JP5112730B2

JP5112730B2 - タイヤ耐久力性能予測方法、タイヤ耐久力性能予測装置、及びタイヤ耐久力性能予測プログラム

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Publication number: JP5112730B2
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Description

本発明は、タイヤ耐久力性能予測方法、タイヤ耐久力性能予測装置、及びタイヤ耐久力性能予測プログラムに係り、より詳しくは、タイヤの耐久力として走行可能距離を予測するタイヤ耐久力性能予測方法、タイヤ耐久力性能予測装置、及びタイヤ耐久力性能予測プログラムに関する。

従来、タイヤが実走行においてどの程度の耐久力を有するかを予測・評価する方法として、種々の負荷条件下で室内ドラム試験を行う方法があった（例えば特許文献１〜４参照）。また、実走行においてタイヤに加わる力を直接タイヤの摩耗評価に用いた技術が提案されている（例えば特許文献５参照）。

室内ドラム試験機によりタイヤの耐久性を予測・評価する上記従来技術においては、タイヤの優劣は評価できるものの、何れも負荷条件が実走行との関連付けがないため、実走行においてどの程度の耐久力を有するかまで予測・評価することは困難であった。

例えば特許文献２に開示された技術では、タイヤの内部温度については実走行時に測定し、室内での試験時にタイヤの内部温度が実走行時と同様となるようにしているが、その他の負荷条件（例えば荷重や速度等）に関しては、具体的にどのように実走行時にタイヤに加わる力と関連付けるのかが不明であるため、実走行におけるタイヤの耐久力を高精度で予測するのは困難である。

また、特許文献５には、実走行においてタイヤに加わる力を測定し、これを室内ドラム試験機の負荷条件に変換することによりタイヤの摩耗性能の予測・評価を行う技術が開示されているが、摩耗性能の場合は数千ｋｍ程度の走行距離でも予測・評価が可能であるのに対し、タイヤの耐久力に関してはタイヤに故障が発生するまで走行させる必要があることから、膨大な走行距離・時間が必要となり、特許文献５に記載された技術をタイヤの耐久力の予測・評価に適用するのは困難であり、現実的ではない。
特開平７−１５１６４５号公報特開２００４−３７２８６号公報特開２００６−１６２５６０号公報特開２００６−１７０６９４号公報特表２００４−５２２９５３号公報

近年では、タイヤがパンクしても一定の距離を走行できるランフラットタイヤが開発されており、自動車メーカーによる採用も相次いでいる。このランフラットタイヤがパンクした状態でどの程度の距離を走行することができるかは、各自動車メーカーが設定した公道のコースで評価されることが多い。この公道におけるテストの場合は、走行距離自体は非常に短いものとなるため頻繁に実施する必要があるが、一般公道を使用したテストであることから頻繁に実施するのは困難であり、これに代わる室内試験の方法や耐久力を予測する方法が望まれている。

本発明は、上記事実に鑑みて成されたものであり、タイヤの耐久力性能を容易かつ短期間で予測することができるタイヤ耐久力性能予測方法、タイヤ耐久力性能予測装置、及びタイヤ耐久力性能予測プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明のタイヤ耐久力性能予測装置は、車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求めるステップと、前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求めるステップと、前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算するステップと、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算するステップと、前記タイヤ損傷度に基づいて、前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求め、前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求め、前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算し、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算し、演算したタイヤ損傷度に基づいて、タイヤの予測走行可能距離を演算するので、タイヤの耐久力性能を容易かつ短期間で予測することができる。

なお、請求項２に記載したように、前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップは、前記タイヤ損傷度の逆数を求めることにより前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度が各々単独で前記タイヤに作用したときの前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップと、予め定めた基準条件における前記タイヤの基準走行可能距離に対する前記タイヤの予測走行可能距離の変化率を各々演算するステップと、前記基準走行可能距離に前記タイヤの予測走行可能距離の変化率を全て乗算することにより、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度が全て前記タイヤに作用したときの予測走行可能距離を演算するステップと、を含むようにしてもよい。

