JP5875078B2 - タイヤ評価方法及びタイヤ評価システム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの、燃費や電費などの自動車のエネルギー消費に関する性能を評価する技術に関するものである。

燃費や電費などの自動車のエネルギー消費を測定する技術としては、自動車のシャシーダイナモメータを用いた台上試験によって、当該自動車の燃費を算出する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。ここで、この技術では、シャシーダイナモメータを用いて実走行時相当の走行抵抗を加えた状態で、自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で走行させながら燃料消費量を測定し、測定した燃料消量と走行距離とに基づいて、当該自動車の燃費を算出している。

また、シャシーダイナモメータを用いて実走行時相当の走行抵抗を加えながら自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で走行させ、シャシーダイナモメータで測定した自動車の駆動力に基づいて、自動車の仕事率や仕事量を算出する技術も知られている（たとえば、特許文献２）。

また、自動車に装着しないタイヤ単体の状態で、タイヤの損失仕事率や損失仕事量を測定することのできるタイヤ試験装置の技術も知られている（たとえば、特許文献３）。

特開平１１-１４５０５号公報 特開２０１０-７８３８４号公報 特開２０１１-１２７９５３号公報

前記シャシーダイナモメータを用いて燃費を算出する技術によれば、タイヤの自動車の燃費性能/電費性能などのエネルギー消費への影響を評価する場合、評価する各種類のタイヤについて、当該タイヤを自動車に装着した状態でシャシーダイナモメータを用いた測定を行わなければならず、測定作業の負担が大きい。

また、各種類のタイヤについてシャシーダイナモメータを用いて行う測定の各回において、タイヤ以外のエネルギー消費に関わる条件（自動車の駆動系の温度その他）を厳密に一致させることは困難であり、この結果、タイヤの種類毎の自動車のエネルギー消費への影響のみを分離して評価することが充分にできなかった。

そこで、本発明は、より測定作業の負担が少なく、タイヤの自動車の燃費性能/電費性能などのエネルギー消費への影響を評価できるようにすることを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の燃費を推定するタイヤ評価方法として、所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で走行させて、当該所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、所定の単位容量の燃料が行った仕事量である車両仕事WFと、所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとを測定する第１のステップと、タイヤの単体試験を行うタイヤ試験装置を用いて、前記車速スケジュールに従った車速相当の回転速度で回転した場合における、前記所定の種類のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとを各々測定する第２のステップと、損失仕事量WT_stdと損失仕事量WT_tgtとの差から見積もられる、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして、
Ａ=車両仕事WF/（車両仕事WD+ΔWT）
によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の燃費の推定値Ａを算出する第３のステップとを有するタイヤ評価方法を提供する。

また、前記課題達成のために、本発明は、電気自動車である所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の電費を推定するタイヤ評価方法として、所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で走行させて、所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、所定の単位電力で行った仕事量である車両仕事WEと、所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとを測定する第１のステップと、タイヤの単体試験を行うタイヤ試験装置を用いて、前記車速スケジュールに従った車速相当の回転速度で回転した場合における、前記所定の種類のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとを各々測定する第２のステップと、損失仕事量WT_stdと損失仕事量WT_tgtとの差から見積もられる、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして、
Ａ=（車両仕事WD+ΔWT）/車両仕事WE
によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の電費Ａの推定値を算出する第３のステップとを有するタイヤ評価方法を提供する。

ここで、以上のタイヤ評価方法においては、前記所定の自動車の駆動輪数をｎとして、
ΔWT=ｎ×（損失仕事量WT_tgt-損失仕事量WT_std）
とするようにしてもよい。
なお、以上のタイヤ評価方法において、前記第１のステップの前記各測定は、自動車のタイヤが載置されるローラを備え、前記ローラの回転速度と、前記ローラに加わる力を計測するシャシーダイナモメータを用いて、前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の前記所定の種類のタイヤを前記ローラに載置した状態で、前記ローラを介して当該所定の自動車に実走行時相当の負荷を加えながら、当該所定の自動車を前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行させて行うものであってよく、前記タイヤ試験装置は、たとえば、タイヤを回転駆動しつつ、前記のタイヤに当接するタイヤ用ローラを介して前記のタイヤに負荷を加えながら、前記タイヤの回転速度と前記タイヤに加わる力と前記タイヤ用ローラの回転速度と前記タイヤ用ローラに加わる力を計測するものである。

