JP6970598B2 - Tread pattern generation method, tread pattern generator, and program - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤのトレッドパターンを生成するトレッドパターン生成方法、トレッドパターン生成装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a tread pattern generation method, a tread pattern generation device, and a program for generating a tread pattern of a tire.
車両の走行時に、タイヤのトレッドパターンに応じて、パターン打撃音及びポンピング音など、いわゆるパターンノイズが発生する。パターン打撃音は、トレッドのある領域が路面に接触(衝突)するときの衝撃力によりタイヤが振動することにより発生する音である。ポンピング音は、トレッドのある領域が路面に接触するとき、トレッドの溝及び路面によって包囲される空間の空気が圧縮され、この領域が路面から離れるとき、圧縮された空気が膨張することにより発生する音である。 When the vehicle is running, so-called pattern noise such as a pattern striking sound and a pumping sound is generated according to the tread pattern of the tire. The pattern striking sound is a sound generated by the tire vibrating due to the impact force when a certain region of the tread comes into contact (collision) with the road surface. The pumping noise is generated by the compression of the air in the space surrounded by the tread groove and the road surface when a region of the tread touches the road surface, and the expansion of the compressed air as this region leaves the road surface. It's a sound.
タイヤによって発生するノイズを評価するために、タイヤのトレッドパターンに基づいてコンピュータによりシミュレーションを行うことがある。例えば、トレッドパターンに画像解析を行うことにより、又は、タイヤの3次元モデルに有限要素法を用いることにより、タイヤが路面に接触する領域及び接触しない領域を識別し、タイヤが1回転する間の接触面積及び/又は非接触面積の変動を計算する。この接触面積及び/又は非接触面積の変動から、タイヤによって発生するノイズの大きさがわかる。この接触面積及び/又は非接触面積の変動を時間領域又は周波数領域で処理して、ノイズの大きさを評価する。例えば、特許文献1〜4は、このようなシミュレーションの方法を開示している。
In order to evaluate the noise generated by the tire, a computer simulation may be performed based on the tread pattern of the tire. For example, by performing image analysis on the tread pattern or by using the finite element method for the three-dimensional model of the tire, the area where the tire contacts the road surface and the area where the tire does not contact can be identified, and the area during one rotation of the tire is identified. Calculate variations in contact area and / or non-contact area. From the fluctuation of the contact area and / or the non-contact area, the magnitude of the noise generated by the tire can be known. This variation in contact area and / or non-contact area is processed in the time domain or frequency domain to evaluate the magnitude of noise. For example,
トレッドパターンの生成は、さまざまな要件を満たすことが求められる。 The generation of tread patterns is required to meet various requirements.
例えば、ある周波数のノイズの大きさを低減するようにトレッドパターンを生成したとき、そのトレッドパターンでは、他の周波数のノイズが増大することがある。従って、従来技術よりも効果的にノイズを低減するトレッドパターンを生成することが求められる。 For example, when a tread pattern is generated so as to reduce the magnitude of noise at one frequency, the tread pattern may increase noise at other frequencies. Therefore, it is required to generate a tread pattern that reduces noise more effectively than in the prior art.
また、ノイズの大きさを低減するようにトレッドパターンを生成しても、グリップ性能など、ノイズ以外の性能の低下が生じることがある。このようなトレッドパターンは最終的には採用されないので、結果として、その生成は無駄になる。従って、トレッドパターンの無駄な生成を生じにくくし、効率的にトレッドパターンを生成することが求められる。 Further, even if the tread pattern is generated so as to reduce the magnitude of noise, performance other than noise such as grip performance may be deteriorated. Such a tread pattern will not be adopted in the end, and as a result, its generation is wasted. Therefore, it is required to prevent unnecessary generation of the tread pattern and efficiently generate the tread pattern.
本発明の目的は、従来技術よりも効果的かつ効率的にトレッドパターンを生成することができるトレッドパターン生成方法、トレッドパターン生成装置、及びプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tread pattern generation method, a tread pattern generation device, and a program capable of generating a tread pattern more effectively and efficiently than in the prior art.
本発明の第1の態様によれば、
コンピュータによりタイヤのトレッドパターンを生成するトレッドパターン生成方法であって、
トレッドパターンの初期値と、前記タイヤが路面に接触する領域を示す接地領域とを、記憶装置から読み出すステップと、
前記接地領域を前記トレッドパターンの周方向に走査し、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における前記トレッドパターンの形状を示す特性値の変動量を計算するステップと、
前記トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成するステップと、
少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて所定の目的関数値を計算するステップと、
前記目的関数値が前記少なくとも2つの周波数帯において所定の基準を満たすように、前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップと、
前記決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形されたトレッドパターンを生成するステップとを含み、
前記トレッドパターンは、複数の変形位置及び複数の変形方法を有し、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受ける。
According to the first aspect of the present invention.
It is a tread pattern generation method that generates a tire tread pattern by a computer.
A step of reading out the initial value of the tread pattern and the ground contact area indicating the area where the tire contacts the road surface from the storage device.
A step of scanning the ground contact area in the circumferential direction of the tread pattern and calculating a fluctuation amount of a characteristic value indicating the shape of the tread pattern in a region where the tread pattern and a predetermined portion of the ground contact area overlap.
A step of performing frequency analysis on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate a fluctuation level in the frequency domain, and
A step of calculating a predetermined objective function value based on the fluctuation level in at least two frequency bands.
A step of determining a deformation position, a deformation method, and a deformation amount of the tread pattern so that the objective function value satisfies a predetermined criterion in the at least two frequency bands.
Including the step of generating a tread pattern deformed by the determined deformation position, the deformation method, and the amount of deformation.
The tread pattern has a plurality of deformation positions and a plurality of deformation methods.
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern restricts the application of at least one of the plurality of deformation methods to at least one of the plurality of deformation positions. receive.
本発明の第2の態様によれば、第1の態様において、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つについて、予め決められた範囲内で前記変形量を決定することを含む。
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect,
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern is a predetermined range for at least one of the plurality of deformation methods in at least one of the plurality of deformation positions. Includes determining the amount of deformation within.
本発明の第3の態様によれば、第1又は第2の態様において、
前記複数の変形位置は、前記トレッドパターンの周方向に沿った少なくとも1つの直線により分割された前記トレッドパターンの複数の部分パターンを含む。
According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect,
The plurality of deformation positions include a plurality of partial patterns of the tread pattern divided by at least one straight line along the circumferential direction of the tread pattern.
本発明の第4の態様によれば、第3の態様において、
前記複数の変形方法は、
前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における、前記タイヤが前記路面に接触する領域の面積と、前記タイヤが前記路面に接触しない領域の面積との比を変更することと、
前記各部分パターンにおいて、前記トレッドパターンの周方向に関して、前記タイヤが前記路面に接触する領域の長さと、前記タイヤが前記路面に接触しない領域の長さとを変更することと、
前記タイヤが前記路面に接触する領域の形状を歪ませることと、
前記複数の部分パターンを前記トレッドパターンの周方向に沿って相対的に移動させることとのうちの少なくとも1つを含む。
According to the fourth aspect of the present invention, in the third aspect,
The plurality of deformation methods are
Changing the ratio of the area of the region where the tire contacts the road surface and the area of the region where the tire does not contact the road surface in the region where the tread pattern and the predetermined portion of the ground contact region overlap. When,
In each of the partial patterns, the length of the region where the tire contacts the road surface and the length of the region where the tire does not contact the road surface are changed with respect to the circumferential direction of the tread pattern.
Distorting the shape of the area where the tire contacts the road surface
It includes at least one of moving the plurality of partial patterns relative to each other along the circumferential direction of the tread pattern.
本発明の第5の態様によれば、第1〜第4のうちの1つの態様において、
前記目的関数値は、
前記変動レベルの周波数範囲の全体にわたる第1の周波数帯と、
前記第1の周波数帯の一部である複数の第2の周波数帯とを含む複数の周波数帯のうちの少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて計算される。
According to the fifth aspect of the present invention, in one of the first to fourth aspects,
The objective function value is
The first frequency band over the entire frequency range of the fluctuation level and
It is calculated based on the fluctuation level in at least two frequency bands among the plurality of frequency bands including the plurality of second frequency bands that are a part of the first frequency band.
本発明の第6の態様によれば、第5の態様において、
前記複数の第2の周波数帯は、
前記トレッドパターンの周方向に関する前記トレッドパターンの周期に対応する基準周波数を含む周波数帯と、
前記基準周波数の整数分の1の周波数を含む少なくとも1つの周波数帯とを含む。
According to the sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect,
The plurality of second frequency bands are
A frequency band including a reference frequency corresponding to the period of the tread pattern with respect to the circumferential direction of the tread pattern.
It includes at least one frequency band including a frequency that is an integral fraction of the reference frequency.
本発明の第7の態様によれば、第5の態様において、
前記複数の第2の周波数帯は、
前記トレッドパターンの周方向に関する前記トレッドパターンの周期に対応する基準周波数を含む周波数帯と、
前記基準周波数の整数倍の周波数を含む少なくとも1つの周波数帯とを含む。
According to the seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect,
The plurality of second frequency bands are
A frequency band including a reference frequency corresponding to the period of the tread pattern with respect to the circumferential direction of the tread pattern.
It includes at least one frequency band including a frequency that is an integral multiple of the reference frequency.
本発明の第8の態様によれば、第1〜第7のうちの1つの態様において、
前記目的関数値は、前記各周波数帯における前記変動レベルの各合計エネルギーに基づいて計算される。
According to the eighth aspect of the present invention, in one of the first to seventh aspects,
The objective function value is calculated based on the total energy of the fluctuation levels in each of the frequency bands.
本発明の第9の態様によれば、第1〜第7のうちの1つの態様において、
前記目的関数値は、前記各周波数帯における前記変動レベルの各ピーク値に基づいて計算される。
According to the ninth aspect of the present invention, in one of the first to seventh aspects,
The objective function value is calculated based on each peak value of the fluctuation level in each frequency band.
