい。すなわち、１又は複数のプロセッサが処理を実行する。メモリ１ｂは、第１前後力配分に関するデータＤ１、最大摩擦係数を表すデータＤ２、第２前後力配分に関するデータＤ３、車両諸元に関するデータＤ４、タイヤ諸元に関するデータＤ５、計測データＤ６、加速度頻度分布データＤ７、タイヤ挙動データＤ８、走行モード毎の摩擦エネルギーに関するＤ９などを記憶する。

第１前後力配分取得部１０は、車両諸元に基づいて理想式から得られる第１前後力配分に関するデータＤ１を取得する。取得した第１前後力配分に関するデータＤ１は、メモリ１ｂに記憶される。第１前後力配分取得部１０は、第１前後力配分に関するデータＤ１を外部から取得してもよいし、与えられた車両諸元データＤ４に基づいて算出してもよい。第１前後力配分は、前輪と後輪の制動力配分又は駆動力配分のいずれかを表す。本実施形態では、第１前後力配分が制動力配分である場合を例示して説明する。図３は、車種Ａの第１制動力配分（理想制動力配分）を示す図である。横軸が前輪の制動力［Ｎ］を静止時の車両荷重［Ｎ］で割った単位荷重あたりの制動力を示し、縦軸が後輪の制動力［Ｎ］を静止時の車両荷重［Ｎ］で割った単位荷重あたりの制動力を示す。図３に示すように、前後力配分は、前輪の前後力（制動力）が第１軸（図中の横軸）にプロットされ、後輪の前後力（制動力）が第１軸に直交する第２軸（図中の縦軸）にプロットされて表現可能なデータである。つまり、前輪と後輪の前後力の比が、前輪の前後力又は後輪の前後力に応じて変化している。理想式から得られる制動力配分は、上向きに凸となる曲線で示される。

理想式から得られる制動力配分（理想制動力配分）は、車両の四輪とも摩擦係数が最大となる制動力配分である。一般的に次の式（１）及び（２）で得ることができる。
Ｂ_ｆ＝α（Ｗ_ｆ０＋ｍ・α・ｈ／Ｌ） …（１）
Ｂ_ｒ＝α（Ｗ_ｒ０＋ｍ・α・ｈ／Ｌ） …（２）
ただし、Ｂ_ｆが前輪制動力［Ｎ］を示し、Ｂ_ｒが後輪制動力［Ｎ］を示し、αが車両の加速度［ｍ／ｓ^２］を示し、Ｗ_ｆ０が車両停止時の前輪の静的荷重［Ｎ］を示し、Ｗ_ｒ０が車両停止時の後輪の静的荷重［Ｎ］を示し、ｍが車両停止時の車両全体の質量［ｋｇ］を示し、ｈが車両の重心の高さ［ｍ］を示し、Ｌがホイールベース［ｍ］を示す。
図３は、Ｂ_ｆをｍ・αで割って正規化した値を横軸にし、Ｂ_ｒをｍ・αで割って正規化した値を縦軸にし、αを変化させてプロット表示させた、理想制動力配分の曲線を示している。

最大摩擦係数取得部１１は、タイヤの最大摩擦係数μを取得する。最大摩擦係数μは、タイヤ試験機を用いた試験または実車による走行試験で得られ、試験結果がシステムに入力されることで、最大摩擦係数取得部１１が最大摩擦係数μを取得する。

第２前後力配分生成部１２は、第１前後力配分に関するデータＤ１と、最大摩擦係数μに関するデータＤ２とに基づいて、第２前後力配分に表すデータＤ３を生成する。第２前後力配分を表すデータＤ３はメモリ１ｂに記憶される。図４は、車種Ａの第１制動力配分（理想制動力配分）と、第２制動力配分とを示す図である。具体的には、第２前後力配分生成部１２は、図４に示すように、第１軸及び第２軸の座標系において、第１前後力配分を示す線（曲線）と最大摩擦係数μを示す直線との交点と、座標系の原点とを結ぶ直線を第２前後力配分とする。図４では、第２制動力配分（第２前後力配分）を直線で示している。図４の例では、前輪の単位荷重あたりの制動力が０．８で後輪の単位荷重あたりの制動力が０．２において最大摩擦係数［μ＝０．９８］と交差している。この交点から原点までの直線が第２制動力配分となる。図４では、前輪の制動力をＦｘと表記し、前輪の荷重をＷと表記している。