また、前記課題達成のために、本発明は、所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の燃費を推定するタイヤ評価システムとして、試験対象のタイヤを回転駆動しつつ、前記試験対象のタイヤに当接するローラを介して前記試験対象のタイヤに負荷を加えながら、前記試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加わる力と前記ローラの回転速度と前記ローラに加わる力を計測するタイヤ試験装置と、前記タイヤ試験装置の試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加える負荷とを、所定の車速スケジュールに従った車速相当の回転速度と、当該試験対象のタイヤを装着した前記所定の自動車の実走行時相当の負荷とに制御しつつ、前記タイヤ試験装置で測定した前記試験対象のタイヤに加わる力と前記試験対象のタイヤの回転速度に応じて求まる前記タイヤの仕事量と、前記ローラに加わる力と前記ローラの回転速度に応じて求まるローラの仕事量との差を、試験対象のタイヤの損失仕事量として算出する損失仕事量測定手段と、エネルギー消費効率推定手段とを備えたタイヤ評価システムを提供する。ただし、当該エネルギー消費効率推定手段は、前記損失仕事量算出手段が、所定の種類のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記所定の種類のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記評価対象のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとの差から、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして求めると共に、設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位容量の燃料が行った仕事量である車両仕事WFと、設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとに従って、
Ａ=車両仕事WF/（車両仕事WD+ΔWT）
によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の燃費の推定値Ａを算出するものである。

また、前記課題達成のために、本発明は、電気自動車である所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の電費を推定するタイヤ評価システムとして、試験対象のタイヤを回転駆動しつつ、前記試験対象のタイヤに当接するローラを介して前記試験対象のタイヤに負荷を加えながら、前記試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加わる力と前記ローラの回転速度と前記ローラに加わる力を計測するタイヤ試験装置と、前記タイヤ試験装置の試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加える負荷とを、所定の車速スケジュールに従った車速相当の回転速度と、当該試験対象のタイヤを装着した前記所定の自動車の実走行時相当の負荷とに制御しつつ、前記タイヤ試験装置で測定した前記試験対象のタイヤに加わる力と前記試験対象のタイヤの回転速度に応じて求まる前記タイヤの仕事量と、前記ローラに加わる力と前記ローラの回転速度に応じて求まるローラの仕事量との差を、試験対象のタイヤの損失仕事量として算出する損失仕事量測定手段と、エネルギー消費効率推定手段とを備えたタイヤ評価システムを提供する。但し、当該エネルギー消費効率推定手段は、前記損失仕事量算出手段が、所定の種類のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記所定の種類のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記評価対象のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとの差から、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして求めると共に、設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位電力で行った仕事量である車両仕事WEと、設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとに従って、
Ａ=（車両仕事WD+ΔWT）/車両仕事WE
によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の電費の推定値Ａを算出するものである。

ここで、以上のタイヤ評価システムにおいて、前記エネルギー消費効率推定手段は、前記所定の自動車の駆動輪数をｎとして、前記ΔWTを、
ΔWT=ｎ×（損失仕事量WT_tgt-損失仕事量WT_std）
によって算出するようにしてもよい。

以上のようなタイヤ評価方法やタイヤ評価システムによれば、各評価対象のタイヤの各々について、当該評価対象のタイヤを実際に自動車に装着してシャシーダイナモメータを用いた測定を行わなくても、各評価対象のタイヤの単体試験を行うだけで、所定の自動車に評価対象タイヤを装着した場合の燃費や電費を算出することができ、測定作業の負担が軽減される。

また、タイヤ以外の燃費や電費に関わる条件を一致させて、各評価対象タイヤを自動車に装着した場合の燃費や電費を算出することができるので、各評価対象タイヤの自動車のエネルギー消費への影響の相違のみを分離して評価することができる。

以上のように、本発明によれば、より測定作業の負担が少なく、タイヤの自動車の燃費性能/電費性能などのエネルギー消費への影響を評価できるようになる。

本発明の実施形態に係るタイヤ評価システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るタイヤ試験装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態において用いるシャシーダイナモメータの構成を示す図である。 本発明の実施形態において用いる車速スケジュールの例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態に係るタイヤ評価システムの構成を示す
図示するように、タイヤ評価システムは、タイヤ試験装置１００と、制御部２００とより構成される。
まず、タイヤ試験装置の詳細について説明する。
図２ａ１-ａ４にタイヤ試験装置の構成を示す。
ここで、図２ａ４はタイヤ試験装置の斜視図であり、図２ａ４中に示すように上下前後左右を定義するものとして、図２ａ１はタイヤ試験装置を右方より見たようすを、図２ａ２はタイヤ試験装置を上方より見たようすを、図２ａ３はタイヤ試験装置を左方より見たようすを表している。

