JP6790866B2 - タイヤの制動性能評価方法 - Google Patents
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Description
(A1)基準タイヤを走行試験機で走行させて、所定の走行速度Vcでの滑り速度と摩擦係数BμDRUMとの関係を計測する工程、
(A2)上記基準タイヤをABSを搭載した車両に装着しこの車両を走行させて、上記走行速度Vcでの滑り速度と摩擦係数BμABSとの関係を計測する工程、
(A3)上記摩擦係数BμDRUMと、上記摩擦係数BμABSとの相関を求める工程、
(A4)試験タイヤを走行試験機で走行させて、上記走行速度Vcでの滑り速度と摩擦係数μDRUMとの関係を計測する工程、
及び
(A5)上記滑り速度と摩擦係数μDRUMとの関係を、上記試験タイヤのABSを搭載した上記車両における滑り速度と摩擦係数μABSとの関係に変換する工程
を含む。
(1)nが1以上の整数とされたとき、上記速度IVから上記速度EVまでをn個の領域DVjに分割し、それぞれの領域DVjを代表する走行速度MVjを定める工程、
(2)上記走行速度MVjを上記走行速度Vcとして、上記(A1)から上記(A5)の工程を実施することにより、上記走行速度MVjでの試験タイヤのABSを搭載した車両における滑り速度と摩擦係数μABSとの関係を見積もる工程
及び
(3)上記滑り速度と摩擦係数μABSとの関係から、上記速度IVから上記速度EVまで減速するときの走行距離を計算する工程
を含む。
(B1)上記基準タイヤを上記車両に装着して走行させて、上記走行速度MVjにおいて出現する滑り速度と、この滑り速度の出現確率とを計測する工程、
(B2)上記(B1)の工程での計測結果と、上記(2)の工程での見積り結果から、上記試験タイヤの上記車両における、上記走行速度MVjでの平均摩擦係数AμABSjを見積もる工程、
(B3)上記平均摩擦係数AμABSjから、上記領域DVjの初期速度IVjから最終速度EVjまで減速するときに車が走行する距離Xjを見積もる工程
及び
(B4)全ての上記領域DVjについての上記距離Xjの和を計算する工程
をさらに含む。
(A1)基準タイヤを走行試験機で走行させて、μ−S特性を計測する工程、
(A2)基準タイヤをABSを搭載した車両に装着しこの車両を走行させて、μ−S特性を計測する工程、
(A3)走行試験機での摩擦係数と、ABSを搭載した車両での摩擦係数との相関を表すデータを取得する工程、
(A4)試験タイヤを走行試験機で走行させて、μ−S特性を計測する工程
及び
(A5)上記(A4)の工程で得られたμ−S特性を、試験タイヤのABSを搭載した車両におけるμ−S特性に変換する工程
を有している。
BμDRUM(Vc)=BKDRUM(Vc)×Vs
この基準タイヤ4について、ABS搭載車両におけるμ−Sカーブについても、同様に、原点を通る直線で近似される。この直線の傾きをKABS(Vc)とすると、
BμABS(Vc)=BKABS(Vc)×Vs
となる。
α(Vc)=BKABS(Vc)/BKDRUM(Vc)
基準タイヤ4が複数存在する場合は、それぞれのタイヤでこの比が計算され、その平均値がα(Vc)とされる。それぞれの車両速度Vcで、比α(Vc)が計算される。上記の例では、α(15)、α(40)、α(60)及びα(85)が、計算される。これらが、立ち上がり域における摩擦係数BμDRUMと、上記摩擦係数BμABSとの相関を表すデータである。これらは、立ち上がり域における相関データである。
BμABS(Vc、Vs)= β(Vc、Vs)×BμDRUM(Vc、Vs)
+γ(Vc、Vs) (式1)
μABS(Vc、Vs) = α(Vc)×KDRUM(Vc)×Vs (式2)
これが、図5の直線Tbである。これが、立ち上がり域における、走行速度Vcでのμ−S特性の変換結果である。
μABS(Vc、Vs)= β(Vc、Vs)×μDRUM(Vc、Vs)+γ(Vc、Vs)