本発明の第10の態様によれば、第1〜第7のうちの1つの態様において、
前記トレッドパターンの特性値は、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における、
前記タイヤが前記路面に接触する領域の面積と、
前記タイヤが前記路面に接触しない領域の面積と、
前記タイヤの溝及び前記路面によって包囲される空間の体積とのうちの少なくとも1つを含む。
According to the tenth aspect of the present invention, in one of the first to seventh aspects,
The characteristic value of the tread pattern is a region in which the tread pattern and a predetermined portion of the ground contact region overlap.
The area of the area where the tire contacts the road surface and
The area of the area where the tire does not contact the road surface and
Includes at least one of the tire grooves and the volume of space surrounded by the road surface.
本発明の第11の態様によれば、第10の態様において、
前記接地領域の予め決められた部分は、前記タイヤが路面に接触する領域のうち、前記タイヤの進行方向に関して、前方のエッジ及びその近傍の領域と、後方のエッジ及びその近傍の領域との少なくとも一方を含む。
According to the eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect,
The predetermined portion of the ground contact region is at least a region of the front edge and its vicinity and a region of the rear edge and its vicinity with respect to the traveling direction of the tire in the region where the tire contacts the road surface. Including one.
本発明の第12の態様によれば、
記憶装置及び処理装置を含み、タイヤのトレッドパターンを生成するトレッドパターン生成装置であって、
前記記憶装置は、トレッドパターンの初期値と、前記タイヤが路面に接触する領域を示す接地領域とを記憶し、
前記処理装置は、
トレッドパターンの初期値及び前記接地領域を、前記記憶装置から読み出し、
前記接地領域を前記トレッドパターンの周方向に走査し、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における前記トレッドパターンの形状を示す特性値の変動量を計算し、
前記トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成し、
少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて所定の目的関数値を計算し、
前記目的関数値が前記少なくとも2つの周波数帯において所定の基準を満たすように、前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定し、
前記決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形されたトレッドパターンを生成し、
前記トレッドパターンは、複数の変形位置及び複数の変形方法を有し、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受ける。
According to the twelfth aspect of the present invention.
A tread pattern generator that includes a storage device and a processing device and generates a tire tread pattern.
The storage device stores the initial value of the tread pattern and the ground contact area indicating the area where the tire contacts the road surface.
The processing device is
The initial value of the tread pattern and the grounded area are read from the storage device,
The ground contact area is scanned in the circumferential direction of the tread pattern, and the fluctuation amount of the characteristic value indicating the shape of the tread pattern in the region where the tread pattern and the predetermined portion of the ground contact area overlap is calculated.
A frequency analysis is performed on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate a fluctuation level in the frequency domain.
A predetermined objective function value is calculated based on the fluctuation level in at least two frequency bands.
The deformation position, deformation method, and deformation amount of the tread pattern are determined so that the objective function value satisfies a predetermined criterion in the at least two frequency bands.
A tread pattern deformed by the determined deformation position, deformation method, and deformation amount is generated.
The tread pattern has a plurality of deformation positions and a plurality of deformation methods.
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern restricts the application of at least one of the plurality of deformation methods to at least one of the plurality of deformation positions. receive.
本発明の第13の態様によれば、
コンピュータによって実行されることにより、タイヤのトレッドパターンを生成するプログラムであって、前記プログラムは、
トレッドパターンの初期値と、前記タイヤが路面に接触する領域を示す接地領域とを、記憶装置から読み出すステップと、
前記接地領域を前記トレッドパターンの周方向に走査し、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における前記トレッドパターンの形状を示す特性値の変動量を計算するステップと、
前記トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成するステップと、
少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて所定の目的関数値を計算するステップと、
前記目的関数値が前記少なくとも2つの周波数帯において所定の基準を満たすように、前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップと、
前記決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形されたトレッドパターンを生成するステップとを含み、
前記トレッドパターンは、複数の変形位置及び複数の変形方法を有し、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受ける。
According to the thirteenth aspect of the present invention.
A program that generates a tire tread pattern by being executed by a computer.
A step of reading out the initial value of the tread pattern and the ground contact area indicating the area where the tire contacts the road surface from the storage device.
A step of scanning the ground contact area in the circumferential direction of the tread pattern and calculating a fluctuation amount of a characteristic value indicating the shape of the tread pattern in a region where the tread pattern and a predetermined portion of the ground contact area overlap.
A step of performing frequency analysis on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate a fluctuation level in the frequency domain, and
A step of calculating a predetermined objective function value based on the fluctuation level in at least two frequency bands.
A step of determining a deformation position, a deformation method, and a deformation amount of the tread pattern so that the objective function value satisfies a predetermined criterion in the at least two frequency bands.
Including the step of generating a tread pattern deformed by the determined deformation position, the deformation method, and the amount of deformation.
The tread pattern has a plurality of deformation positions and a plurality of deformation methods.
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern restricts the application of at least one of the plurality of deformation methods to at least one of the plurality of deformation positions. receive.
本発明の一態様によれば、従来技術よりも効果的かつ効率的にトレッドパターンを生成することができる。 According to one aspect of the present invention, a tread pattern can be generated more effectively and efficiently than in the prior art.
以下、図面を参照して、実施形態に係るトレッドパターン生成システムについて説明する。 Hereinafter, the tread pattern generation system according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
第1の実施形態.
図1は、実施形態に係るトレッドパターン生成システムの構成を示すブロック図である。図1のトレッドパターン生成システムは、処理装置1、入力装置2、表示装置3、及び記憶装置4,5を含む。
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tread pattern generation system according to an embodiment. The tread pattern generation system of FIG. 1 includes a
処理装置1は、バス10、中央処理装置(CPU)11、ランダムアクセスメモリ(RAM)12、及びハードディスクドライブ(HDD)13を含む。処理装置1は、例えば、汎用のコンピュータであってもよく、他の任意の計算装置であってもよい。CPU11、RAM12、及びHDD13は、バス10によって互いに接続されている。HDD13は、図5及び図6を参照して後述するトレッドパターン生成処理のプログラムを記憶している。CPU11は、トレッドパターン生成処理のプログラムをHDD13から読み出してRAM12上で実行し、これにより、トレッドパターンを生成する。
The
入力装置2は、キーボード及びマウスなどを含み、ユーザ入力を受ける。
The
表示装置3は、トレッドパターン生成処理の内容(入力データ、出力データ、及び途中経過など)を表示する。
The
記憶装置4は、初期トレッドパターン及び接地領域を含む、トレッドパターン生成処理のための入力データを記憶している。初期トレッドパターンは、予め与えられたタイヤのトレッドパターンの少なくとも1つの初期値を示す。トレッドパターンは、例えば、路面に接触する構造物(以下、「ブロック」という)の領域と、路面に接触しない構造物(以下、「溝」という)の領域とを含む2次元データ(例えば画像データ)によって表される。トレッドパターンのブロック及び溝は、タイヤの周方向に対応する第1の方向(トレッドパターンの「周方向」ともいう)と、タイヤの幅方向に対応する第2の方向(トレッドパターンの「幅方向」ともいう)とに配列されている。トレッドパターンは、その周方向において、タイヤの1周分の長さを有する。トレッドパターンは、溝の深さを表すために、2次元データに代えて3次元データによって表されてもよい。また、接地領域は、タイヤが路面に接触する領域(フットプリント)を示す。
The
記憶装置5は、トレッドパターン生成処理の出力データ、すなわち、生成されたトレッドパターンを記憶している。記憶装置5に記憶されたトレッドパターンは、処理装置1によってさらに処理されてもよい。また、記憶装置5に記憶されたトレッドパターンは、他の装置、例えばタイヤの製造装置などに送られてもよい。
The
処理装置1は、初期トレッドパターンを記憶装置4から読み出すことに代えて、初期トレッドパターンを内部で、例えばランダムに生成してもよい。
Instead of reading the initial tread pattern from the
記憶装置4及び5は、別個の装置として設けられてもよく、単一の装置として設けられてもよい。
The
図2は、例示的なトレッドパターン20の一部を示す図である。図2等において、X方向はトレッドパターンの幅方向を示し、Y方向はトレッドパターンの周方向を示す。図2等では、トレッドパターン20の周方向に関して、その一部のみを示す。
FIG. 2 is a diagram showing a part of an
図2のトレッドパターン20は、路面に接触する領域において1つ又は複数の形状を有する複数のブロック21と、複数の溝22とを含む。トレッドパターン20は、その周方向に沿った複数の直線により、トレッドパターン20の幅よりも小さな幅をそれぞれ有して互いに隣接する複数の部分パターンW1〜W5に分割されている。各部分パターンW1、W2、W4、及びW5では、複数のブロック21がトレッドパターン20の周方向に沿って一列に配列されている。中央の部分パターンW3では、単一のブロック21がトレッドパターン20の周方向に沿って一周している。図2他の例では、部分パターンW1〜W5の間の境界は、トレッドパターン20の周方向に延在する溝22の上に設けられているが、それに代えて、ブロック21の上に設けられてもよい。