タイヤ試験装置はタイヤの単体試験を行う装置であり、図示するように、ベース１、ローラ２、ローラ２に連結されたローラシャフト３、ローラシャフト３を回動可能に支持する、ベース１に固定されたローラシャフト軸受４、ローラシャフト３に加わる軸回り（捻れ方向）のトルクを検出するローラ軸トルク計５、ローラシャフト３の回転速度を検出するローラ回転計６、ローラシャフト３に固定されたローラ用プーリ７、ベース１に固定されたローラモータ８、ローラモータ８の回転軸に固定されたローラモータプーリ９とローラ用プーリ７とに巻回されたローラ用ベルト１０とを備えている。そして、このような構成によって、ローラモータ８の発生トルクがローラ２に伝達され、ローラモータ８の回転に伴いローラ２が回転するようになっている。

また、タイヤ試験装置は、ベース１に対して前後に移動可能に、二本のガイドシャフト１１により支持されたステージ１２を備えている。
そして、ステージ１２上には、被試験体であるタイヤ５０が一端に固定されるタイヤシャフト１３、タイヤシャフト１３を回動可能に支持する、ステージ１２に固定されたタイヤシャフト軸受１４、タイヤシャフト１３に加わる軸回り（捻れ方向）のトルクを検出するタイヤ軸トルク計１５、タイヤシャフト１３の回転速度を検出するタイヤ回転計１６、タイヤシャフト１３に固定されたタイヤ用プーリ１７、ステージ１２に固定されたタイヤモータ１８、タイヤモータ１８の回転軸に固定されたタイヤモータプーリ１９とタイヤ用プーリ１７とに巻回されたタイヤ用ベルト２０とを備えている。そして、このような構成によって、タイヤモータ１８の発生トルクがタイヤ５０に伝達され、タイヤモータ１８の回転に伴いタイヤ５０が回転するようになっている。

また、タイヤ試験装置は、図２ｂに示すように、ベース１の内部にアクチュエータ２１を備えており、アクチュエータ２１で、ステージ１２の下部を押し引きすることにより、ステージ１２をベース１に対して前後方向に移動したり、タイヤ５０の周面をローラ２の周面に任意の力で押しつけて圧接することができるようになっている。

ここで、このような構成によれば、タイヤ５０の周面をローラ２の周面に任意の力で圧接した状態で、タイヤモータ１８とローラモータ８との発生トルクを制御することにより、タイヤ５０を所望の回転速度で、所望の負荷を与えながら回転することができるようになる。

図１に戻り、次に、制御部２００の詳細について説明する。
図示するように、制御部２００は、試験実行制御部２１０と測定部２２０とを備えている。
そして、試験実行制御部２１０は、回転速度算出部２１１、タイヤトルク制御部２１２、負荷算出部２１３、ローラトルク制御部２１４、荷重制御部２１５を備えている。
また、測定部２２０は仕事算出部２２１と燃費/電費算出部２２２とを備えている。
ここで、試験実行制御部２１０の、荷重制御部２１５は、アクチュエータ２１を制御して、タイヤ５０のローラ２に対する荷重Lmを、タイヤ５０を使用する車両として仮想した仮想車両の重量WG相当の荷重に制御する。
また、回転速度算出部２１１は、各時点において、設定されている車速のスケジュールが規定する現時点の目標車速を求めると共に、求めた目標車速をタイヤ５０の角速度に換算し目標角速度として出力する。タイヤトルク制御部２１２は、回転速度算出部２１１が出力した目標角速度と、タイヤ回転計１６で計測した現在のタイヤ５０の角速度ωtrとの偏差が無くなるように、PI制御やPID制御によって、タイヤモータ１８の発生トルクを制御する。

負荷算出部２１３は、ローラ回転計６で計測した現在のローラ２の角速度ωdyや角速度ωdyの変化より求まる角加速度に基づいて、タイヤ５０を使用する車両として仮想した仮想車両の走行状態を求め、求めた走行状態で仮想車両が実走行しているとき相当の、空気抵抗や加速抵抗等の各種抵抗を含んだ走行抵抗を目標負荷として算出する。そして、ローラトルク制御部２１４は、負荷算出部２１３が算出した目標負荷と、ローラ軸トルク計５が検出したトルクTdyより求まる現在ローラがタイヤ５０に与えている負荷との偏差が無くなるように、PI制御やPID制御によって、ローラモータ８の発生トルクを制御する。