また、請求項３に記載したように、前記タイヤに加わる力は、互いに直交する３方向に加わる力とすることができる。

請求項４記載の発明のタイヤ耐久力性能予測装置は、車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求め、前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求め、前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算し、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算するタイヤ損傷度演算手段と、前記タイヤ損傷度に基づいて、前記タイヤの予測走行可能距離を演算する予測走行可能距離演算手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、タイヤの耐久力性能を容易かつ短期間で予測することができる。

請求項５記載のタイヤ耐久力性能予測プログラムは、車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求めるステップと、前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求めるステップと、前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算するステップと、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算するステップと、前記タイヤ損傷度に基づいて、前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、タイヤの耐久力性能を容易かつ短期間で予測することができる、という効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１には、本実施形態に係るタイヤ耐久力性能予測装置１０の概略ブロック図を示した。同図に示すように、タイヤ耐久力性能予測装置１０は、制御部１２を備えており、制御部１２には、操作部１４、モニタ１６、メモリ１８、及びカードリーダライタ２０が接続されている。

操作部１４は、後述するタイヤ耐久力性能予測処理の開始を指示したり、処理の実行に際して必要な種々の条件を入力したりするためのものである。

モニタ１６は、タイヤタイヤ耐久力性能予測処理の処理結果を表示したりするためのものである。

メモリ１８は、タイヤタイヤ耐久力性能予測処理の処理プログラムや各種パラメータ等が記憶される。なお、制御部１２は、例えばＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等を含んだマイクロコンピュータで構成され、メモリ１８に記憶された処理プログラムを読み込んで実行することによりタイヤの耐久力性能予測処理を実行する。

なお、本実施形態では、タイヤ耐久力性能とは、そのタイヤの走行可能距離、すなわちタイヤの寿命をいう。

カードリーダライタ２０は、例えば半導体メモリ等で構成されたメモリカード２２に記録されたデータを読み込んだり、メモリカード２２にデータを書き込んだりするためのものである。

本実施形態では、後述する走行データ測定装置３０によって測定された走行時の走行速度に関する測定データやタイヤの状態に関する測定データ、所定の耐久力試験の結果に関するデータ等がメモリカード２２に記録される。そして、タイヤ耐久力性能予測装置１０では、メモリカード２２に記録された測定データを読み込み、読み込んだ測定データに基づいて、タイヤの走行可能距離を予測する。

図２には、走行データ測定装置３０の概略ブロック図を示した。同図に示すように、走行データ測定装置３０は、制御部３２、速度センサ３４、加速度センサ３６、３方向圧力センサ３８、キャンバー角検出センサ４０、及びカードリーダライタ４２を含んで構成されている。

走行データ測定装置３０は、走行可能距離を予測したいタイヤを装着した図示しない任意の車両に取り付けられ、走行中の車両の速度及び加速度を含む走行速度に関するデータ（第１のデータ）、タイヤに加わる力及びタイヤのキャンバー角を含むタイヤの状態に関するデータ（第２のデータ）を取得する。この車両は、例えば市販の普通乗用車や大型トラック等、通常の車両とすることができる。

速度センサ３４は、車両の速度Ｖｘを検出して制御部３２に出力し、加速度センサ３６は、互いに直交する３方向の加速度Ａｘ，Ａｙ，Ａｚを検出して制御部３２に出力する。なお、加速度Ａｘは、車両の前後方向（Ｘ軸方向）の加速度であり、加速度Ａｙは、車両の左右方向（Ｙ軸方向）の加速度であり、加速度Ａｚは、車両の上下方向（Ｚ軸方向）の加速度である。

３方向圧力センサ３８は、タイヤに加わる３方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の力を検出して制御部３２に出力する。なお、このようなセンサを用いた測定装置としては、例えば「ＫｉｓｔｌｅｒＲｏａＤｙｎＳ６２５）等を用いることができる。

キャンバー角検出センサ４０は、タイヤのキャンバー角を検出して制御部３２に出力する。

カードリーダライタ４２は、各センサで検出した各種データを前述したメモリカード２２に書き込むためのものである。

タイヤ耐久力性能予測処理を実行する前に、走行データ測定装置３０を車両に装着し、タイヤの耐久力を評価するための任意の走行コース（第１の走行コース）を走行し、３方向の加速度Ａｘ１，Ａｙ１，Ａｚ１及び速度Ｖｘ１のデータを取得する。この走行コースは、どのようなものでもよく、例えば特定の貨物をＡ地点からＢ地点まで運搬するトラックが日常的に走行するコースや、ある自動車メーカーがランフラットタイヤの耐久性を評価するために設定した一般公道のコース等でもよい。なお、３方向圧力センサ３８やキャンバー角検出センサ４０は車内の取り付けが困難な場合があるため、このような場合に第１の走行コースを走行する際には、３方向圧力センサ３８やキャンバー角検出センサ４０を外した走行データ測定装置３０を車内に取り付けて走行する。これにより、「道路運送車両の保安基準」等に抵触せずに、公道上での測定を行うことができる。