The
図2の接地領域31は、前述のようにタイヤが路面に接触する領域を示し、複数のブロック21及び複数の溝22を含む。接地領域31は、トレッドパターン20の幅以下の幅を有する。接地領域31は、タイヤの進行(すなわちタイヤの回転)によって、トレッドパターン20の上で+Y方向に移動する。接地領域31は、タイヤが路面に接触する領域のうち、タイヤの進行方向に関して、前方のエッジ及びその近傍を含む前方エッジ領域31aと、後方のエッジ及びその近傍を含む後方エッジ領域31bとを含む。タイヤが進行するとき、タイヤは、前方エッジ領域31aにおいて、路面に接触しない状態から路面に接触した状態に変化し、また、後方エッジ領域31bにおいて、路面に接触した状態から路面に接触しない状態に変化する。従って、タイヤが進行するとき、特に、前方エッジ領域31a及び後方エッジ領域31bにおいてノイズが発生しやすいと考えられる。また、図2において、領域31aa及び31abは、トレッドパターン20の幅方向において前方エッジ領域31aに隣接する領域を示し、領域31ba及び31bbは、トレッドパターン20の幅方向において後方エッジ領域31bに隣接する領域を示し、これらの領域については後述する。
The
図2以外の図面では、ブロック21を示すために他の符号21a〜21qを用いることがあるが、符号21により、これらのブロック21a〜21qもまとめて示す。同様に、図2以外の図面では、溝22を示すために他の符号22a〜22qを用いることがあるが、符号22により、これらの溝22a〜22qもまとめて示す。
In drawings other than FIG. 2,
次に、図3及び図4を参照して、例示的なトレッドパターンによるノイズの低減について説明する。 Next, noise reduction by an exemplary tread pattern will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
図3は、第1の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図3のトレッドパターン20は、矩形形状を有する複数のブロック21aと、複数の溝22aとを含む。
FIG. 3 is a diagram showing a part of the
図3のトレッドパターン20によって発生するノイズを評価するために、トレッドパターン20を周方向に走査して、トレッドパターン20と接地領域31の予め決められた部分とが重なる領域におけるトレッドパターン20の形状を示す特性値の変動量を計算する。トレッドパターン20の特性値は、トレッドパターン20と接地領域31の予め決められた部分とが重なる領域における、所定構造物の面積又は体積を示す。ここで、接地領域31の予め決められた部分は、前方エッジ領域31a及び後方エッジ領域31bの少なくとも一方を含む。トレッドパターン20の特性値は、前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bにおける、タイヤが路面に接触する領域(すなわちブロック21aの領域)の面積を含む。追加又は代替として、トレッドパターン20の特性値は、前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bにおける、タイヤが路面に接触しない領域(すなわち溝22aの領域)の面積を含んでもよい。追加又は代替として、トレッドパターン20の特性値は、前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bにおける、タイヤの溝22a及び路面によって包囲される空間の体積を含んでもよい。追加又は代替として、トレッドパターン20の特性値は、前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bにおける、タイヤが路面に接触する領域の面積とタイヤが路面に接触しない領域の面積との比を含んでもよい。また、トレッドパターン20の特性値の変動量は、トレッドパターン20の周方向のある位置における特性値と、トレッドパターン20を周方向に走査するときの特性値の平均値との差又は比として表される。
In order to evaluate the noise generated by the
接地領域31の予め決められた部分は、前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bに代えて、接地領域31の前方のエッジ及び/又は後方のエッジであってもよい。この場合、部分パターンW1の特性値は、これらのエッジと重なる構造物の画素数を示す。
The predetermined portion of the
図3のトレッドパターン20では、各ブロック21aは、X方向にほぼ平行な前方エッジ及び後方エッジを有し、かつ、各列のブロック21aの前方エッジ及び後方エッジの周方向の位置が一致するように(すなわち、同相に)配列されている。従って、タイヤが回転して、前方エッジ領域31a及び後方エッジ領域31bが各ブロックの前方エッジ及び後方エッジと交差するとき、トレッドパターン20の特性値は急激かつ大幅に変動する。トレッドパターン20の特性値が急激かつ大幅に変動するとき、タイヤから大きなノイズが発生する。従って、タイヤによって発生するノイズを小さくするために、トレッドパターン20の特性値の変動を緩やかかつ小さくすることが求められる。
In the
図4は、第2の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図4のトレッドパターン20は、平行四辺形の形状を有する複数のブロック21bと、複数の溝22bとを含む。図4の各ブロック21bは、図3の各ブロック21aの直交する2辺を、直角から角度θだけ増分して斜交させるように変形されている。このような変形を、歪み変形ともいう。図4のトレッドパターン20では、各ブロック21bは、X方向に対して0度より大きく90度より小さい角度θを有する前方エッジ及び後方エッジを有し、かつ、各列のブロック21bの前方エッジ及び後方エッジの周方向の位置が互いに異なるように配列されている。従って、図4のトレッドパターン20では、図3のトレッドパターン20の場合よりも、その特性値の変動を緩やかかつ小さくすることができる。
FIG. 4 is a diagram showing a part of the
従来技術に係るトレッドパターンの生成では、例えば、ある周波数のノイズの大きさを低減するようにトレッドパターンを生成したとき、そのトレッドパターンでは、他の周波数のノイズが増大することがある。従って、従来技術よりも効果的にノイズを低減するトレッドパターンを生成することが求められる。 In the generation of a tread pattern according to the prior art, for example, when a tread pattern is generated so as to reduce the magnitude of noise at a certain frequency, the tread pattern may increase noise at other frequencies. Therefore, it is required to generate a tread pattern that reduces noise more effectively than in the prior art.
また、従来技術に係るトレッドパターンの生成では、ノイズの大きさを低減するようにトレッドパターンを生成しても、グリップ性能など、ノイズ以外の性能の低下が生じることがある。このようなトレッドパターンは最終的には採用されないので、結果として、その生成は無駄になる。従って、トレッドパターンの無駄な生成を生じにくくし、効率的にトレッドパターンを生成することが求められる。 Further, in the generation of the tread pattern according to the prior art, even if the tread pattern is generated so as to reduce the magnitude of noise, performance other than noise such as grip performance may be deteriorated. Such a tread pattern will not be adopted in the end, and as a result, its generation is wasted. Therefore, it is required to prevent unnecessary generation of the tread pattern and efficiently generate the tread pattern.
次に、図5及び図6を参照して、第1の実施形態に係るトレッドパターン生成システムにより、従来技術よりも効果的にノイズを低減するトレッドパターンを、従来技術よりも効率的に生成する方法について説明する。 Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the tread pattern generation system according to the first embodiment generates a tread pattern that reduces noise more effectively than the prior art, more efficiently than the prior art. The method will be described.
図5は、図1の処理装置1によって実行されるトレッドパターン生成処理を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a tread pattern generation process executed by the
図5のステップS1において、処理装置1は、記憶装置4から、初期トレッドパターンをトレッドパターン20の初期値として読み出す。ステップS2において、処理装置1は、記憶装置4から接地領域31を読み出す。ステップS3において、処理装置1は、トレッドパターン20を周方向に走査して、トレッドパターン20の特性値の変動量を計算する。ステップS4において、処理装置1は、トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成する。
In step S1 of FIG. 5, the
図7は、図5のトレッドパターン生成処理において処理されるトレッドパターンの初期値及び中間値の周波数領域の変動レベルを示すグラフである。図7では、300Hzの近傍の周波数帯を「1次周波数帯」として示し、600Hzの近傍の周波数帯を「2次周波数帯」として示し、1200Hzの近傍の周波数帯を「4次周波数帯」として示す。前述のように、トレッドパターンの特性値の変動量は、タイヤによって発生するノイズに対応するので、図7のグラフは、タイヤによって発生するノイズの周波数特性に対応する。生成するトレッドパターンは、特定周波数帯においてノイズを低減すること、又は、全周波数帯においてノイズを低減することなど、さまざまな要件が課される。図6を参照して後述するトレッドパターン変形処理を実行することにより、所定の要件を満たすように変形されたトレッドパターンを生成する。 FIG. 7 is a graph showing fluctuation levels in the frequency domain of the initial value and the intermediate value of the tread pattern processed in the tread pattern generation process of FIG. In FIG. 7, a frequency band near 300 Hz is shown as a “primary frequency band”, a frequency band near 600 Hz is shown as a “secondary frequency band”, and a frequency band near 1200 Hz is shown as a “fourth frequency band”. show. As described above, since the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern corresponds to the noise generated by the tire, the graph of FIG. 7 corresponds to the frequency characteristic of the noise generated by the tire. The generated tread pattern is subject to various requirements such as noise reduction in a specific frequency band or noise reduction in all frequency bands. By executing the tread pattern deformation process described later with reference to FIG. 6, a tread pattern deformed to satisfy a predetermined requirement is generated.
図5のステップS5において、処理装置1は、変動レベルの周波数範囲の全体(「第1の周波数帯」又は「全周波数帯」ともいう)のうちの一部である少なくとも1つの周波数帯(「第2の周波数帯」又は「特定周波数帯」ともいう)について、特性値の各変動レベルを計算する。
In step S5 of FIG. 5, the
ステップS5において複数の特定周波数帯について特性値の各変動レベルを計算する場合、これらの特定周波数帯は、トレッドパターン20の周方向に関するトレッドパターン20の周期に対応する基準周波数を含む周波数帯と、基準周波数の整数分の1の周波数を含む少なくとも1つの周波数帯とを含んでもよい。この場合、基準周波数は、トレッドパターン20の周方向に関して、所定個数のブロック21又は溝22が配列された任意の周期、例えば、ブロック21又は溝22が配列された最小周期に対応する。以下、この周期を「基準周期」という。また、基準周波数の整数分の1の周波数は、トレッドパターン20の周方向に関して、基準周期に係るブロック21又は溝22の倍数の個数のブロック21又は溝22を含む単位構造物が配列された、基準周期の倍数の周期に対応する。例えば図7を参照すると、4次周波数帯がブロック21又は溝22が配列された基準周期に対応し、2次周波数帯が基準周期の2倍の周期に対応し、1次周波数帯が基準周期の4倍の周期に対応する。
When calculating each fluctuation level of the characteristic value for a plurality of specific frequency bands in step S5, these specific frequency bands include a frequency band including a reference frequency corresponding to the period of the
ステップS5において複数の特定周波数帯について特性値の各変動レベルを計算する場合、これらの特定周波数帯は、トレッドパターン20の周方向に関するトレッドパターン20の周期に対応する基準周波数を含む周波数帯と、基準周波数の整数倍の周波数を含む少なくとも1つの周波数帯とを含んでもよい。この場合、基準周波数は、トレッドパターン20の周方向に関して、例えば、任意の周期(基準周期)で配列されたブロック21又は溝22によって発生するノイズの周波数に対応する。また、基準周波数の整数倍の周波数は、基準周期で配列されたブロック21又は溝22によって発生するノイズの倍音の周波数に対応する。例えば図7を参照すると、1次周波数帯が、基準周期で配列されたブロック21又は溝22によって発生するノイズの周波数に対応し、2次周波数帯が2倍音の周波数に対応し、4次周波数帯が4倍音の周波数に対応する。
When calculating each fluctuation level of the characteristic value for a plurality of specific frequency bands in step S5, these specific frequency bands include a frequency band including a reference frequency corresponding to the period of the
図7では、3つの周波数帯のみを示しているが、基準周波数の3分の1及び5分の1以下の周波数を含む周波数帯を含んでもよく、基準周波数の3倍又は5倍以上の周波数を含む周波数帯を含んでもよい。 Although only three frequency bands are shown in FIG. 7, a frequency band including one-third and one-fifth or less of the reference frequency may be included, and a frequency three times or five times or more the reference frequency may be included. It may include a frequency band including.