次に、測定部２２０の仕事算出部２２１は、以下のようにして、タイヤ５０の１km走行当たりの損失仕事量を算出する。
ここで、ローラ軸トルク計５が検出したトルクをTdy、ローラの軸受の転がり抵抗やローラの風損抵抗などの、ローラ軸トルク計５で計測できない潜在的なトルクの損失である寄生トルクをTpldy、ローラ２の慣性モーメントをIdy、ローラ回転計６で計測した現在のローラ２の角速度をωdy、ローラ２の角速度ωdyより求まるローラ２の角加速度をδdy、ローラ２の半径をRdyとする。

また、タイヤ軸トルク計１５が検出したトルクをTtr、タイヤの軸受の転がり抵抗やタイヤの風損抵抗などの、タイヤ軸トルク計１５で計測できない潜在的なトルクの損失である寄生トルクをTpltr、タイヤ５０の慣性モーメントをItr、タイヤ回転計１６で計測した現在のタイヤ５０の角速度をωtr、タイヤ５０の角速度ωtrより求まるタイヤ５０の角加速度をδtr、タイヤ５０の半径をRtrとする。

この場合、ローラ２の全体のトルクTttldyは、トルクTdyとトルクTpldyと、ローラ２の回転慣性トルクIdy×δdyの和となり、タイヤ５０の全体のトルクTttltrは、トルクTtrとトルクTpltrと、タイヤ５０の回転慣性トルクItr×δtrの和となる。
よって、ローラ２のトルクTttldyを、ローラ２とタイヤ５０の接点において接線方向に働く力Fdyに換算すると、
Fdy= (Tdy+Tpldy+Idy×δdy)/Rdyとなり、
タイヤ５０のトルクTttltrを、タイヤ５０とローラ２の接点において接線方向に働く力Ftrに換算すると、
Ftr= (Ttr+Tpltr+Itr×δtr)/Rtrとなる。

そして、Fdyはローラ２がタイヤ５０から吸収する力と考えられ、タイヤ損失がなければFdyとFtrは一致することになるので、仕事算出部２２１は、タイヤ５０の損失抵抗/転がり抵抗Frを
Fr=Ftr-Fdyによって求める。

次に、ローラ２の仕事率Pdyは、ローラ２のトルクTttldyとローラ２の角速度ωdyの積により求まり、タイヤ５０の仕事率Ptrは、タイヤ５０のトルクTttltrとタイヤ５０の角速度ωtrの積により求まるので、各仕事率は、
Pdy= (Tdy+Tpldy+Idy×δdy)×ωdy
Ptr= (Ttr+Tpltr+Itr×δtr)×ωtr
となる。

なお、ローラ２の仕事率Pdyは、Fdyによる仕事の仕事率Fdy×Rdy×ωdy、タイヤ５０の仕事率PtrはFtrによる仕事の仕事率Ftr×Rtr×ωtrと捉えても同じであり、
Pdy= (Tdy+Tpldy+Idy×δdy)×ωdy
Ptr= (Ttr+Tpltr+Itr×δtr)×ωtr
と同じ式となる。

そして、タイヤ損失がなければPdyとPtrは一致するので、仕事算出部２２１は、タイヤ５０の損失仕事率Prを、
Pr=Ptr-Pdyによって求める。
次に、ローラ２の仕事量Wdyは、ローラ２の仕事率Pdyの積分値として求まり、タイヤ５０の仕事量Wtrはタイヤ５０の仕事率Ptrの積分値として求まるので、
Wdy=∫Pdy
Wtr=∫Ptr
となる。