図３には、第１の走行コースの一例を示した。同図に示す走行コースＥは、出発点Ｆを出発して図中矢印の方向に走行し出発点Ｆに戻るコースであり、一例として全長５６ｋｍ、走行に要する時間はおおよそ４５分である。また、図４には、走行データ測定装置３０により測定される加速度の一例を示した。

次に、走行データ測定装置３０に３方向圧力センサ３８及びキャンバー角検出センサ４０を第１の走行コースを走行した車両に取り付け、車両の加速度及び速度と、タイヤに加わる３方向の力及びキャンバー角との対応関係を各々求めるための走行コース（第２の走行コース）を走行し、３方向の加速度Ａｘ２，Ａｙ２，Ａｚ２及び速度Ｖｘ２、タイヤに加わる３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びキャンバー角ＣＡのデータを取得する。この走行コースは、第１の走行コースとは異なるコースとすることができる。例えば第１の走行コースの走行で測定可能な加速度や速度の範囲内の加速度や速度が測定可能となるコースであれば、直線のコースや図５の破線で示すように車両５０が定常円旋回するようなコースとすることができる。なお、第２の走行コースを第１の走行コースと同じとしてもよい。

また、３方向圧力センサ３８及びキャンバー角検出センサ４０を取り付けた走行データ測定装置３０を取り付けた車両は、公道での走行が困難な場合があるため、そのような場合にはタイヤメーカーや自動車メーカー、公的機関等が有するテストコースを用いればよい。

また、図６には、走行データ測定装置３０により測定されるタイヤに加わる３方向の力、加速度、及びキャンバー角の一例を示した。

制御部３２は、走行データ測定装置３０が第１の走行コースや第２の走行コースを走行している間、例えば数回／毎秒の頻度で各種センサからの測定データを取り込み、メモリカード２２に随時記録する。

測定データを取得すると、タイヤ耐久力性能予測装置１０により、測定データに基づくタイヤの走行可能距離の予測が可能となる。タイヤ耐久力性能予測装置１０によりタイヤ耐久力性能予測処理を開始する際、オペレータは、測定データが記録されたメモリカード２２をタイヤ耐久力性能予測装置１０のカードリーダライタ２０にセットして、操作部１４により処理の開始を指示する。

次に、本実施の形態の作用として、タイヤ耐久力性能予測装置１０の制御部１２で実行されるタイヤ耐久力性能予測処理プログラムの処理ルーチンについて図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図７に示す処理は、測定データが記録されたメモリカード２２がカードリーダライタ２０にセットされた状態において、オペレータが操作部１４により処理の開始を指示すると実行される。

ステップ１００では、メモリカード２２に記録された測定データのうち、第２の走行コースを走行した時に測定した加速度Ａｘ２，Ａｙ２，Ａｚ２、速度Ｖｘ２、タイヤに加わる３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡのデータを読み込む。

ステップ１０２では、読み込んだ測定データに基づいて、加速度Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ、速度Ｖｘと、タイヤに加わる３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡの各々との対応関係としての方程式を各々作成する。

すなわち、以下のように加速度Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ、速度Ｖｘの少なくとも一つをパラメータとして、このパラメータからタイヤに加わる３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡを各々求める関数ｆ１〜ｆ４を作成する。