ステップS6において、処理装置1は、全周波数帯における特性値の変動レベルを計算する。変動レベルの周波数範囲は、トレッドパターン20の最短及び最長の周期構造に依存するので、また、周波数分析により計算されるので、有限の範囲を有する。
In step S6, the
図5のステップS7において、処理装置1は、ステップS5〜S6で計算された複数の周波数帯のうちの少なくとも2つにおける変動レベルに基づいて、トレッドパターンの形状に関連付けられた所定の目的関数値を計算する。目的関数値は、各周波数帯における変動レベルの各合計エネルギー又は各ピーク値に基づいて計算される。本明細書では、各特定周波数帯における変動レベルの各合計エネルギーを、「POAL(partial overall level)値」ともいう。また、全周波数帯における変動レベルの合計エネルギーを、「OAL(overall level)値」ともいう。
In step S7 of FIG. 5, the
図6を参照して後述するトレッドパターン変形処理を実行することにより、ノイズを低減しようとしている所望の周波数に応じてトレッドパターンの形状を最適化する。この場合、最適化の内容に応じて、処理装置1は、さまざまな制約条件のもとで、さまざまな目的関数を用いることができる。例えば、以下の制約条件及び目的関数を使用してもよい。
By executing the tread pattern deformation process described later with reference to FIG. 6, the shape of the tread pattern is optimized according to the desired frequency for which noise is to be reduced. In this case, the
(1)1次周波数帯、2次周波数帯、及び4次周波数帯のすべてにおいてPOAL値からなる目的関数をしきい値以下にする制約条件のもとで、いずれかの周波数帯のPOAL値からなる目的関数を最小化する。この場合、1次、2次、4次周波数帯のうち、特にノイズが目立つ周波数帯において、ノイズの大きさを低減することができる。
(2)2次周波数帯においてPOAL値からなる目的関数を初期トレッドパターンのPOAL値の80%以下に低減し、4次周波数帯においてPOAL値からなる目的関数を初期トレッドパターンのPOAL値の110%以下に低減する制約条件のもとで、2次周波数帯のPOAL値からなる目的関数を最小化する。この場合、4次周波数帯のノイズが多少増加しても、2次周波数帯のノイズを特に低減することができる。
(3)2次周波数帯においてPOAL値からなる目的関数を初期トレッドパターンのPOAL値の90%以下に低減し、全周波数帯のOAL値からなる目的関数を初期トレッドパターンのOAL値以下に低減する制約条件のもとで、2次周波数帯のPOAL値からなる目的関数を最小化する。この場合、2次周波数帯のノイズを特に低減するが、ただし、全周波数帯のノイズを初期トレッドパターンのノイズよりも増加させない。
(4)1次周波数帯のPOAL値に0.1の重み付け係数を設定し、2次周波数帯のPOAL値に0.5の重み付け係数を設定し、4次周波数帯のPOAL値に0.4の重み付け係数を設定して総和した目的関数を最小化する。この場合、1次周波数帯、2次周波数帯、及び4次周波数帯を考慮するが、4次周波数帯よりも2次周波数帯を重視し、1次周波数帯はあまり重視しない。
(5)1次周波数帯のPOAL値に0.1の重み付け係数を設定し、2次周波数帯のPOAL値に0.5の重み付け係数を設定し、4次周波数帯のPOAL値に0.4の重み付け係数を設定して総和した目的関数を、各部分パターンの形状又は位相を変化させながら、一定回数又は一定時間にわたって反復的に計算する。この場合、目的関数値が何らかの目標値(例えば最小値)に達しなくても、一定回数又は一定時間で終了し、そのなかで最適なものを選択することができる。
(6)1次周波数帯、2次周波数帯、及び4次周波数帯のすべてにおいてピーク値からなる目的関数をしきい値以下にする制約条件のもとで、いずれかの周波数帯のピーク値からなる目的関数を最小化する。この場合、各周波数帯のPOAL値ではなく、ピーク値を低減することができる。
(1) From the POAL value of any of the frequency bands under the constraint condition that the objective function consisting of the POAL values is set to the threshold value or less in all of the primary frequency band, the secondary frequency band, and the fourth frequency band. Minimize the objective function. In this case, the magnitude of noise can be reduced in the frequency band in which noise is particularly conspicuous among the primary, secondary, and fourth frequency bands.
(2) the objective function consisting POAL value decreased to 80% or less of the POAL value of the initial tread pattern in the secondary frequency band, 110% of the objective function consisting POAL value in fourth order frequency bands POAL value of the initial tread pattern The objective function consisting of POAL values in the secondary frequency band is minimized under the constraints reduced below. In this case, even if the noise in the fourth frequency band increases to some extent, the noise in the second frequency band can be particularly reduced.
(3) The objective function consisting of the POAL value in the secondary frequency band is reduced to 90% or less of the POAL value of the initial tread pattern, and the objective function consisting of the OAL values of all frequency bands is reduced to the OAL value or less of the initial tread pattern. Under constraints, the objective function consisting of POAL values in the secondary frequency band is minimized. In this case, the noise in the secondary frequency band is particularly reduced, but the noise in all frequency bands is not increased more than the noise in the initial tread pattern.
(4) A weighting coefficient of 0.1 is set for the POAL value of the primary frequency band, a weighting coefficient of 0.5 is set for the POAL value of the secondary frequency band, and 0.4 is set for the POAL value of the fourth frequency band. Set the weighting factor of to minimize the summed objective function. In this case, the primary frequency band, the secondary frequency band, and the fourth frequency band are considered, but the secondary frequency band is more important than the fourth frequency band, and the primary frequency band is not so important.
(5) A weighting coefficient of 0.1 is set for the POAL value of the primary frequency band, a weighting coefficient of 0.5 is set for the POAL value of the secondary frequency band, and 0.4 is set for the POAL value of the fourth frequency band. The objective function summed up by setting the weighting coefficients of is repeatedly calculated over a fixed number of times or a fixed time while changing the shape or phase of each partial pattern. In this case, even if the objective function value does not reach some target value (for example, the minimum value), it can be completed in a certain number of times or a certain time, and the optimum one can be selected.
(6) From the peak value of any of the frequency bands under the constraint condition that the objective function consisting of the peak values in all of the primary frequency band, the secondary frequency band, and the fourth frequency band is set to the threshold value or less. Minimize the objective function. In this case, the peak value can be reduced instead of the POAL value of each frequency band.
例えば、2次周波数帯において初期トレッドパターンのPOAL値よりも小さなPOAL値を有するトレッドパターン20を生成する場合は、2次周波数帯の変動レベルに注目しつつ、他の目標も達成できるような目的関数を用いてもよい。
For example, when generating a
また、制約条件又は目的関数値がしきい値に達していなくても、しきい値にどの程度近いかを示す評価値を計算し、この評価値に基づいてトレッドパターン20を生成してもよい。例えば、2次周波数帯においてPOAL値を初期トレッドパターンのPOAL値の80%以下に低減する制約条件のもとで、4次周波数帯のPOAL値からなる目的関数を最小化してもよい。この場合、4次周波数帯のPOAL値が初期トレッドパターンのPOAL値の110%以下となれば上述の(2)の制約条件を満たすことができる。一方、4次周波数帯のPOAL値が110%以上の解しか見つからなくても、制約条件のもとで目的関数値を最小化することができる。
Further, even if the constraint condition or the objective function value does not reach the threshold value, an evaluation value indicating how close to the threshold value may be calculated, and the
各周波数帯の変動レベル(例えば、そのPOAL値又はピーク値)は、制約条件及び目的関数の一方又は両方に適宜に設定される。しきい値以下に低減することが必須である周波数帯の変動レベルは、制約条件として設定される。一方、できるだけ低減することが望ましい周波数帯の変動レベルは、目的関数として設定される。また、各周波数帯の変動レベルは、その要件に応じて、制約条件及び目的関数の両方として設定されてもよい。 The fluctuation level of each frequency band (for example, its POAL value or peak value) is appropriately set for one or both of the constraint condition and the objective function. The fluctuation level of the frequency band, which must be reduced below the threshold, is set as a constraint. On the other hand, the fluctuation level of the frequency band that is desirable to be reduced as much as possible is set as an objective function. Further, the fluctuation level of each frequency band may be set as both a constraint condition and an objective function according to the requirement.
実際には、ノイズ性能以外の他の性能との関係から、例えば、各部分パターンの形状又は位相の変更が許容される範囲が設計上の制約として与えられ、これが制約条件(すなわち、最適化の前提条件)となる。 In practice, in relation to performance other than noise performance, for example, a range in which the shape or phase of each partial pattern can be changed is given as a design constraint, and this is a constraint condition (that is, optimization). Prerequisite).
上に例示した制約条件及び目的関数は、他の任意の組み合わせで用いられてもよい。 The constraints and objective functions exemplified above may be used in any other combination.
図5のステップS8において、処理装置1は、終了条件を満たしているか否かを判断し、YESのときはステップS10に進み、NOのときはステップS9に進む。終了条件は、目的関数値がしきい値に達したか否か、又は、トレッドパターン生成処理を一定回数又は一定時間にわたって反復したか否か、などを含む。
In step S8 of FIG. 5, the
ステップS9において、処理装置1は、ノイズを低減しようとしている所望の周波数に応じてトレッドパターンの形状を最適化するために、トレッドパターン変形処理を実行する。ここで、処理装置1は、トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定し、決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形されたトレッドパターンを生成する。
In step S9, the
図6は、図5のトレッドパターン変形処理(ステップS9)のサブルーチンを示すフローチャートである。ステップS11において、処理装置1は、トレッドパターン20の変形位置を決定する。ステップS12において、処理装置1は、ステップS11で決定された変形位置における、トレッドパターン20の変形方法を決定する。ステップS13において、処理装置1は、ステップS11で決定された変形位置における、ステップS12で決定された変形方法による、トレッドパターン20の変形量を決定する。ステップS14において、処理装置1は、決定した変形位置、変形方法、及び変形量に従って、トレッドパターン20を変形する。
FIG. 6 is a flowchart showing a subroutine of the tread pattern deformation process (step S9) of FIG. In step S11, the
トレッドパターン20は、複数の変形位置、複数の変形方法、及び複数の変形量を有する。複数の変形位置は、複数の部分パターンW1〜W5を含む。複数の変形方法は、トレッドパターン20と接地領域31の前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31b(図2を参照)とが重なる領域における、タイヤが路面に接触する領域の面積と、タイヤが路面に接触しない領域の面積との比を変更することを含んでもよい。複数の変形方法は、各部分パターンW1〜W5において、トレッドパターン20の周方向に関して、タイヤが路面に接触する領域の長さと、タイヤが路面に接触しない領域の長さとを変更することを含んでもよい。複数の変形方法は、タイヤが路面に接触する領域の形状を歪ませることを含んでもよい。複数の変形方法は、複数の部分パターンW1〜W5をトレッドパターン20の周方向に沿って相対的に移動させることを含んでもよい。
The
次に、図面を参照して、さまざまな変形方法について例示的に説明する。 Next, various deformation methods will be exemplified by reference with reference to the drawings.