そこで、仕事算出部２２１は、タイヤ５０の損失仕事量Wr（kJ）を
Wr=Wtr-Wdyによって求める。
また、タイヤ特性算出部は、タイヤ５０の損失仕事量Wr（kJ）を、総走行距離∫ωtr×Rtrで除してタイヤ５０の１km走行当たりの損失仕事量Wt（kJ/km）を算出する。
よって、このような制御部によれば、所望の車速スケジュールで自動車を走行させたときの、タイヤ５０の１km走行当たりの損失仕事量Wtを、タイヤ単体で算出することができる。
以下、このようなタイヤ評価システムを用いた自動車のタイヤ毎のエネルギー消費量の算出動作について説明する。
まず、タイヤの省エネ性能を評価するために、当該タイヤを装着した自動車の燃費を算出する場合の動作を説明する。
この場合、まず、図３に示すようなシャシーダイナモメータを用いて、標準となるタイヤを装着した自動車の燃費（km/L)と、当該自動車の１リットルの燃料が行った車両仕事WF（kJ/L）と、当該自動車の１kmを走行するのに要した車両仕事WD（kJ/km）を測定する。
ここで、図示するように、シャシーダイナモメータは、自動車の台上試験を行う装置であり、自動車の駆動輪（図では前輪タイヤ）が載置されるローラ３０１、ローラ３０１を回転駆動するモータ３０２、モータ３０２のフレームの両側に各々連結した２つのアーム３０３、ロードセル３０４、自動車の排ガスの成分分析を行うガス分析計３０５、制御/測定装置３０６、ローラ３０１の回転速度を検出する回転計３０７とを有する。なお、図示したシャシーダイナモメータは、前輪駆動車用のシャシーダイナモメータであり、四輪駆動車の試験を行う場合には前輪後輪のそれぞれに対してローラ３０１、モータ３０２、アーム３０３、ロードセル３０４、回転計３０７が設けられる。

そして、モータ３０２は揺動自在に支持されており、モータ３０２の揺動に伴いアーム３０３に加わる力をロードセル３０４で検出することにより、自動車の駆動輪とローラ３０１との間で作用する力を計測できるようになっている。
以下、このようなシャシーダイナモメータを用いた、燃費F（km/L)と、１リットルの燃料が行った車両仕事WF（kJ /L)と、１kmを走行するのに要した車両仕事WD（kJ/km）の測定動作について説明する。
まず、当該測定において、試験者は、自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で運転する。
ここで、車速スケジュールとしては、図４ａからfに示す都内渋滞路走行時を模擬する車速スケジュール、都内一般道走行時を模擬する車速スケジュール、10・15モードの車速スケジュール、JC08モードの車速スケジュール、地方道走行時を模擬する車速スケジュール、高速道走行時を模擬する車速スケジュールなどを用いる。

一方、自動車がこのような車速スケジュールに従った車速で運転されている期間中、制御/測定装置３０６は、モータ３０２を制御して、現在のローラ１の角速度や角加速度に基づいて、自動車の走行状態を求め、求めた走行状態における、自動車の空気抵抗や加速抵抗等の各種抵抗を含んだ走行抵抗相当の負荷をローラ３０１を介して自動車のタイヤに加える。

また、制御/測定装置３０６は、ロードセル３０４で検出した力に基づいて、自動車の駆動力FVを算出する。
駆動力FVは、ロードセル３０４で検出した力のローラ３０１の表面接線方向の力への換算値をF１、ローラ３０１のメカロス等の寄生トルクのローラ３０１の表面接線方向の力への換算値をF２、シャシーダイナモメータの回転系の慣性モーメントをIMとして、
FV=F１+F２+（IM×ローラの角加速度/ローラの半径）
などとして求める。

そして、ローラ３０１の回転速度より求まる自動車車速をVとして、車速スケジュールに従った走行期間のFV×Vの総和を車両仕事量Wとして求める。そして、車両仕事量Wをガス分析計３０５を用いて求めた車速スケジュールに従った走行期間の燃料消費量で除して１リットルの燃料が行った車両仕事WF（kJ/L)として算出する。

また、車両仕事量Wを、ローラ３０１の回転数等より求まる車速スケジュールに従った走行期間の走行距離で除して、１kmを走行するのに要した車両仕事WD（kJ/km）として算出する。
ここで、燃費F（km/L)は、
全走行距離（km)/全燃料消費量(L)として求まり、
全走行距離（km)/全燃料消費量(L)
=１リットルの燃料が行った車両仕事WF/１kmを走行するのに要した車両仕事WD
が成り立つ。

そこで、制御/測定装置３０６は、WF（kJ/L)/WD（kJ/km）を、標準的なタイヤを装着したときの自動車の燃費F（km/L)として求める。
ただし、このような燃費F（km/L)と、１リットルの燃料が行った車両仕事WF（kJ /L)と、１kmを走行するのに要した車両仕事WD（kJ/km）は、シャシーダイナモメータを用いずに、標準となるタイヤを装着した自動車を、路上で実走行させて測定するようにしてもよい。
そして、求めたWF（kJ/L)と、WD（kJ/km）を、タイヤ評価システムの制御部２００の燃費/電費算出部２２２に設定する。
そして、次に、以上のようなシャシーダイナモメータを用いた測定に用いた標準的なタイヤと、当該標準的なタイヤと異なる、省エネ性能を評価するタイヤのそれぞれをタイヤ評価システムのタイヤ試験装置１００に装着し、上述のように制御部２００で車速スケジュールに従った制御と測定を行い、測定部２２０の仕事算出部２２１でタイヤの１km走行当たりの損失仕事量Wt（kJ/km）を算出する。