Ｆｘ＝ｆ１（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ、Ｖｘ）・・・（１）

Ｆｙ＝ｆ２（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ、Ｖｘ）・・・（２）

Ｆｚ＝ｆ３（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ、Ｖｘ）・・・（３）

ＣＡ＝ｆ４（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ、Ｖｘ）・・・（４）

この関数ｆ１〜ｆ４は、例えば最小二乗法を用いた回帰分析によって求める。以下、一例として力Ｆｙの方程式の作成について説明する。まず、以下のような方程式を設定する。

Ｆｙ＝ａ１１・１＋ａ１２・Ａｙ＋ａ１３・Ａｙ^２＋ａ１４・Ｋ＋ａ１５・Ｋ^２＋ａ１６・Ａｘ＋ａ１７・Ａｘ^２・・・（５）

ここで、Ｋはキャンバー角ＣＡに基づいて求められる値である。

そして、測定データに基づくＡｙ、Ｋ、Ａｘを用いて最小二乗法による重回帰分析を行い、係数ａ１１〜ａ１７を求める。これにより、上記（５）式が定まる。

次に、ステップ１０４では、メモリカード２２に記録された測定データのうち、第１の走行コースを走行した時に測定した加速度Ａｘ１，Ａｙ１，Ａｚ１、速度Ｖｘ１を読み込む。

ステップ１０６では、読み込んだ測定データを上記（１）〜（４）式に代入し、第１の走行コースを走行した時の３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡの履歴を算出する。

ステップ１０８では、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡの履歴データ、第１の走行コースを走行した時の速度Ｖｘ１のデータに基づいて、各々の頻度分布を例えばＦＦＴ解析等により求める。頻度分布は、履歴データが存在する範囲を一定の刻み幅で分割し、各分割範囲内に履歴データが存在する頻度を計算することにより求める。

以下に一例として力Ｆｙ（ｋＮ）の頻度分布データを示し、この頻度分布データに基づく頻度分布のグラフを図８に示す。

上記の例では、Ｆｙの履歴データが存在する範囲である０〜２ｋＮの範囲を０．２５ｋＮの刻み幅で分割し、それぞれの分割範囲内に存在するＦｙの数を求めることにより頻度分布を求めている。

ステップ１１０では、メモリカード２２から所定の耐久力試験の結果に関する耐久力試験データを読み込み、そのデータに基づいて耐久力感度を算出する。ここで、所定の耐久力試験とは、例えば、評価対象の同種のタイヤ複数本を室内ドラム試験機にセットして各々異なる条件で耐久力、すなわちタイヤの走行可能距離（例えばタイヤに損傷が発生するまで走行させた時の距離）を測定する試験である。なお、この耐久力試験は、高精度にタイヤの走行可能距離を測定するための試験ではないので、タイヤに高負荷を与えて試験すればよい。これにより短期間で必要な結果を得ることができる。

耐久力試験においてタイヤに加える条件は、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘであり、これらの何れかをタイヤ毎に異なる条件に設定すると共にその他の条件は同一に設定して耐久力試験を行う。これを３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘの各々について行い、各条件における各タイヤの走行可能距離を各々測定する。

例えば２本のタイヤＡ、Ｂについて耐久力試験を行った場合において、力Ｆｘの耐久力感度は以下のようにしても求めることができる。すなわち、タイヤＡ、Ｂの耐久力試験において各タイヤに与えた力Ｆｘを各々Ｆｘ＿Ａ、Ｆｘ＿Ｂ、耐久力（走行可能距離）を各々Ｄａ、Ｄｂとすると、耐久力感度は（Ｄａ−Ｄｂ）／（Ｆｘ＿Ａ−Ｆｘ＿Ｂ）で算出することができる。他の力Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘについても同様に求めることができる。

この場合、耐久力感度とは、タイヤに加える条件をある単位量変化させたときの耐久力の変化量を示すものである。

なお、耐久力感度が非線形であると思われる場合には、３本以上のタイヤを用いて上記と同様の耐久力試験を行い、その結果に基づいて耐久力感度を表わす関数を求めればよい。

一例として力Ｆｙ（ｋＮ）を０，１，２（ｋＮ）に設定して３本のタイヤについて各々耐久力試験を行った結果を以下に示し、この試験結果から得られたＦｙの耐久力感度曲線を図９に示す。なお、耐久力試験において各タイヤに加えたその他の条件は、Ｆｘ＝０、Ｆｚ＝５（ｋＮ）、ＣＡ＝０、Ｖｘ＝８０ｋｍ／ｈである。