次に、第２制動力配分が、第１制動力配分（理想制動力配分）よりも優れている理由について説明する。図５は、図３及び図４に示す車種Ａの第１制動力配分（理想制動力配分）と、第２制動力配分と、実車の制動力配分の計測値とを示す図である。図５において、計測値をバツ印で示している。第１制動力配分よりも第２制動力配分の方が計測値（バツ印）により近いことが見て取れる。図６は、横軸を制動時の加速度［ｍ／ｓ^２］とし、縦軸を前輪の制動力［Ｎ］として、車種Ａについて、実車制動力（実測値）、理想制動力（第１制動力配分）、本手法での推定制動力（第２制動力配分）を示す図である。図６の横軸の制動時の加速度は、前方をプラスとすれば、マイナスの値（負の値）となるが、図６ではマイナスの値をプラスの値として表記している。図６によれば、第２制動力配分の方が第１制動力配分よりもより実測値に近いことが見て取れる。
図７は、車種Ｂについて図５に対応する図である。図７では、実測値を三角で示している。図８は、車種Ｂについて図６に対応する図である。図７及び図８によれば、第２制動力配分の方が第１制動力配分よりもより実測値に近いことが見て取れる。
したがって、理想の制動力配分（第１制動力配分）よりも、本明細書で提案する第２制動力配分の方が、より実車の計測値に近く、タイヤ挙動データ（作用する力や速度）の算出精度を向上可能となる。

走行モードデータ取得部１３は、車両の走行条件を表す走行モードを取得する。走行モードは、車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度を含む。本実施形態では、走行モードデータ取得部１３は、複数の走行モードと、各走行モードが走行コースにおいて出現する頻度とが関連付けられた加速度頻度分布データＤ７を取得する。

本実施形態において、走行モードデータ取得部１３は、加速度頻度分布データＤ７を生成するが、これに限定されず、外部から取得してもよい。
具体的には、走行モードデータ取得部１３は、加速度頻度分布データＤ７を生成するために、計測データ取得部１３ａと、走行モード設定部１３ｂと、データ分類部１３ｃと、頻度算出部１３ｄと、を有する。

計測データ取得部１３ａは、複数個の計測データＤ６を取得する。計測データＤ６は、車両２に設けられた３軸の加速度センサ２０が走行中に計測した加速度を含む。計測データは、車両２の３方向の加速度、つまり、車両２の前後方向の加速度Ａｘ、左右方向の加速度Ａｙ、上下方向の加速度Ａｚを含む。加速度の単位は［ｍ／ｓ^２］である。また、計測データは、距離に換算可能なデータを含む又は距離に換算可能なデータと関連付けられている。本実施形態において、計測データは、一定のサンプリング時間（計測の間隔であり、例えば０．１秒（１０Ｈｚ））で計測されている。速度とサンプリング時間は距離に換算可能である。それゆえ、計測データは、距離に換算可能なデータとしての速度を有する。また、計測データは、距離に換算可能なデータとしてのサンプリング時間（サンプリング周波数）に関連付けられている（例えば、速度が１６ｍ／ｓでサンプリング時間が０．１秒（１０Ｈｚ）であれば、計測データ１つあたりの距離は１６÷１０＝１．６ｍ、と算出できるからである）。速度は、位置情報に基づき算出、車輪回転速度に基づき取得、対地速度計２１を用いて取得することができる。

計測データ取得部１３ａは、計測データＤ６を取得できれば、どのような手段で加速度センサ２０から計測データを取得してもよい。例えば、車両に搭載されたコンピュータの記憶媒体に計測データが記憶され、車両走行の完了後に、その記録媒体がシステム１の読み取り装置に取り付けられて、読み取り装置から計測データを取得するようにしてもよい。また、計測データ取得部１３ａは、車両の加速度センサ２０を含むコンピュータから無線通信で計測データを受領してもよい。