ここで、このタイヤ評価システムを用いた標準的なタイヤと、省エネ性能を評価するタイヤの測定においては、車速スケジュールとして、以上のようなシャシーダイナモメータを用いた測定に用いたものと同じ車速スケジュールを用いる。また、負荷算出部２１３において、仮想自動車として、以上のようなシャシーダイナモメータを用いた測定に用いた自動車を仮想し、以上のようなシャシーダイナモメータを用いた測定で加えたものと同等の負荷をタイヤに加えるようにする。

そして、標準的なタイヤの１km走行当たりの損失仕事量Wt_std（kJ/km）と、省エネ性能を評価するタイヤの１km走行当たりの損失仕事量Wt_tgt（kJ/km）が算出されたならば、測定部２２０の燃費/電費算出部２２２において、次式によって省エネ性能を評価するタイヤを装着したときの燃費F_tgt（km/L)を算出する。

F_tgt = WF / ( WD + ΔWt )
但し、ΔWt = n×（ Wt_tgt - Wt_std）
ｎは、自動車の駆動輪数
ここで、シャシーダイナモメータを用いて測定した、１kmを走行するのに要した車両仕事WD（kJ/km）には、標準的なタイヤの損失仕事量Wt_std（kJ/km）の他に自動車の駆動系等による損失仕事量Wm（kJ/km）が含まれているので、
WD = (n×Wt_std) + Wmと表すことができる。

また、省エネ性能を評価するタイヤを自動車に装着したときの、１kmを走行するのに要する車両仕事WD_tgt（kJ/km）は、自動車の駆動系等による損失仕事量Wmはタイヤによって変化しないので、
WD_tgt =（n×Wt_tgt）+ Wmとなることが期待できる。

そして、
WD +ΔWt =（n×Wt_std）+ Wm+（n×ΔWt）
=（n×Wt_tgt）+ Wmとなるので、上述のように、
F_tgt = WF /( WD + ΔWt )
によって、省エネ性能を評価するタイヤを自動車に装着したときの燃費F_tgt（km/L)が算出できることとなる。

また、常に、タイヤ以外の条件である自動車の駆動系等による損失仕事量Wm（kJ/km）分を常に一定として、評価するタイヤを自動車に装着したときの燃費F_tgt（km/L）を算出することができるので、タイヤのみによる燃費への影響分を分離して評価することができるようになる。
以上、省エネ性能を評価するタイヤを装着した自動車の燃費を算出する動作について説明した。
次に、省エネ性能を評価するタイヤを装着した電気自動車の電費を算出する場合の動作について説明する。
ここで、電気自動車の電費A(Wh/km)は次式によって定義される。
A(Wh/km)=充電電力量(Wh）/１充電走行距離LE(km)
=１kmを走行するのに要した車両仕事WD(kJ/km)/１Whの電力で行った車両仕事WE(kJ/Wh)
そこで、電費の算出動作では、まず、標準タイヤを装着した自動車のWD(kJ/km)とWE(kJ/Wh)を、上述したシャシーダイナモメータを用いて、または、路上を実走行させて、燃料消費量の代わりに電力消費量を計測することにより算出し、測定部２２０の燃費/電費算出部２２２に設定する。また、WD/WEを、標準タイヤを装着した自動車の電費A(Wh/km)として算出する。

次に、上述のようにタイヤ評価システムを用いて、Wt_tgt(kJ/km)とWt_std(kJ/km)を求め、省エネ性能を評価するタイヤを装着したときの自動車の電費A_tgt(Wh/km)を、
A_tgt = (WD + ΔWt)/WE
但し、ΔWt = n×（ Wt_tgt - Wt_std）
として算出し出力する。

また、自動車の実質バッテリ容量WBを測定部２２０の燃費/電費算出部２２２に設定し、燃費/電費算出部２２２において、省エネ性能を評価するタイヤを装着した自動車の１充電走行距離LE_tgt(km)を、
LE_tgt = WB /A_tgt
により算出し出力するようにしてもよい。