図９に示すような耐久力感度曲線を示す関数を求めることにより、任意のＦｙに対する走行可能距離を求めることができる。

ステップ１１２では、Ｆｘ等について履歴データが存在する範囲を一定の刻み幅で分割したときの各値に対応する耐久力、すなわち走行可能距離をステップ１１０で求めた耐久力感度を用いて求める。

例えば上記表１の０，１，２を除く各Ｆｙについて図９に示す耐久力感度曲線の関数を用いて走行可能距離を求めると、以下のようになる。

ステップ１１４では、ステップ１０８で求めた頻度分布データ及びステップ１１２で求めた走行可能距離に基づいて、各走行可能距離に対応するタイヤ損傷度を各々算出して合計し、これをタイヤ損傷度とする。タイヤ損傷度は、頻度をＨ、走行可能距離をＤとした場合、Ｈ／Ｄで求めることができる。

例えば上記表１、表３からＦｙについてタイヤ損傷度を求めると、以下のようになる。

上記のようにして３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘのタイヤ損傷度を各々算出する。

ステップ１１６では、ステップ１１４で求めた３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘのタイヤ損傷度に基づいて、予測走行可能距離を求める。

まず、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘが単独でタイヤに作用したと仮定したときの予測走行可能距離を求める。これは、タイヤ損傷度をＳとすると、１／Ｓで求めることができる。すなわち予測走行可能距離は、タイヤ損傷度の逆数となる。

次に、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘの各々について求めた予測走行可能距離を、予め定めた基準条件における基準走行可能距離（基準耐久力）で除算することにより、予測走行可能距離についての変化率を各々求める。

基準条件は、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘの各々について定められ、例えばＦｘ＝０，Ｆｙ＝０，Ｆｚ＝Ｚ１、ＣＡ＝０，Ｖｘ＝Ｖ１とすることができる。ここで、Ｚ１は例えば車両が停止した状態でＺ軸方向にタイヤに加わる荷重とすることができ、Ｖ１は例えば第１の走行コースを走行した時の平均速度とすることができる。

そして、基準走行可能距離は、例えば上記のような基準条件で耐久力試験を行ったときの走行可能距離としてもよいし、各基準条件に対する予測走行可能距離を上記と同様に求め、これらの平均値等を基準走行可能距離としてもよい。

例えば上記表１、表３からＦｙについてタイヤ損傷度を求めると、以下のようになる。なお、以下の例では、基準走行可能距離は７３（ｋｍ）としている。

そして、基準条件における基準走行可能距離に、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘの各々について求めた変化率を全て乗算することにより、予測走行可能距離を求める。すなわち、基準走行可能距離をＤｆ、３方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、キャンバー角ＣＡ、速度Ｖｘの変化率を各々Ｆｘ＿Ｃ，Ｆｙ＿Ｃ，Ｆｚ＿Ｃ，ＣＡ＿Ｃ，Ｖｘ＿Ｃとすると、予測走行可能距離Ｄｃは次式により求められる。

Ｄｃ＝Ｄｆ×Ｆｘ＿Ｃ×Ｆｙ＿Ｃ×Ｆｚ＿Ｃ×ＣＡ＿Ｃ×Ｖｘ＿Ｃ・・・（６）

上記表５のデータから上記（６）式により予測走行可能距離Ｄｃを算出すると、Ｄｃ＝３８．４０６４４となる。

ステップ１１８では、ステップ１１８で算出した予測走行可能距離等の結果をモニタ１６に表示したり、メモリカード２２に記録したりすることにより結果を出力する。なお、予測走行可能距離だけでなく、上記のようにして求めた耐久力感度や頻度分布、上記表１〜５に示したような計算結果や図８、９に示すグラフ等を出力するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、所定の走行コースを走行した時の加速度等の測定結果に基づいて、タイヤ損傷度を求め、求めたタイヤ損傷度からタイヤの耐久力としての予測走行可能距離を算出する。このため、タイヤが損傷するまで実走行させたり室内ドラム試験機により実走行時と同じ条件を与えて耐久力試験したりすることにより耐久力を測定する必要がなく、タイヤの耐久力を容易かつ短期間で予測することができる。
（実施例）