本実施形態において、複数個の計測データＤ６は、車両２が、所定の走行コースを走行する間に、加速度センサ２０の加速度の計測により生成されることが挙げられる。例えば、走行コースのスタート地点にて停止状態から加速し、カーブ手前で減速してカーブを曲がり、その後に加速し、その後、加速や減速、旋回を繰り返した後に、走行コースのゴール地点で停止するまでに、加速度センサ２０が加速度を計測することが一例として挙げられる。

なお、本実施形態では、計測データＤ６は、一定時間間隔で計測された速度を有するが、これに限定されない。例えば、計測データは、位置情報を距離に換算可能なデータとしての位置情報を含む、又は、位置情報を距離に換算可能なデータとしての位置情報に関連付けられていてもよい。位置情報は、ＧＰＳに基づく衛生位置情報を取得するＧＰＳ受信器のほか種々の位置情報取得機器において一定時間間隔で取得可能である。また、計測データは、一定時間ごとに計測するのではなく、車両２が一定距離を走行する度に計測するようにしてもよい。この場合、計測データ自体が距離に関連付けられていることになる。計測データは、メモリ１ｂに記憶される。

本実施形態において、走行モードデータ取得部１３は、加速度頻度分布データを生成する。加速度分布データは、複数の走行モードと、各々の走行モードの頻度とを有する。図９に模式的に示すように、加速度の３方向それぞれの方向に対して細分化（分割）した複数の区間を設定する。図９では１つのボックスの辺が１つの区間に相当する。１つの走行モードは、図に示すように１つのボックスで表すことができる。１つのボックス（走行モード）は、３方向の区間（辺）の組み合わせで構成される。本実施形態では、３方向をそれぞれ０．０５ｍ／ｓ^２毎に分割しており、それゆえに、１つの走行モード（ボックス）の加速度の範囲（辺の幅）は０．０５ｍ／ｓ^２である。区間の幅が０．０５ｍ／ｓ^２であるので、各々の走行モードの代表値は、＋０．１０［ｍ／ｓ^２］，＋０．０５［ｍ／ｓ^２］，０［ｍ／ｓ^２］，－０．０５［ｍ／ｓ^２］，－０．１０［ｍ／ｓ^２］というように変化する。図９に例示するように、或る走行モードＭ１は、代表値の前後加速度Ａｘ、代表値の左右加速度Ａｙ、代表値の上下加速度Ａｚ、及び頻度（頻度値：０．１）を有する。同様に、或る走行モードＭ２は、代表値の前後加速度Ａｘ、代表値の左右加速度Ａｙ、代表値の上下加速度Ａｚ、及び頻度（頻度値：０．０１）を有する。頻度値は、その走行モードが、全ての計測データにおいて出現する頻度を表す。図９の例では、頻度値を小数で表現しており、全ての走行モードの頻度値を積算すれば、１．０になるようにしている。図９に示すように、計測される加速度は、正の値（＋）だけでなく、負の値（－）も含まれる。例えば、走行モードＭ１の前後加速度Ａｘは０［ｍ／ｓ^２］であり、左右加速度Ａｙは正の値であり、上下加速度Ａｚは正の値である。走行モードＭ２の前後加速度Ａｘは負の値であり、左右加速度Ａｙは負の値であり、上下加速度Ａｚは正の値である。このように、各々の走行モードにおける３方向の加速度の値は異なる。なお、前後加速度Ａｘは、車両２の前方が正の値であり、車両２の後方が負の値である。左右加速度Ａｙは、車両２の右方が正の値であり、車両２の左方が負の値である。上下加速度Ａｚは、車両２の下方が正の値であり、車両２の上方が負の値である。

図９に示す加速度頻度分布データＤ７は、前後方向の区間が１１個、左右方向の区間が１１個、上下方向の区間が６個であり、走行モードが１１×１１×６＝７２６個の例を挙げているが、区間の数は分解能であり、任意に設定可能である。例えば、走行モードの数を（４１×４１×４１）にしてもよい。