この変換は、相関データを取得した滑り速度Vsにおいて、実施される。前述の例では、滑り速度4km/h、6km/h、8km/h及び10km/hで、この変換が実施される。図5の例では、上記の式により、μ−SカーブU上の点u1、u2、u3及びu4が、それぞれ点t1、点t2、t3及びt4に変換されている。この変換後の点(図5の例では、点t1、点t2、t3及びt4)から、滑り速度Vsと摩擦係数μABS(Vc、Vs)との関係を表す直線が、最小二乗法で決められる。
μABS(Vc、Vs) = Q(Vc)×Vs + R(Vc) (式3)
上記(式3)の定数Q(Vc)及びR(Vc)は、最小二乗法により決められた定数である。これが、図5の直線Tsである。これが、滑り域における、走行速度Vcでのμ−S特性の変換結果である。これが、滑り域における、ABS搭載車両での滑り領域でのμ−Sカーブである。
(1)nが1以上の整数とされたとき、速度IVから速度EVまでの領域をn個の領域に分割して、それぞれの領域を代表する走行速度を決める工程、
(2)上記走行速度での、試験タイヤのABS搭載車両におけるμ−S特性を見積もる工程
及び
(3)上記μ−S特性から、ABS搭載車両における速度IVから速度EVまで減速するときの走行距離を計算する工程
を備えている。上記(2)の工程は、図1で示された工程である。上記(2)の工程では、前述した(A1)−(A5)の工程が実施される。
DV1 : 100km/hから70km/h
DV2 : 70km/hから50km/h
DV3 : 50km/hから30km/h
DV4 : 30km/hから0km/h
これが、図6の符号D6で示されるデータのうちの、分割領域DVjである。
(B1)上記基準タイヤ4を上記車両に装着して走行させて、上記走行速度MVjにおいて出現する滑り速度と、この滑り速度の出現確率とを計測する工程、
(B2)上記(B1)の工程での計測結果と、上記(2)の工程で見積もられた摩擦係数μABSと滑り速度Vsとの関係から、走行速度MVjでの平均摩擦係数AμABSjを見積もる工程、
(B3)上記平均摩擦係数AμABSjから、領域DVjの初期速度から最終速度まで減速するときに車が走行する距離Xjを見積もる工程
及び
(B4)全ての領域DVjについての距離Xjの和を計算する工程
を含む。
AμABSj=ΣμABS(Vs)×P(Vs)
出現した全ての滑り速度Vsで、上記(μABS(Vs)×P(Vs))の和がとられる。例えば、走行速度MV1において、1km/hから15km/hまでの滑り速度Vsが出現し、1km/hステップでその出現確率P(Vs)が測定されたとすると、平均摩擦係数AμABSjは、
AμABSj=μABS(1)×P(1)+μABS(2)×P(2)+ ・・・
+μABS(15)×P(15)
で計算される。全ての走行速度MVjにおいて、上記の式で平均摩擦係数AμABSjが計算される。上記の例では、平均摩擦係数AμABS1、AμABS2、AμABS3及びAμABS4が計算される。
2×AμABSj×g×Xj=IVj2−EVj2
よって、上記領域DVjで、車が走行する距離Xjは、以下の式で求められる。
Xj=(IVj2−EVj2)/(2×AμABSj×g)
例えば、領域DV1では、初期速度IV1が100km/hで、最終速度EV1が70km/hであるので、
X1=(1002−702)/(2×AμABS1×g)
となる。同様にして、それぞれの領域DVjで、走行距離Xjが見積もられる。上記の例では、以下となる。
X2=(702−502)/(2×AμABS2×g)
X3=(502−302)/(2×AμABS3×g)
X4=(302−02)/(2×AμABS4×g)
X=X1+X2+X3+X4
これの距離Xが、図6及び7における、符号D7で表されるデータである。この距離Xにより、タイヤの制動性能が判断される。この距離Xが小さいほど、ABS搭載車両での制動性能が優れると判断される。
基準タイヤと、タイヤA、タイヤB及びタイヤCの3種類の評価タイヤとが準備された。これらは、いずれも乗用車用である。それぞれのタイヤのトレッドのゴムの組成は表1のとおりである。
1) SBR(スチレンブタジエンゴム):SBR1502
2) ジエン系ゴム:宇部興産(株)製の商品名「BR700」