さて、ここで、電気自動車の場合、自動車メーカより、標準タイヤを装着した状態における、JC08モードでの交流電力消費率AE(Wh/km)と、１充電走行距離LE(km)が公表されているので、これらの値を利用して測定を行うようにしてもよい。
すなわち、この場合には、以上のシャシーダイナモメータを用いた測定を車速スケジュールとしてJC08モードを用いて行う。また、この測定においては、WD(kJ/km)とWE(kJ/Wh)の算出に必要な、車速スケジュールに従った走行期間中の総電力消費量を、自動車メーカより公表されている交流電力消費率AE(Wh/km)に走行距離を乗じて求めるようにしてよい。

また、タイヤ評価システムを用いた測定を車速スケジュールとしてJC08モードを用いて行ってJC08モードにおける、省エネ性能を評価するタイヤを装着したときの自動車の電費A_tgt(Wh/km)を求める。
また、自動車の実質バッテリ容量WBを、
WB = AE × LEとして求める。
そして、測定部２２０の燃費/電費算出部２２２では、さらに、省エネ性能を評価するタイヤを装着した自動車のJC08モードにおける１充電走行距離LE_tgt(km)を、
LE_tgt = WB /A_tgtにより算出し出力するようにする。
以上、本発明の実施形態について説明した。

１…ベース、２…ローラ、３…ローラシャフト、４…ローラシャフト軸受、５…ローラ軸トルク計、６…ローラ回転計、７…ローラ用プーリ、８…ローラモータ、９…ローラモータプーリ、１０…ローラ用ベルト、１１…ガイドシャフト、１２…ステージ、１３…タイヤシャフト、１４…タイヤシャフト軸受、１５…タイヤ軸トルク計、１６…タイヤ回転計、１７…タイヤ用プーリ、１８…タイヤモータ、１９…タイヤモータプーリ、２０…タイヤ用ベルト、２１…アクチュエータ、５０…タイヤ、１００…タイヤ試験装置、２００…制御部、２１０…試験実行制御部、２１１…回転速度算出部、２１２…タイヤトルク制御部、２１３…負荷算出部、２１４…ローラトルク制御部、２１５…荷重制御部、２２０…測定部、２２１…仕事算出部、２２２…燃費/電費算出部、３０１…ローラ、３０２…モータ、３０３…アーム、３０４…ロードセル、３０５…ガス分析計、３０６…制御/測定装置、３０７回転計。

Claims (7)

1. 所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の燃費を推定するタイヤ評価方法であって、
   所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で走行させて、当該所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、所定の単位容量の燃料が行った仕事量である車両仕事WFと、所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとを測定する第１のステップと、
   タイヤの単体試験を行うタイヤ試験装置を用いて、前記車速スケジュールに従った車速相当の回転速度で回転した場合における、前記所定の種類のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとを各々測定する第２のステップと、
   損失仕事量WT_stdと損失仕事量WT_tgtとの差から見積もられる、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして、
   Ａ=車両仕事WF/（車両仕事WD+ΔWT）
   によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の燃費の推定値Ａを算出する第３のステップとを有することを特徴とするタイヤ評価方法。
   
2. 電気自動車である所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の電費を推定するタイヤ評価方法であって、
   所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車を所定の車速スケジュールに従った車速で走行させて、当該所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、所定の単位電力で行った仕事量である車両仕事WEと、所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとを測定する第１のステップと、
   タイヤの単体試験を行うタイヤ試験装置を用いて、前記車速スケジュールに従った車速相当の回転速度で回転した場合における、前記所定の種類のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤの前記単位距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとを各々測定する第２のステップと、
   損失仕事量WT_stdと損失仕事量WT_tgtとの差から見積もられる、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして、
   Ａ=（車両仕事WD+ΔWT）/車両仕事WE
   によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の電費Ａの推定値を算出する第３のステップとを有することを特徴とするタイヤ評価方法。
   
3. 請求項１または２記載のタイヤ評価方法であって、
   前記所定の自動車の駆動輪数をｎとして、
   ΔWT=ｎ×（損失仕事量WT_tgt-損失仕事量WT_std）
   であることを特徴とするタイヤ評価方法。
   