トレッドパターン20は、図4に示すように、各ブロック21の形状を歪ませるように変形されてもよい。この歪み変形では、図4と同様に、直交軸が角度θで斜交軸に変換され、それに応じて、ブロック21及び溝22の形状も変形される。歪みの大きさは、角度θによって定義される。図4の例では、部分パターンW1、W2、W4、W5が同じ角度θの歪みで変形されているが、各部分パターンW1〜W5が互いに異なる角度の歪みで変形されてもよい。
As shown in FIG. 4, the
図8は、第3の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図9は、第4の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図8のトレッドパターン20は、部分パターンW2及びW4において、トレッドパターン20の周方向に関して、図2のブロック21よりも縮小された複数のブロック21cと、図2の溝22よりも拡大された複数の溝22cとを含む。また、図9のトレッドパターン20は、部分パターンW2及びW4において、トレッドパターン20の周方向に関して、図2のブロック21を分割した複数のブロック21dと、ブロック21dの間に追加された複数の溝22dとを含む。図8及び図9のトレッドパターン20によれば、トレッドパターン20の周方向に関して、ブロック21の長さと、溝22の長さとが変更される。それと同時に、トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比が変更される。
FIG. 8 is a diagram showing a part of the
図10は、第5の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図11は、第6の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図10のトレッドパターン20は、部分パターンW2及びW4において、複数のブロック21eと、各ブロック21eの周から内部に向かって形成された複数の溝22eとを含む。図11のトレッドパターン20は、部分パターンW2及びW4において、複数のブロック21fと、各ブロック21fの内部に形成された複数の溝22fとを含む。図10及び図11のトレッドパターン20によれば、トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比が変更される。
FIG. 10 is a diagram showing a part of the
図8〜図11の変形例は、部分パターンW2及びW4に限らず、他の部分パターンW1、W3、及びW5に適用されてもよい。 The modification of FIGS. 8 to 11 is not limited to the partial patterns W2 and W4, and may be applied to other partial patterns W1, W3, and W5.
図12は、第7の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図13は、第8の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図12及び図13のトレッドパターン20は、図2のトレッドパターン20と同様に、部分パターンW1〜W5を含む。ただし、図13のトレッドパターン20では、図12のトレッドパターン20の部分パターンW1〜W5のうちの少なくとも1つが、トレッドパターン20の周方向に沿って相対的に移動されている。図13の例では、図12の状態に比べて、部分パターンW4〜W5が部分パターンW1〜W3に対して相対的に移動されている。言い換えると、図13のトレッドパターン20では、図12のトレッドパターン20に比べて、各部分パターンW1〜W5の位相(すなわち、タイヤの周方向の回転角)が変更されている。各部分パターンW1〜W5の位相を表すために、図12及び図13に示す基準線23g及び23hを参照してもよい。図12及び図13のトレッドパターン20によれば、トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比が変更される。
FIG. 12 is a diagram showing a part of the
前方エッジ領域31aと重なる領域においてトレッドパターン20を変形する場合、トレッドパターン20は、前方エッジ領域31aに隣接する領域31aa及び31ab(図2を参照)と重なる領域においても同様に変形される。後方エッジ領域31bと重なる領域においてトレッドパターン20を変形する場合、トレッドパターン20は、後方エッジ領域31bに隣接する領域31ba及び31bb(図2を参照)と重なる領域においても同様に変形される。接地領域31の幅がトレッドパターン20の幅よりも小さい場合、トレッドパターン20の幅方向の両端に、トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重ならない領域が生じる。この重ならない領域はトレッドパターン20の特性値の変動量には影響しない。ただし、ブロック21の形状を歪ませたり、各部分パターンW1〜W5を周方向に沿って相対的に移動させたりするとき、この重ならない領域においても重なる領域と同様にトレッドパターン20を変形しないと、著しい不連続を含むものなど、異常なトレッドパターン20が生成されるおそれがある。そのため、上述のように、トレッドパターン20は、領域31aa、31ab、31ba、及び31bbと重なる領域においても変形される。
When the
図14は、第9の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図14のトレッドパターン20は、部分パターンW1及びW5において、図2の場合よりも大きな歪みを有する複数のブロック21i及び複数の溝22iを含む。
FIG. 14 is a diagram showing a part of the
図15は、第10の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図15のトレッドパターン20は、トレッドパターン20の周方向に沿って一周している複数のブロック21j及び複数の溝22jを含み、周方向に交差する方向に沿った溝22をまったく又はほとんど含まない。
FIG. 15 is a diagram showing a part of the
図16は、第11の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図16のトレッドパターン20は、図2のトレッドパターン20から大幅に変形された複数のブロック21k及び複数の溝22kを含む。
FIG. 16 is a diagram showing a part of the
図17は、第12の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図18は、第13の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図19は、第14の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図17のトレッドパターン20は、ブロック21l、すなわち路面に接触する領域のみを含み、溝を含まない。図18のトレッドパターン20は、ブロック21mと、ブロック21mの内部にごく少数だけ形成された複数の小さな溝22mとを含む。図19のトレッドパターン20は、トレッドパターン20の周方向に沿って一周している2つのブロック21n及び1つの溝22nを含む。このように、図17〜図19のトレッドパターン20は、路面に接触しない領域をほとんど含まない。
FIG. 17 is a diagram showing a part of the
図20は、第15の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図21は、第16の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図22は、第17の変形例に係るトレッドパターン20の一部を示す図である。図20のトレッドパターン20は、溝22oのみを含み、ブロックを含まない。図21のトレッドパターン20は、少数だけ形成された複数の小さなブロック21pと、その他の大部分を占める溝22pとを含む。図22のトレッドパターン20は、トレッドパターン20の周方向に沿って一周している1つのブロック21qと、その他の大部分を占める溝22qとを含む。このように、図20〜図22のトレッドパターン20は、溝以外の領域をほとんど含まない。
FIG. 20 is a diagram showing a part of the
トレッドパターン20の変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受ける。また、トレッドパターン20の変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、複数の変形方法のうちの少なくとも1つについて、予め決められた範囲内で変形量を決定するように制約を受けてもよい。
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the
変形位置について、例えば、以下のような制約を課してもよい。 For example, the following restrictions may be imposed on the deformation position.
(1)トレッドパターン20の外周に隣接する部分パターンW1及びW5において、いかなる変形も適用しない。
(2)トレッドパターン20の外周に隣接する部分パターンW1及びW5において、部分パターンW2〜W4に対する部分パターンW1及びW5の位相を変更する変形のみを適用し、他の変形を適用しない。
(1) No modification is applied to the partial patterns W1 and W5 adjacent to the outer circumference of the
(2) In the partial patterns W1 and W5 adjacent to the outer periphery of the
歪み変形を適用すると、タイヤのグリップ性能に影響する可能性がある。従って、これらの制約により、トレッドパターン20の外周の近傍(すなわち、タイヤのショルダー部の近傍)において、タイヤのグリップ性能への影響を低減することができる。 Applying strain deformation can affect the grip performance of the tire. Therefore, due to these restrictions, it is possible to reduce the influence on the grip performance of the tire in the vicinity of the outer periphery of the tread pattern 20 (that is, in the vicinity of the shoulder portion of the tire).
変形方法について、例えば、以下のような制約を課してもよい。 For example, the following restrictions may be imposed on the transformation method.
(1)歪み変形を適用しない。例えば、各部分パターンW1〜W5の位相を変更する変形のみを適用する。
(2)トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比を変更する変形を適用しない。
(3)トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比を変更する変形を適用するが、ただし、新たな溝22を追加することなく、既存の溝22の幅を増減する。
(1) Strain deformation is not applied. For example, only the modification that changes the phase of each partial pattern W1 to W5 is applied.
(2) The modification that changes the ratio of the area of the
(3) A modification that changes the ratio of the area of the
タイヤが路面に接触する領域の面積が変化すると、ノイズ性能以外の他の性能も大きく変化する。従って、ブロック21の面積と溝22の面積との比を変更する変形を適用しないことにより、このような他の性能への影響を低減することができる。また、新たな溝22を追加することなく、既存の溝22の幅を増減することにより、トレッドパターン20の見た目(印象)の大幅な変化を生じにくくすることができる。
When the area of the area where the tire contacts the road surface changes, the performance other than the noise performance also changes significantly. Therefore, by not applying the deformation that changes the ratio between the area of the
また、図12及び図13に示すように、各部分パターンW1〜W5の位相を変更する変形を適用する場合、ユーザは、特に基準線23g及び23hを参照して、その形状を例えば以下のように判断することがある。図12の場合、ユーザは、その形状が滑らかであると判断する。一方、図13の場合、ユーザは、基準線23hが複数の大きな角度の屈曲を含むので、その形状が滑らかではないと判断する。従って、各部分パターンW1〜W5の位相を変更する変形を適用する場合、基準線の形状が滑らかになるように制約を課してもよい。
Further, as shown in FIGS. 12 and 13, when applying a modification for changing the phase of each partial pattern W1 to W5, the user particularly refers to the
変形量について、例えば、以下のような制約を課してもよい。 For example, the following restrictions may be imposed on the amount of deformation.