走行モード設定部１３ｂは、図９に示すように、加速度の３方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、３方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する。本実施形態では、複数の区間の大きさは一定であるが、一定でなくてもよい。

データ分類部１３ｃは、計測データ取得部１３ａが取得した複数個の計測データをそれぞれ、走行モード設定部１３ｂが設定した複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する。計測データは、各方向の加速度が合致する走行モードに分類される。例えば、前後加速度Ａｘが０．１２ｍ／ｓ^２の場合、代表値が０．１０ｍ／ｓ^２であり且つ加速度範囲が０．０７５～０．１２５ｍ／ｓ^２である走行モードに分類される。これにより、計測データは、必ずいずれかの走行モードに分類される。走行モードは、１つも計測データが分類されない場合があり、また、分類される計測データの数も異なる。

頻度算出部１３ｄは、各々の走行モードについて、分類された計測データの数と全ての計測データの数とに基づいて各々の走行モードの頻度を算出する。頻度（頻度値）は、分類された計測データの数を、全ての計測データの数で除算することで算出可能である。走行モードの数がＮ個ある場合には、頻度の計算はＮ回実行される。これにより、加速度頻度分布データが生成される。
本実施形態では、一定時間の間隔で計測しているため、計測データは時間単位で表され、単純に計測データの数で算出した頻度は、時間単位の頻度となる。摩擦エネルギーは、タイヤと路面との接触回数に対応する距離単位に基づき算出されることが好ましい。そこで、本実施形態では、データを時間単位から距離単位に変換する処理を実行している。具体的には、各々の走行モードの速度と時間に基づいてその走行モードにおける走行距離を算出し、各々の走行モードにおける走行距離が全体の走行距離に占める頻度を算出している。
もちろん、計測データを一定距離走行する度に計測している場合には、データが既に距離単位のデータであるので、計測データの数に基づき頻度を算出してもよい。

タイヤ挙動データ取得部１４は、第２前後力配分を表すデータＤ３、車両諸元に関するデータＤ４、タイヤ諸元に関するデータＤ５、走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データＤ８を取得する。タイヤ挙動データＤ８は、タイヤにおける前後方向の力（Ｆｘ）、前後方向の速度（Ｖｘ）、左右方向の力（Ｆｙ）、左右方向の速度（Ｖｙ）、スリップ率（Ｓ）に関するデータを含む。タイヤ挙動データＤ８は、タイヤ挙動シミュレーションシステム３により算出される。本実施形態では、タイヤ挙動シミュレーションシステム３として、米国Mechanical Simulation社製の車両運動シミュレーションソフトウェア「ＣａｒＳＩＭ（登録商標）」を用いている。タイヤ挙動データ取得部１４は、タイヤ挙動シミュレーションシステム３が算出したタイヤ挙動データＤ８を取得する。ＣａｒＳＩＭ（登録商標）は、入力されたデータをもとに、指定された前後方向の加速度及び左右方向の加速度が得られるように、仮想車両を走行させる。例えば、右方向に５ｍ／ｓ^２で定常走行するように設定すれば、右方向の加速度が５ｍ／ｓ^２になるように、車両が旋回を継続する。また、制動時の加速度（減速度）が５ｍ／ｓ^２であれば、車両は初速度から５ｍ／ｓ^２で減速するようにブレーキの圧力が制御される。これにより、指定された走行モード（前後方向及び左右方向の加速度）が実現できるように車両を走行させ、そのときの各四輪のタイヤ挙動データＤ８を得ることができる。タイヤ挙動データＤ８は、メモリ１ｂに記憶される。

車両諸元に関するデータＤ４は、システム１に入力されて、メモリ１ｂに記憶されたデータである。車両諸元に関するデータＤ４の具体例として、車両の全長［ｍ］、全幅［ｍ］、全高［ｍ］、前軸負荷質量［ｋｇ］、後軸負荷質量［ｋｇ］、ホイールベース［ｍ］、前輪の左右に装着されたタイヤの接地中心間距離［ｍ］、後輪の左右に装着されたタイヤの接地中心間距離［ｍ］、前軸と重心の間の水平方向の距離、フロントオーバーハング又はリアオーバーハング、ロール慣性モーメント、ピッチ慣性モーメント、ヨー慣性モーメント、前輪のキャンバー角、後輪のキャンバー角、前輪のトー角、後輪のトー角などが挙げられる。