3) シリカ:EVONIK−DEGUSSA社製の商品名「ウルトラシルVN3」
4) カーボンブラック:昭和キャボット(株)製の商品名「ショウブラックN110」
5) オイル:(株)ジャパンエナジー製の商品名「プロセスX−260」
6) カップリング剤:EVONIK−DEGUSSA社製の商品名「Si69」
7) ステアリン酸:日本油脂(株)製の商品名「椿」
8) 酸化亜鉛:三井金属工業(株)製の商品名「亜鉛華1号」
9) 老化防止剤:住友化学(株)製の商品名「アンチゲン6C」
10) ワックス:大内新興化学工業(株)製の商品名「サンノックN」
11) 硫黄:(株)軽井沢製錬所社製の商品名「粉末硫黄」
12) 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製の商品名「ノクセラーCZ」
13) 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製の商品名「ノクセラーD」
図1、図6及び図7に示された方法で、タイヤA、タイヤB及びタイヤCの制動性能の評価を行った。それぞれのタイヤについて、100km/hから0km/hまで減速する際の、制動距離が見積もられた。
上記100km/hから0km/hまでが、次の4つの領域DV1、DV2、DV3及びDV4に分割された。
DV1 : 100km/hから70km/h
DV2 : 70km/hから50km/h
DV3 : 50km/hから30km/h
DV4 : 30km/hから0km/h
それぞれの領域DVjを代表する走行速度MVjは、領域DVjの中央値とされた。すなわち、走行速度MV1が85km/hとされ、走行速度MV2が60km/hとされ、走行速度MV3が40km/hとされ、走行速度MV4が15km/hとされた。
上記(A1)の工程が実施された。この工程で評価に使用される基準タイヤの数Nは、5であった。それぞれの基準タイヤを正規リムに装着し、内圧が0.2MPaとなるように空気を充填した。このタイヤを図2のドラム式走行試験機に装着し、4.52kNの縦荷重をタイヤに負荷した。ドラムを、走行面の走行速度が85km/h、60km/h、40km/h及び15km/hとなるように回転させた。それぞれの走行速度について、滑り速度が0km/hから10km/hとなるように、タイヤを回転させた。例えば、走行面の走行速度が85km/hのときは、車輪速度を85km/hから75km/hまで変化させた。このときの摩擦係数が測定された。前述した図3は、5つの基準タイヤの一つについて、この工程で測定されたμ−S特性である。
上記の5つの基準タイヤについて、上記(A2)の工程及び(B1)の工程が、併せて実施された。それぞれの基準タイヤを正規リムに装着し、内圧が0.2MPaとなるように空気を充填した。このタイヤをABSを搭載した市販の乗用車に装着した。この車両を、水膜厚みが1mmである濡れたアスファルトの路面上を走行させた。この路面の温度は、20℃であった。車両を100km/hの速度で走行させた後、減速させた。車両速度が85km/h、60km/h、40km/h及び15km/hにおける滑り速度と摩擦係数が測定された。測定には、東京測器社製デジタルテレメータ型車軸6分力測定システムを用いた。前述した図4は、5つの基準タイヤの一つについて、この工程で測定されたμ−S特性である。さらに、滑り速度の出現確率が測定された。前述した図8は、この5つの基準タイヤで測定された、滑り速度とその出現確率である。
上記(A3)の工程が実施された。走行試験機での摩擦係数BμDRUMと、ABS搭載車両での摩擦係数BμABSとの相関を表すデータが取得された。
上記(A4)の工程が実施された。タイヤA、タイヤB及びタイヤCの3種の試験タイヤのそれぞれについて、上記(A1)の工程での基準タイヤの測定と同じ測定方法及び同じ測定条件で、μ−S特性が測定された。
上記(A5)の工程が実施された。タイヤA、タイヤB及びタイヤCの3種の試験タイヤのそれぞれについて、上記(A4)の工程で測定されたμ−S特性が、ABS搭載車両でのμ−S特性に変換された。車両速度が85km/h、60km/h、40km/h及び15km/hにおけるABS搭載車両でのμ−S特性が見積もられた。図9に、タイヤCについて、得られたμ−S特性が示されている。