4. 請求項１、２または３記載のタイヤ評価方法であって、
   前記第１のステップの前記各測定は、自動車のタイヤが載置されるローラを備え、前記ローラの回転速度と、前記ローラに加わる力を計測するシャシーダイナモメータを用いて、前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の前記所定の種類のタイヤを前記ローラに載置した状態で、前記ローラを介して当該所定の自動車に実走行時相当の負荷を加えながら、当該所定の自動車を前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行させて行うものであり、
   前記第２のステップで前記タイヤの単体試験を行う前記タイヤ試験装置は、タイヤを回転駆動しつつ、前記のタイヤに当接するタイヤ用ローラを介して前記のタイヤに負荷を加えながら、前記タイヤの回転速度と前記タイヤに加わる力と前記タイヤ用ローラの回転速度と前記タイヤ用ローラに加わる力を計測するものであることを特徴とするタイヤ評価方法。
   
5. 所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の燃費を推定するタイヤ評価システムであって、
   試験対象のタイヤを回転駆動しつつ、前記試験対象のタイヤに当接するローラを介して前記試験対象のタイヤに負荷を加えながら、前記試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加わる力と前記ローラの回転速度と前記ローラに加わる力を計測するタイヤ試験装置と、
   前記タイヤ試験装置の試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加える負荷とを、所定の車速スケジュールに従った車速相当の回転速度と、当該試験対象のタイヤを装着した前記所定の自動車の実走行時相当の負荷とに制御しつつ、前記タイヤ試験装置で測定した前記試験対象のタイヤに加わる力と前記試験対象のタイヤの回転速度に応じて求まる前記タイヤの仕事量と、前記ローラに加わる力と前記ローラの回転速度に応じて求まるローラの仕事量との差を、試験対象のタイヤの損失仕事量として算出する損失仕事量測定手段と、
   エネルギー消費効率推定手段とを有し、
   当該エネルギー消費効率推定手段は、
   前記損失仕事量算出手段が、所定の種類のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記所定の種類のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記評価対象のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとの差から、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして求めると共に、
   設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位容量の燃料が行った仕事量である車両仕事WFと、設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとに従って、
   Ａ=車両仕事WF/（車両仕事WD+ΔWT）
   によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の燃費の推定値Ａを算出することを特徴とするタイヤ評価システム。
   
6. 電気自動車である所定の自動車に評価対象のタイヤを装着した場合の当該所定の自動車の電費を推定するタイヤ評価システムであって、
   試験対象のタイヤを回転駆動しつつ、前記試験対象のタイヤに当接するローラを介して前記試験対象のタイヤに負荷を加えながら、前記試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加わる力と前記ローラの回転速度と前記ローラに加わる力を計測するタイヤ試験装置と、
   前記タイヤ試験装置の試験対象のタイヤの回転速度と前記試験対象のタイヤに加える負荷とを、所定の車速スケジュールに従った車速相当の回転速度と、当該試験対象のタイヤを装着した前記所定の自動車の実走行時相当の負荷とに制御しつつ、前記タイヤ試験装置で測定した前記試験対象のタイヤに加わる力と前記試験対象のタイヤの回転速度に応じて求まる前記タイヤの仕事量と、前記ローラに加わる力と前記ローラの回転速度に応じて求まるローラの仕事量との差を、試験対象のタイヤの損失仕事量として算出する損失仕事量測定手段と、
   エネルギー消費効率推定手段とを有し、
   当該エネルギー消費効率推定手段は、
   前記損失仕事量算出手段が、所定の種類のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記所定の種類のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_stdと、前記評価対象のタイヤを前記試験対象のタイヤとして算出した損失仕事量から求まる前記評価対象のタイヤで所定距離を走行する際の損失仕事量WT_tgtとの差から、自動車のタイヤを前記所定の種類のタイヤから前記評価対象のタイヤに変更した場合の自動車が所定の単位距離を走行するのに要する車両仕事の変化分をΔWTとして求めると共に、
   設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位電力で行った仕事量である車両仕事WEと、設定された前記所定の種類のタイヤを装着した前記所定の自動車の、前記所定の車速スケジュールに従った車速で走行したときの所定の単位距離を走行するのに要した仕事量である車両仕事WDとに従って、
   Ａ=（車両仕事WD+ΔWT）/車両仕事WE
   によって、前記評価対象タイヤを装着した前記所定の自動車の電費の推定値Ａを算出することを特徴とするタイヤ評価システム。
   
7. 請求項５または６記載のタイヤ評価システムであって、
   前記エネルギー消費効率推定手段は、前記所定の自動車の駆動輪数をｎとして、前記ΔWTを、
   ΔWT=ｎ×（損失仕事量WT_tgt-損失仕事量WT_std）
   によって算出する特徴とするタイヤ評価システム。