タイヤ諸元に関するデータＤ５は、システム１に入力されて、メモリ１ｂに記憶されたデータである。タイヤ諸元に関するデータＤ５の具体例として、タイヤの質量、縦剛性、転がり半径、無負荷時の半径、転がり抵抗、μ－Ｓ特性、ＳＡ－ＣＦ特性、ＳＡ－ＳＡＴ特性、緩和長などが挙げられる。

摩擦エネルギー算出部１５は、計測データＤ６が分類された走行モードについて、タイヤ挙動データＤ８に基づいて摩擦エネルギーを算出する。算出された摩擦エネルギーはメモリ１ｂに記憶される。摩擦エネルギーは、タイヤと路面の間に作用するせん断力にすべり量を乗ずることで算出できる。摩擦エネルギーは、静止時の荷重と荷重が同一であるとして、前後方向の加速度および左右方向の加速度が発現する状態において生じる摩擦エネルギーである。摩擦エネルギーは、ＦＥＭ（有限要素法）等のコンピュータシミュレーションや、実験による実測値に基づいて取得可能であり、公知であるので詳細な説明を省略する。
例えば、各々の走行モードにおける前後方向の加速度、左右方向の加速度および静止時の荷重を、既存の摩擦エネルギーシミュレーションシステムに入力すれば、摩擦エネルギーが出力される、としてもよい。摩擦エネルギーシミュレーションシステムは、例えば、タイヤモデルを路面に指定荷重（入力された静止時の荷重）をかけて接触させ、指定された条件（前後方向の加速度および左右方向の加速度）になるようにタイヤモデルを転動させ、タイヤのトレッド表面の任意の節点に生じる前後方向のせん断力、前後方向のすべり変位、左右方向のせん断力、及び左右方向のすべり変位をシミュレーションで算出する。前後方向及び左右方向のせん断力とすべり変位量から摩擦エネルギーを算出できる。
例えば、各々の走行モードにおける前後方向の加速度、左右方向の加速度および静止時の荷重を、タイヤ試験機に入力し、得られる計測結果に基づいて算出された摩擦エネルギーが出力される、としてもよい。タイヤ試験機は、例えば、タイヤを路面に指定荷重（入力された静止時の荷重）をかけて接触させ、指定された条件（前後方向の加速度および左右方向の加速度）になるように転動させる。その際に、路面の圧力センサやモータに基づいて、タイヤのトレッド表面の任意点に生じる前後方向のせん断力、前後方向のすべり変位、左右方向のせん断力、及び左右方向のすべり変位を計測する。前後方向及び左右方向のせん断力とすべり変位量から各方向の摩擦エネルギーを算出できる。

本実施形態の摩擦エネルギー算出部１５は、各々の走行モードの摩擦エネルギーおよび頻度に基づいて累積した摩擦エネルギーを算出する。一例として、各走行モードの頻度に応じた重み付けを摩擦エネルギーにかけて積算することが挙げられる（例えば、特開２０１５－１２３９４１号公報参照）。

［タイヤに作用する力の取得方法、タイヤの摩擦エネルギーの取得方法］
タイヤに作用する力の取得方法およびタイヤの摩擦エネルギーの取得方法を、図２を用いて説明する。

まず、ステップＳＴ１において、第１前後力配分取得部１０は、第１前後力配分に関するデータＤ１を取得する。
ステップＳＴ２において、最大摩擦係数取得部１１は、タイヤの最大摩擦係数μを取得する。
ステップＳＴ３において、第２前後力配分生成部１２は、第１前後力配分に関するデータＤ１と最大摩擦係数μに基づいて、第２前後力配分を表すデータＤ３を生成する。