(1)歪み変形は、初期トレッドパターンに対して、例えば−60度≦θ≦+60度の範囲に制約されてもよい。トレッドパターン20の外周に隣接する部分パターンW1及びW5と、他の部分パターンW2〜W4とで、歪み変形は異なる範囲に制約されてもよい。
(2)トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比(面積比)を変更する範囲は、初期トレッドパターンに係る面積比に対して、例えば50%〜200%に制約されてもよい。ここで、100%は、変形後の面積比が初期トレッドパターンに係る面積比に等しいことを示す。50%は、ブロック21の面積が減少することにより、変形後の面積比が初期トレッドパターンに係る面積比の半分になっていることを示す。200%は、ブロック21の面積が増大することにより、変形後の面積比が初期トレッドパターンに係る面積比の2倍になっていることを示す。面積比を変更する範囲を制約することに代えて、等価的に、ブロック21の面積又は溝22の面積を変更する範囲を制約してもよい。
(3)各部分パターンW1〜W5の位相を変更する変形は、トレッドパターン20の周方向に関して、各部分パターンW1〜W5のブロック21又は溝22が配列された最小周期に対応する回転角の範囲に制約されてもよい。各部分パターンW1〜W5のうちの少なくとも1つが他の部分パターンの最小周期とは異なる最小周期を有する場合、各部分パターンW1〜W5の位相を変更する変形は、各最小周期のうちの最大値に対応する回転角の範囲に制約されてもよい。また、部分パターンW3のように、周方向に交差する方向に沿った溝を持たない部分パターンには周期が存在しないので、位相を変更する範囲を決定する際に考慮しない。
(1) The strain deformation may be restricted to the range of, for example, −60 degrees ≦ θ ≦ +60 degrees with respect to the initial tread pattern. The strain deformation may be restricted to a different range between the partial patterns W1 and W5 adjacent to the outer periphery of the
(2) In the region where the
(3) The deformation that changes the phase of each partial pattern W1 to W5 is a range of rotation angles corresponding to the minimum period in which the
図14は、歪み変形に制約を課さない場合の例を示す。図15は、溝22の面積に制約を課さず、トレッドパターン20の周方向に交差する方向に沿った溝22の面積がゼロ又はほとんどゼロになった場合の例を示す。図16もまた、溝22の面積に制約を課さず、トレッドパターン20の周方向に沿った溝22の面積がゼロになった場合の例を示す。図17〜図19は、ブロック21の面積と溝22の面積との比に制約を課さず、溝22の面積がゼロ又はほとんどゼロになった場合の例を示す。図20〜図22もまた、ブロック21の面積と溝22の面積との比に制約を課さず、ブロック21の面積がゼロ又はほとんどゼロになった場合の例を示す。変形位置、変形方法、及び変形量に適切な制約を課すことにより、図14〜図22のようなトレッドパターン20を生じにくくすることができる。
FIG. 14 shows an example in which no constraint is imposed on the strain deformation. FIG. 15 shows an example in which the area of the
トレッドパターン変形処理では、基本的に、トレッドパターン生成処理の以前の反復において計算された目的関数値に基づいて、最良の目的関数値を有するトレッドパターンをさらに変形するアルゴリズムを用いる。また、トレッドパターン変形処理では、上位10番目までの最良の目的関数値を有するトレッドパターンをランダムに選択して変形するアルゴリズムを用いてもよい。また、トレッドパターン変形処理では、局所解に陥らなくするために、たまに、低い目的関数値を有するトレッドパターンを選択して変形するアルゴリズムを用いてもよい。これらのアルゴリズム及び他のアルゴリズムを組み合わせてもよい。また、仮に効果が高いと推定される場合であっても、又は、トレッドパターンをランダムに選択する場合であっても、制約条件の範囲外のパラメータは選択されない。 The tread pattern transformation process basically uses an algorithm that further transforms the tread pattern having the best objective function value based on the objective function value calculated in the previous iteration of the tread pattern generation process. Further, in the tread pattern deformation processing, an algorithm that randomly selects and transforms a tread pattern having the best objective function value up to the top 10 may be used. Further, in the tread pattern transformation process, an algorithm that occasionally selects and transforms a tread pattern having a low objective function value may be used in order not to fall into a local solution. These algorithms and other algorithms may be combined. Further, even if the effect is estimated to be high, or even if the tread pattern is randomly selected, the parameters outside the range of the constraint condition are not selected.
トレッドパターン20の変形量は、例えば、最急勾配法、遺伝的アルゴリズム、ニューラルネットワークを用いたアルゴリズムなど、任意の適切なアルゴリズムを用いて探索されてもよい。
The amount of deformation of the
図6のトレッドパターン変形処理を実行した後、処理装置1は、図5のステップS3〜S8を繰り返す。ステップS8において終了条件が満たされたとき、目的関数値が少なくとも2つの周波数帯において所定の基準を満たすように、トレッドパターン20の変形位置、変形方法、及び変形量が決定され、この決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形されたトレッドパターン20が生成されている。
After executing the tread pattern deformation process of FIG. 6, the
図7は、初期トレッドパターンから図6のトレッドパターン変形処理で生成されたトレッドパターンの中間値として、第1及び第2のトレッドパターンを示す。図7の例では、1次周波数帯では、生成された第1及び第2のトレッドパターンは、ほぼ同じ変動レベルを有する。また、2次周波数帯では、第2のトレッドパターンが第1のトレッドパターンよりも小さな変動レベルを有する。また、4次周波数帯では、第1のトレッドパターンが第2のトレッドパターンよりも小さな変動レベルを有する。ノイズを低減しようとしている所望の周波数に応じて、最適なトレッドパターンを決定することができる。 FIG. 7 shows the first and second tread patterns as intermediate values of the tread patterns generated by the tread pattern deformation process of FIG. 6 from the initial tread pattern. In the example of FIG. 7, in the primary frequency band, the generated first and second tread patterns have about the same fluctuation level. Further, in the secondary frequency band, the second tread pattern has a smaller fluctuation level than the first tread pattern. Further, in the fourth frequency band, the first tread pattern has a smaller fluctuation level than the second tread pattern. The optimum tread pattern can be determined according to the desired frequency for which noise is being reduced.
図5のステップS8がYESのとき、ステップS10において、処理装置1は、生成されたトレッドパターンを記憶装置5に記憶する。
When step S8 of FIG. 5 is YES, in step S10, the
以上説明したように、第1の実施形態によれば、複数の周波数帯における変動レベルに基づいて目的関数値を計算することにより、ノイズを低減しようとしている所望の周波数に応じてトレッドパターンの形状を最適化し、従来技術よりも効果的にノイズを低減するトレッドパターンを生成することができる。また、複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を課すことにより、トレッドパターンの無駄な生成を生じにくくし、効率的にトレッドパターンを生成することが求められる。これにより、従来技術よりも効果的かつ効率的にトレッドパターンを生成することができる。 As described above, according to the first embodiment, the shape of the tread pattern according to the desired frequency for which noise is to be reduced by calculating the objective function value based on the fluctuation level in a plurality of frequency bands. It is possible to generate a tread pattern that reduces noise more effectively than the conventional technology. Further, by imposing a constraint not to apply at least one of the plurality of deformation methods at at least one of the plurality of deformation positions, unnecessary generation of the tread pattern is less likely to occur, and the tread is efficiently generated. It is required to generate a pattern. This makes it possible to generate a tread pattern more effectively and efficiently than in the prior art.
第1の実施形態によれば、トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成するので、特性値を時間領域又は空間領域で処理する場合よりも、ユーザが実際に感じるノイズに近い条件でトレッドパターンを検討することができる。 According to the first embodiment, frequency analysis is performed on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate the fluctuation level in the frequency domain, so that the characteristic value is processed in the time domain or the spatial domain as compared with the case where the characteristic value is processed in the time domain or the space domain. , The tread pattern can be examined under conditions close to the noise actually felt by the user.
第2の実施形態.
従来技術に係るトレッドパターンの生成では、所望の要件を満たすトレッドパターンを生成するために、まず、多数の候補トレッドパターンを生成し、ユーザの判断を伴う処理を実行することにより、多数の候補トレッドパターンのうちの1つを選択することがある。
Second embodiment.
In the generation of tread patterns according to the prior art, in order to generate a tread pattern that meets a desired requirement, a large number of candidate tread patterns are first generated, and a process involving a user's judgment is executed to generate a large number of candidate treads. You may choose one of the patterns.
ある候補トレッドパターンのノイズ性能は良くても、グリップ性能など、他の性能が初期トレッドパターンよりも低下する場合、その候補トレッドパターンは使用しないことが望ましい。例えば、図14と同様の形状を有する候補トレッドパターンでは、周方向に対する部分パターンW1及びW5の溝22iの角度が小さいので、例えば図2の形状を有する初期トレッドパターンに対して、タイヤの外周におけるグリップ性能が低下する。周方向に対する溝22の許容可能な角度には、すべての溝22のうちで小さな角度を有する溝22の比率、トレッドパターンにおける別の位置におけるグリップ性能、などが影響する。
If the noise performance of one candidate tread pattern is good, but other performance such as grip performance is lower than the initial tread pattern, it is desirable not to use that candidate tread pattern. For example, in the candidate tread pattern having the same shape as that of FIG. 14, since the angle of the groove 22i of the partial patterns W1 and W5 with respect to the circumferential direction is small, for example, with respect to the initial tread pattern having the shape of FIG. Grip performance is reduced. The permissible angle of the
初期トレッドパターンに対してある程度類似したトレッドパターンを生成する場合、初期トレッドパターンの形状から著しく異なる形状を有する候補トレッドパターンは使用しないことが望ましい。例えば図2の形状を有する初期トレッドパターンから、図16の形状を有する候補トレッドパターンが生成されることがある。また、例えば図2の形状を有する初期トレッドパターンから、図17〜図22の形状を有する候補トレッドパターンが生成されることがある。変形位置、変形方法、及び変形量に係る制約が少ないほど、初期トレッドパターンの形状から乖離した形状を有する候補トレッドパターンが生成される可能性がある。通常、初期トレッドパターンと類似したトレッドパターンを生成する場合には、変形位置、変形方法、及び変形量のパラメータに制約を課すが、それでも、著しく異なる形状を有する候補トレッドパターン面影が残っていないパターンが生成されることがある。 When generating a tread pattern that is somewhat similar to the initial tread pattern, it is desirable not to use a candidate tread pattern that has a significantly different shape from the shape of the initial tread pattern. For example, a candidate tread pattern having the shape shown in FIG. 16 may be generated from the initial tread pattern having the shape shown in FIG. Further, for example, a candidate tread pattern having the shapes of FIGS. 17 to 22 may be generated from the initial tread pattern having the shape of FIG. 2. The smaller the restrictions on the deformation position, the deformation method, and the amount of deformation, the more likely it is that a candidate tread pattern having a shape deviating from the shape of the initial tread pattern will be generated. Normally, when generating a tread pattern similar to the initial tread pattern, restrictions are imposed on the parameters of the deformation position, the deformation method, and the amount of deformation, but the candidate tread pattern having a significantly different shape is not left. May be generated.