次に、本発明の実施例について説明する。

本発明者等は、所定の車両に、タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１７（タイヤＡ）、２７５／３５Ｒ１８（タイヤＢ）の２種類のタイヤを装着して実際に図３に示すコースをランフラット状態で走行した時の走行可能距離と、従来に係る方法として室内ドラム試験機を用いてランフラット状態で直進走行させた時の走行可能距離と、本発明に係る方法により予測した走行可能距離と、を比較した。なお、タイヤＡについては、４種類の異なる荷重条件１〜４で各々走行可能距離を求めた。

以下に、その結果を示す。

なお、荷重１の条件は６．５ｋＮ、荷重２の条件は６ｋＮ、荷重３の条件は５．６ｋＮ、荷重４の条件は５．１ｋＮである。

上記の結果から明らかなように、従来の室内ドラム試験機により得られた走行可能距離は、実走行のそれと大きく異なっているだけでなく、２種類のタイヤの優劣関係も実走行の場合と一致していないのに対し、本発明による走行可能距離の予測結果は、従来の場合と比較して大きく改善されていることがわかった。

タイヤ耐久力性能予測装置の概略ブロック図である。走行データ測定装置の概略ブロック図である。第１の走行コースの一例を示す図である。測定した加速度の一例を示す図である。第２の走行コースの一例を示す図である。測定したタイヤ加わる力、加速度、キャンバー角の一例を示す図である。タイヤ耐久力性能予測装置で実行される処理のフローチャートである。タイヤ耐久力性能予測処理で算出された頻度分布の一例を示すグラフである。タイヤ耐久力性能予測処理で算出されたタイヤ耐久力感度曲線の一例を示す図である。

符号の説明

１０タイヤ耐久力性能予測装置
１２制御部
１４操作部
１６モニタ
１８メモリ
２０カードリーダライタ
２２メモリカード
３０走行データ測定装置
３２制御部
３４速度センサ
３６加速度センサ
３８方向圧力センサ
４０キャンバー角検出センサ
４２カードリーダライタ

Claims

車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求めるステップと、
前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求めるステップと、
前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算するステップと、
前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算するステップと、
前記タイヤ損傷度に基づいて、前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップと、
を含むタイヤ耐久力性能予測方法。
前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップは、
前記タイヤ損傷度の逆数を求めることにより前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度が各々単独で前記タイヤに作用したときの前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップと、
予め定めた基準条件における前記タイヤの基準走行可能距離に対する前記タイヤの予測走行可能距離の変化率を各々演算するステップと、
前記基準走行可能距離に前記タイヤの予測走行可能距離の変化率を全て乗算することにより、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度が全て前記タイヤに作用したときの予測走行可能距離を演算するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１記載のタイヤ耐久力性能予測方法。
前記タイヤに加わる力は、互いに直交する３方向に加わる力であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ耐久力性能予測方法。
車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求め、前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求め、前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算し、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算するタイヤ損傷度演算手段と、
前記タイヤ損傷度に基づいて、前記タイヤの予測走行可能距離を演算する予測走行可能距離演算手段と、
を備えたタイヤ耐久力性能予測装置。
車両のタイヤの耐久力を評価するための第１の走行コースを前記車両が走行した時に測定した加速度及び速度を含む第１のデータと、前記車両の加速度及び速度と前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角との対応関係を各々求めるための第２の走行コースを前記車両が走行した時に測定した前記車両の加速度、速度、前記タイヤに加わる力、及び前記タイヤのキャンバー角を含む第２のデータとに基づいて、前記対応関係を各々求めるステップと、
前記第１のデータと前記対応関係とに基づいて、前記第１の走行コースを走行した時の前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角に関する走行履歴を求めるステップと、
前記走行履歴に基づいて前記タイヤに加わる力及び前記タイヤのキャンバー角の頻度分布を演算すると共に、前記第１のデータに基づいて前記車両の速度の頻度分布を演算するステップと、
前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の頻度分布と、複数の前記タイヤを用いた所定の耐久力試験の結果に基づいて予め求めた前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度の耐久力感度と、に基づいて、前記タイヤに加わる力、前記タイヤのキャンバー角、及び前記車両の速度に対するタイヤ損傷度を各々演算するステップと、
前記タイヤ損傷度に基づいて、前記タイヤの予測走行可能距離を演算するステップと、
を含む処理をコンピュータに実行させるためのタイヤ耐久力性能予測プログラム。