ステップＳＴ４において、走行モードデータ取得部１３は、車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度を含む、車両の走行条件を表す走行モードを取得する。本実施形態では、単一の走行モードではなく、加速度頻度分布データを取得している。詳細にステップを説明する。
加速度センサ２０は、車両走行中に、車両の前後方向、左右方向及び上下方向の３方向の加速度を複数回計測する。本実施形態では、０．１秒に１回計測している（１０Ｈｚ）。
計測データ取得部１３ａは、車両の前後方向、左右方向及び上下方向の３方向の加速度を有する計測データを複数個取得する。
走行モード設定部１３ｂは、加速度の３方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、３方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する。
データ分類部１３ｃは、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する。
頻度算出部１３ｄは、各々の走行モードについて、分類された計測データの数と全ての計測データ数とに基づいて各々の走行モードの頻度を算出する。これにより、加速度頻度分布データが生成される。

ステップＳＴ５において、タイヤ挙動データ取得部１４は、第２前後力配分、車両諸元、タイヤ諸元、走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データＤ８を取得する。この処理は、走行モードの数分実行する。
ステップＳＴ６において、摩擦エネルギー算出部１５は、タイヤ挙動データに基づいて、摩擦エネルギーを算出する

以上、本実施形態のように、タイヤに作用する力の取得方法は、１又は複数のプロセッサが実行する方法であって、車両諸元に基づいて理想式から得られる制動力配分又は駆動力配分のいずれかを表し、前輪の前後力が第１軸にプロットされ且つ後輪の前後力が第１軸に直交する第２軸にプロットされて表現可能な第１前後力配分に関するデータを取得し、タイヤの最大摩擦係数を取得し、第１軸及び第２軸の座標系において、第１前後力配分を表す線と最大摩擦係数を表す直線の交点と、座標系の原点とを結ぶ直線を第２前後力配分とし、第２前後力配分を表すデータを生成し、車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度を含む、車両の走行条件を表す走行モードを取得し、第２前後力配分を表すデータ、車両諸元、タイヤ諸元、及び、走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データを取得し、タイヤ挙動データは、タイヤにおける前後方向の力、前後方向の速度、左右方向の力、左右方向の速度、及びスリップ率に関するデータを含む、としてもよい。
このように、第１前後力配分を表す線（曲線）と最大摩擦係数を表す直線の交点と、原点とを結ぶ直線を第２前後力配分とするので、理想前後力配分である第１前後力配分よりも実車の計測値に近い第２前後力配分を使用することになり、タイヤに作用する力の算出精度を向上可能となる。

特に限定されないが、本実施形態のように、車両走行中に３軸加速度センサで計測された車両の前後方向、左右方向及び上下方向の３方向の加速度を有する計測データを複数個取得し、加速度の３方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、３方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定し、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類し、各々の走行モードについて、分類された計測データの数と全ての計測データ数とに基づいて各々の走行モードの頻度を算出し、計測データが分類された走行モードについて、第２前後力配分を表すデータ、車両諸元、タイヤ諸元、及び、走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データを取得する、としてもよい。
各走行モードにおいて、力を精度良く算出可能となる。

特に限定されないが、本実施形態のように、タイヤの摩擦エネルギーの取得方法は、上記タイヤに作用する力の取得方法を含み、タイヤ挙動データに基づいて、摩擦エネルギーを算出する、としてもよい。
摩擦エネルギーを、精度良く算出可能となる。

本実施形態に係るプログラムは、上記方法を１又は複数のコンピュータに実行させるプログラムである。
これらプログラムを実行することによっても、上記方法の奏する作用効果を得ることが可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。

（１）上記実施形態では、走行モードデータ取得部１３は、複数の走行モードを有する加速度頻度分布データを取得しているが、これに限定されない。例えば、走行モードデータ取得部１３は、単一の走行モードを取得してもよい。その場合、走行モードは、システムに入力されてもよいし、システム１内で生成してもよい。

（２）上記実施形態において前後力配分は、制動力配分であるが、これに限定されない。前後力配分は、駆動力配分であってもよい。

（３）上記実施形態において、タイヤ挙動データに基づき、摩擦エネルギーを算出しているが、これに限定されない。例えば、タイヤ挙動データに基づいて、制動距離を算出してもよい。