使用しないほうが望ましい候補トレッドパターンを除外するためには、コンピュータに判断させるよりも、ユーザが目視して判断したほうが簡単かつ確実である場合がある。しかしながら、このようなトレッドパターンの生成では、ユーザは多数の候補トレッドパターンを確認して判断しなければならず、大きな手間がかかる。例えば、最良の目的関数値を有する順に候補トレッドパターンをユーザが確認して判断する場合、検討する候補トレッドパターンの個数が多いほど時間がかかる。従って、トレッドパターンの生成において、ユーザの判断を伴う処理を実行しながら、ユーザの手間を低減することが求められる。 In order to exclude candidate tread patterns that should not be used, it may be easier and more reliable for the user to make a visual decision than to let the computer make the decision. However, in the generation of such a tread pattern, the user has to confirm and judge a large number of candidate tread patterns, which takes a lot of time and effort. For example, when the user confirms and determines the candidate tread patterns in the order of having the best objective function value, the larger the number of candidate tread patterns to be examined, the longer it takes. Therefore, in the generation of the tread pattern, it is required to reduce the time and effort of the user while executing the process involving the judgment of the user.
次に、図23〜図25を参照して、第2の実施形態に係るトレッドパターン生成システムにより、従来技術よりもユーザの手間を低減して効率的にトレッドパターンを生成する方法について説明する。 Next, with reference to FIGS. 23 to 25, a method of efficiently generating a tread pattern by the tread pattern generation system according to the second embodiment will be described with less effort for the user than in the prior art.
第2の実施形態に係るトレッドパターン生成システムは、図1のトレッドパターン生成システムと同様に構成される。処理装置1は、図23を参照して説明するトレッドパターン生成処理を実行し、図24に示す候補トレッドパターンテーブルを生成して記憶装置5に記憶する。次いで、処理装置1は、図25を参照して説明するトレッドパターン選択処理を実行し、図24に示す候補トレッドパターンテーブルから1つのトレッドパターンを選択する。
The tread pattern generation system according to the second embodiment is configured in the same manner as the tread pattern generation system of FIG. The
図23は、第2の実施形態に係るトレッドパターン生成処理を示すフローチャートである。 FIG. 23 is a flowchart showing the tread pattern generation process according to the second embodiment.
図23のステップS21〜S27は、図5のステップS1〜S7と同様である。 Steps S21 to S27 in FIG. 23 are the same as steps S1 to S7 in FIG.
図23のステップS28において、処理装置1は、図23のトレッドパターン生成処理により生成されるトレッドパターン(第2の実施形態では、「候補トレッドパターン」という)を、記憶装置5の候補トレッドパターンテーブルに記憶する。ステップS28を最初に実行するときは、記憶装置4から読み出された初期トレッドパターンをそのまま候補トレッドパターンとして候補トレッドパターンテーブルに記憶する。
In step S28 of FIG. 23, the
ステップS29において、処理装置1は、終了条件を満たしているか否かを判断し、YESのときは処理を終了し、NOのときはステップS30に進む。終了条件は、目的関数値がしきい値に達したか否か、トレッドパターン生成処理を一定回数又は一定時間にわたって反復したか否か、又は、ステップS30のトレッドパターン変形処理において、ユーザが指定したすべての変形を実行したか否か、などを含む。
In step S29, the
ステップS30において、処理装置1は、トレッドパターン変形処理を実行する。ステップ30のトレッドパターン変形処理は、図6を参照して説明したトレッドパターン変形処理と同様である。ステップS30を繰り返すことにより、ステップS21で読み出された初期トレッドパターンは、複数の変形位置、複数の変形方法、及び複数の変形量でさまざまに変形され、複数の候補トレッドパターンが生成される。これらの候補トレッドパターンは、ステップS28において、候補トレッドパターンテーブルに記憶される。
In step S30, the
図24は、図23のトレッドパターン生成処理によって生成される候補トレッドパターンテーブルを示す図である。 FIG. 24 is a diagram showing a candidate tread pattern table generated by the tread pattern generation process of FIG. 23.
図24に示すように、処理装置1は、複数の候補トレッドパターンP1、P2、P3、…を、変形位置、変形方法、及び変形量に基づいて複数のグループに分類して候補トレッドパターンテーブルに記憶する。図24の例では、候補トレッドパターンは、部分パターンW1及びW5において、トレッドパターン20と前方エッジ領域31a及び/又は後方エッジ領域31bとが重なる領域における、ブロック21の面積と溝22の面積との比(面積比)が、第1の範囲a1〜a2にあるか、それとも第2の範囲a3〜a4にあるかに応じて分類される。また、候補トレッドパターンは、部分パターンW1及びW5において、さらに、歪み変形の角度θが、第1の範囲b1〜b2にあるか、それとも第2の範囲b3〜b4にあるかに応じて分類される。また、候補トレッドパターンは、部分パターンW2〜W4において、面積比が第1の範囲c1〜c2にあるか、それとも第2の範囲c3〜c4にあるかに応じて分類される。また、候補トレッドパターンは、部分パターンW2〜W4において、さらに、歪み変形の角度θが、第1の範囲d1〜d2にあるか、それとも第2の範囲d3〜d4にあるかに応じて分類される。これにより、複数の候補トレッドパターンは、16個のグループに分類される。
As shown in FIG. 24, the
処理装置1は、複数の候補トレッドパターンP1、P2、P3、…を、その目的関数値e1、e2、e3、…とともに候補トレッドパターンテーブルに記憶する。図24の例では、各グループの候補トレッドパターンの欄において、左端の候補トレッドパターンが最良の目的関数値を有し、右に進むにつれて候補トレッドパターンの目的関数値が低下すると仮定する。
The
処理装置1は、図25を参照して後述するように、ユーザ入力に応じて、各グループの「使用可能」又は「使用不可」を示す使用可能フラグ(「第1のフラグ」ともいう)を設定する。ここで、グループの「使用可能」とは、そのグループの候補トレッドパターンを、ユーザによる検討のために、表示装置3に表示してもよいことを意味する。一方、グループの「使用不可」とは、そのグループの候補トレッドパターンを、表示装置3に表示しないことを意味する。各グループの使用可能フラグは、「1」のとき、当該グループが「使用可能」であることを示し、「0」のとき、当該グループが「使用不可」であることを示す。各グループの使用可能フラグは、初期状態では「1」であり、図25を参照して後述するように、使用不可であることを示すユーザ入力を受けたときに「0」に設定される。
As will be described later with reference to FIG. 25, the
処理装置1は、図25を参照して後述するように、ユーザ入力に応じて、各候補トレッドパターンの「使用可能」又は「使用不可」を示す使用可能フラグf1、f2、f3、…(「第2のフラグ」ともいう)を設定する。ここで、候補トレッドパターンの「使用可能」とは、その候補トレッドパターンを、ユーザによる検討のために、表示装置3に表示してもよいことを意味する。一方、グループの「使用不可」とは、その候補トレッドパターンを、表示装置3に表示しないことを意味する。各候補トレッドパターンの使用可能フラグf1、f2、f3、…は、「1」のとき、当該候補トレッドパターンが「使用可能」であることを示し、「0」のとき、当該候補トレッドパターンが「使用不可」であることを示す。各候補トレッドパターンの使用可能フラグf1、f2、f3、…は、初期状態では「1」であり、図25を参照して後述するように、使用不可であることを示すユーザ入力を受けたときに「0」に設定される。
As will be described later with reference to FIG. 25, the
候補トレッドパターンテーブルは、各部分パターンW1〜W5において、面積比が、2つの範囲に代えて、他の個数の範囲、例えば3つの範囲(例えば、40%〜80%、80%〜120%、及び120%〜160%)のいずれにあるかに応じて分類されてもよい。候補トレッドパターンテーブルは、各部分パターンW1〜W5において、歪みが、2つの範囲に代えて、他の個数の範囲、例えば3つの範囲(例えば、−60度〜−20度、−20度〜+20度、及び+20度〜+60度)のいずれにあるかに応じて分類されてもよい。候補トレッドパターンテーブルは、追加又は代替として、各部分パターンW1〜W5の位相を変更する範囲に応じて分類されてもよい。候補トレッドパターンテーブルは、代替として、変形位置が、異なる組み合わせの部分パターンW1〜W5のいずれにあるかに応じて分類されてもよく、個別の部分パターンW1〜W5のいずれにあるかに応じて分類されてもよい。 In each partial pattern W1 to W5, the candidate tread pattern table has an area ratio of another number range, for example, three ranges (for example, 40% to 80%, 80% to 120%,) instead of the two ranges. And 120% to 160%). In the candidate tread pattern table, in each partial pattern W1 to W5, the distortion is replaced by two ranges and other ranges, for example, three ranges (for example, -60 degrees to -20 degrees and -20 degrees to +20). It may be classified according to which of the degrees and +20 degrees to +60 degrees). The candidate tread pattern table may be additionally or as an alternative classified according to the range in which the phase of each partial pattern W1 to W5 is changed. The candidate tread pattern table may, as an alternative, be classified according to which of the different combinations of partial patterns W1 to W5 the deformation position is, depending on which of the individual partial patterns W1 to W5 the candidate tread pattern table is. It may be classified.