上記(B2)−(B4)の工程が実施された。表2には、工程(B2)で見積もられたそれぞれの試験タイヤについての平均摩擦係数AμABSjが示されている。これにて、試験タイヤA、B及びCの、ABS搭載車両での制動距離が得られた。
タイヤA、タイヤB及びタイヤCのそれぞれを上記のABS搭載車両に装着し、制動距離が実測された。この実測では、それぞれの試験タイヤを正規リムに装着し、内圧が0.2MPaとなるように空気を充填した。このタイヤを、上記のABSを搭載した車両に装着した。この車両を、水膜厚みが1mmである濡れたアスファルトの路面上を走行させた。この路面の温度は、20℃であった。車両を100km/hの速度で走行させた後に停止させて、制動距離が計測された。この結果と、本手法で見積もられた制動距離との相関が図10に示されている。図10には、回帰式及び決定係数R2の値も示されている。
4・・・基準タイヤ
6・・・ドラム
8・・・走行面
Claims (6)
- (A1)基準タイヤを走行試験機で走行させて、所定の走行速度Vcでの滑り速度と摩擦係数BμDRUMとの関係を計測する工程、
(A2)上記基準タイヤをABSを搭載した車両に装着しこの車両を走行させて、上記走行速度Vcでの滑り速度と摩擦係数BμABSとの関係を計測する工程、
(A3)上記摩擦係数BμDRUMと、上記摩擦係数BμABSとの相関を求める工程、
(A4)試験タイヤを走行試験機で走行させて、上記走行速度Vcでの滑り速度と摩擦係数μDRUMとの関係を計測する工程、
及び
(A5)上記滑り速度と摩擦係数μDRUMとの関係を、上記試験タイヤのABSを搭載した上記車両における滑り速度と摩擦係数μABSとの関係に変換する工程
を含むタイヤの制動性能評価方法。 - 上記試験タイヤを装着した上記ABSを搭載した車両が、速度IVから速度EVまで減速するときの走行距離で制動性能を評価する方法であって、
(1)nが1以上の整数とされたとき、上記速度IVから上記速度EVまでをn個の領域DVjに分割し、それぞれの領域DVjを代表する走行速度MVjを定める工程、
(2)上記走行速度MVjを上記走行速度Vcとして、上記(A1)から上記(A5)の工程を実施することにより、上記走行速度MVjでの試験タイヤのABSを搭載した車両における滑り速度と摩擦係数μABSとの関係を見積もる工程
及び
(3)上記滑り速度と摩擦係数μABSとの関係から、上記速度IVから上記速度EVまで減速するときの走行距離を計算する工程
を含む請求項1に記載の制動性能評価方法。 - 上記(3)の工程が、
(B1)上記基準タイヤを上記車両に装着して走行させて、上記走行速度MVjにおいて出現する滑り速度と、この滑り速度の出現確率とを計測する工程、
(B2)上記(B1)の工程での計測結果と、上記(2)の工程での見積り結果から、上記試験タイヤの上記車両における、上記走行速度MVjでの平均摩擦係数AμABSjを見積もる工程、
(B3)上記平均摩擦係数AμABSjから、上記領域DVjの初期速度IVjから最終速度EVjまで減速するときに車が走行する距離Xjを見積もる工程
及び
(B4)全ての上記領域DVjについての上記距離Xjの和を計算する工程
をさらに含む請求項2に記載のタイヤの制動性能評価方法。 - 上記走行速度MVjが、上記領域DVjの中央値である請求項2または3に記載の制動性能評価方法。
- 上記領域DVjにおける初期速度IVjと最終速度EVjとの差が、10km/h以上40km/h以下である請求項2から4のいずれかに記載の制動性能評価方法。
- 上記(A1)及び(A2)の工程での計測に使用される基準タイヤの数が2以上であり、これらの結果から上記(A3)の工程において上記摩擦係数BμDRUMと上記摩擦係数BμABSとの相関を求める請求項1から5のいずれかに記載の制動性能評価方法。
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