（４）前記実施形態では、３軸の加速度センサを用いて３方向の加速度を検出しているが、前後左右の２方向のデータがあればよい。そのために、２軸の加速度センサを用いてもよく、計測データＤ６が２方向の加速度を有する、としてもよい。

（５）上記実施形態では、図９に示すように、加速度頻度分布データは、加速度の３方向それぞれの方向を複数の区間に細分化（分割）し、３方向の区間（辺）の組み合わせで１つの走行モードを設定しているが、これに限定されない。例えば、前後方向と左右方向の２方向を複数の区間に細分化（分割）し、２方向の区間（辺）の組みあわせで１つの走行モードを設定してもよい。この場合、計測データは、３方向の加速度を有してもよく、２方向の加速度を有してもよい。

図１に示す各部は、所定プログラムを１又は複数のプロセッサで実行することで実現しているが、各部を専用メモリや専用回路で構成してもよい。上記実施形態のシステム１は、一つのコンピュータのプロセッサ１ａにおいて各部が実装されているが、各部を分散させて、複数のコンピュータやクラウドで実装してもよい。すなわち、上記方法を１又は複数のプロセッサで実行してもよい。

システム１は、プロセッサ１ａを含む。例えば、プロセッサ１ａは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、またはコンピュータ実行可能命令の実行が可能なその他の処理ユニットとすることができる。また、システム１は、システム１のデータを格納するためのメモリ１ｂを含む。一例では、メモリ１ｂは、コンピュータ記憶媒体を含み、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤまたはその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたはその他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のデータを格納するために用いることができ、そしてシステム１がアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。

１…システム、１０…第１前後力配分取得部、１１…摩擦係数取得部、１２…第２前後力配分生成部、１３…走行モードデータ取得部、１３ａ…計測データ取得部、１３ｂ…走行モード設定部、１３ｃ…データ分類部、１３ｄ…頻度算出部、１４…タイヤ挙動データ取得部、１５…摩擦エネルギー算出部。

Claims (5)

1. １又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
   車両諸元に基づいて理想式から得られる制動力配分又は駆動力配分のいずれかを表し、前輪の前後力が第１軸にプロットされ且つ後輪の前後力が前記第１軸に直交する第２軸にプロットされて表現可能な第１前後力配分に関するデータを取得し、
   タイヤの最大摩擦係数を取得し、
   前記第１軸及び前記第２軸の座標系において、前記第１前後力配分を表す線と前記最大摩擦係数を表す直線の交点と、前記座標系の原点とを結ぶ直線を第２前後力配分とし、前記第２前後力配分を表すデータを生成し、
   車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度を含む、車両の走行条件を表す走行モードを取得し、
   前記第２前後力配分を表すデータ、前記車両諸元、タイヤ諸元、及び、前記走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出されたタイヤ挙動データを取得し、
   前記タイヤ挙動データは、タイヤにおける前後方向の力、前後方向の速度、左右方向の力、左右方向の速度、及びスリップ率に関するデータを含む、タイヤに作用する力の取得方法。
2. 車両走行中に３軸加速度センサで計測された車両の前後方向、左右方向及び上下方向の３方向の加速度を有する計測データを複数個取得し、
   加速度の３方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、３方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定し、
   取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類し、
   各々の走行モードについて、分類された計測データの数と全ての計測データ数とに基づいて各々の走行モードの頻度を算出し、
   計測データが分類された走行モードについて、前記第２前後力配分を表すデータ、前記車両諸元、タイヤ諸元、及び、前記走行モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいて算出された前記タイヤ挙動データを取得する、請求項１に記載の方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法を含み、
   前記タイヤ挙動データに基づいて、摩擦エネルギーを算出する、タイヤの摩擦エネルギーの取得方法。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の方法を実行する１又は複数のプロセッサを備えるシステム。
5. 請求項１～３のいずれかに記載の方法を１又は複数のプロセッサに実行させるプログラム。

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