候補トレッドパターンテーブルは、記憶装置5に代えて、RAM12に記憶されてもよい。
The candidate tread pattern table may be stored in the
図25は、第2の実施形態に係るトレッドパターン選択処理を示すフローチャートである。 FIG. 25 is a flowchart showing a tread pattern selection process according to the second embodiment.
あるグループに含まれる1つの候補トレッドパターンが、ノイズ性能以外の他の性能を理由として、使用しないほうが望ましい場合、同じグループに含まれる他の候補トレッドパターンもまた同様の形状を有するので、同様に使用しないほうが望ましいと考えられる。従って、あるグループが1つでも「使用不可」の候補トレッドパターンを含む場合、このグループ自体が「使用不可」であると判断することにより、ユーザの手間を低減することができる。 Similarly, if one candidate tread pattern in a group should not be used for reasons other than noise performance, the other candidate tread patterns in the same group will also have a similar shape. It is considered desirable not to use it. Therefore, when even one group includes a candidate tread pattern of "unusable", it is possible to reduce the time and effort of the user by determining that this group itself is "unusable".
図25のステップS31において、処理装置1は、「使用可能」な全グループのうち、最良の目的関数値を有する候補トレッドパターンを含むグループから順に選択し、選択されたグループに含まれる最良の目的関数値を有する候補トレッドパターンを、記憶装置5から読み出して表示装置3に表示する。
In step S31 of FIG. 25, the
ユーザは、表示した候補トレッドパターンに関して、「使用可能」、「使用不可」、及び「少し変更すれば使用可能」のいずれであるかを判断し、判断結果を入力装置2を介して入力する。ここで、「少し変更すれば使用可能」とは、表示した候補トレッドパターンを少し変更した候補トレッドパターン、すなわち、表示した候補トレッドパターンと同じグループに含まれる他の候補トレッドパターンが「使用可能」であると推定されることを示す。
The user determines whether the displayed candidate tread pattern is "usable", "unusable", or "usable with a slight change", and inputs the determination result via the
ステップS32において、処理装置1は、表示した候補トレッドパターンに関して、「使用可能」、「使用不可」、及び「少し変更すれば使用可能」のうち、どのユーザ入力を受けたかを判断する。「使用可能」のときステップS38に進み、「使用不可」のときステップS37に進み、「少し変更すれば使用可能」のときステップS33に進む。
In step S32, the
ステップS33において、処理装置1は、表示した候補トレッドパターンに「使用不可」のフラグを設定する。ステップS34において、処理装置1は、表示した候補トレッドパターンが属するグループの使用可能な候補トレッドパターンのうちで、最良の目的関数値を有する候補トレッドパターンを表示装置3に表示する。
In step S33, the
ユーザは、表示した候補トレッドパターンに関して、「使用可能」及び「使用不可」のいずれであるかを判断し、判断結果を入力装置2を介して入力する。
The user determines whether the displayed candidate tread pattern is "usable" or "unusable", and inputs the determination result via the
ステップS35において、処理装置1は、表示した候補トレッドパターンに関して、「使用可能」及び「使用不可」のうち、どのユーザ入力を受けたかを判断する。「使用可能」のときステップS38に進み、「使用不可」のときステップS36に進む。
In step S35, the
ステップS36において、処理装置1は、グループの全候補トレッドパターンを表示したか否かを判断し、YESのときはステップS37に進み、NOのときはステップS33に戻る。
In step S36, the
ステップS37において、処理装置1は、表示した候補トレッドパターンを含むグループに「使用不可」のフラグを設定する。
In step S37, the
ステップS38において、処理装置1は、表示装置3に表示して「使用可能」であると判断された候補トレッドパターンを、タイヤのトレッドパターンとして選択し、選択されたトレッドパターンを記憶装置5に記憶する。処理装置1は、選択されたトレッドパターンを、候補トレッドパターンテーブルとは別個に記憶してもよい。それに代わって、処理装置1は、ある候補トレッドパターンがステップS38で選択されたことを示すフラグを候補トレッドパターンテーブルに追加してもよい。
In step S38, the
図25のトレッドパターン選択処理によれば、処理装置1は、最良の目的関数値を有する候補トレッドパターンを含むグループから順に選択し、選択されたグループに含まれる複数の候補トレッドパターンを、最良の目的関数値を有する候補トレッドパターンから順に、記憶装置5から読み出して表示装置3に表示する。
According to the tread pattern selection process of FIG. 25, the
処理装置1は、ユーザの指示を受け付けるステップS32又はS35において、トレッドパターンの選択を示すユーザ入力(「第1の指示」ともいう)を受け付けたときに、表示装置3に表示した候補トレッドパターンをタイヤのトレッドパターンとして選択する。
When the
処理装置1は、ユーザの指示を受け付けるステップS32において、グループの変更を示すユーザ入力(「第2の指示」ともいう)を受け付けたときに、表示装置3に表示した候補トレッドパターンを含むグループを「使用不可」に設定する。処理装置1は、複数のグループのうちで、「使用不可」に設定されていない1つのグループに含まれる1つの候補トレッドパターンを、記憶装置5から読み出して表示装置3に表示する。
The
処理装置1は、ユーザの指示を受け付けるステップS32において、グループの不変更を示すユーザ入力(「第3の指示」ともいう)を受け付けたときに、表示装置3に表示した候補トレッドパターンと同じグループに含まれる他の候補トレッドパターンを、記憶装置5から読み出して表示装置3に表示する。
The
処理装置1は、ユーザの指示を受け付けるステップS35において、候補トレッドパターンの変更を示すユーザ入力(「第4の指示」ともいう)を受け付けたときに、表示装置3に表示した候補トレッドパターンを「使用不可」に設定する。処理装置1は、「使用不可」であると設定されていない1つのグループに含まれる複数の候補トレッドパターンのうちで、「使用不可」であると設定されていない1つの候補トレッドパターンを、記憶装置5から読み出して表示装置3に表示する。処理装置1は、複数のグループのうちの1つに含まれるすべての候補トレッドパターンが「使用不可」であると設定されたとき、当該1つのグループを「使用不可」に設定する。
When the
以上説明したように、第2の実施形態によれば、複数の候補トレッドパターンをグループに分類することにより、また、最良の目的関数値を有する候補トレッドパターンから順に表示することにより、ユーザの手間を低減して効率的にトレッドパターンを生成することができる。第2の実施形態によれば、図14〜図22に示すような使用しないほうが望ましい候補トレッドパターンを、ユーザの判断により除外しながら、ユーザの手間を低減することができる。第2の実施形態によれば、例えば、候補トレッドパターンをグループに分類せず、最良の目的関数値を有する順にすべての候補トレッドパターンをユーザが確認して判断する場合よりも、ユーザの手間を低減することができる。 As described above, according to the second embodiment, the user has trouble by classifying a plurality of candidate tread patterns into groups and displaying the candidate tread patterns having the best objective function values in order. Can be reduced to efficiently generate a tread pattern. According to the second embodiment, it is possible to reduce the time and effort of the user while excluding the candidate tread patterns that should not be used as shown in FIGS. 14 to 22 at the discretion of the user. According to the second embodiment, for example, it takes more time and effort for the user than when the candidate tread patterns are not classified into groups and the user confirms and judges all the candidate tread patterns in the order of having the best objective function value. Can be reduced.
以上に説明したトレッドパターン生成方法及びプログラムは、トレッドパターンを有する任意のタイヤ、例えば、空気入りタイヤ、非空気式タイヤ、及び樹脂タイヤに適用可能である。 The tread pattern generation method and program described above can be applied to any tire having a tread pattern, for example, a pneumatic tire, a non-pneumatic tire, and a resin tire.
1…処理装置、
2…入力装置、
3…表示装置、
4,5…記憶装置、
10…バス、
11…中央処理装置(CPU)、
12…ランダムアクセスメモリ(RAM)、
13…ハードディスクドライブ(HDD)、
20…トレッドパターン、
21,21a〜21q…ブロック、
22,22a〜22q…溝、
23g,23h…基準線、
31…接地領域、
31a…前方エッジ領域、
31b…後方エッジ領域、
W1〜W5…部分パターン。
1 ... Processing device,
2 ... Input device,
3 ... Display device,
4, 5 ... Storage device,
10 ... Bus,
11 ... Central processing unit (CPU),
12 ... Random access memory (RAM),
13 ... Hard disk drive (HDD),
20 ... tread pattern,
21,21a-21q ... Block,
22, 22a-22q ... Groove,
23g, 23h ... Reference line,
31 ... Grounding area,
31a ... front edge area,
31b ... Rear edge region,
W1 to W5 ... Partial pattern.
Claims (13)
トレッドパターンの初期値と、前記タイヤが路面に接触する領域を示す接地領域とを、記憶装置から読み出すステップと、
前記接地領域を前記トレッドパターンの周方向に走査し、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における前記トレッドパターンの形状を示す特性値の変動量を計算するステップと、
前記トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成するステップと、
少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて、前記トレッドパターンによって発生するノイズに関連付けられた所定の目的関数値を計算するステップと、
前記目的関数値が所定の基準を満たすように、前記トレッドパターンを変形して新たなトレッドパターンを生成するための前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップと、
前記決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形された前記新たなトレッドパターンを生成するステップとを含み、
前記トレッドパターンは、複数の変形位置及び複数の変形方法を有し、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受け、
前記トレッドパターンの特性値の変動量は、前記トレッドパターンの周方向のある位置における特性値と、前記トレッドパターンを周方向に走査するときの特性値の平均値との差又は比を表す、
トレッドパターン生成方法。 It is a tread pattern generation method that generates a tire tread pattern by a computer.
A step of reading out the initial value of the tread pattern and the ground contact area indicating the area where the tire contacts the road surface from the storage device.
A step of scanning the ground contact area in the circumferential direction of the tread pattern and calculating a fluctuation amount of a characteristic value indicating the shape of the tread pattern in a region where the tread pattern and a predetermined portion of the ground contact area overlap.
A step of performing frequency analysis on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate a fluctuation level in the frequency domain, and
A step of calculating a predetermined objective function value associated with the noise generated by the tread pattern based on the fluctuation level in at least two frequency bands.
Wherein as the objective function value satisfies a predetermined criterion, determining a position of deformation, deformation method, and the amount of deformation of the tread pattern for generating a new tread pattern by deforming the tread pattern,
Including the step of generating the new tread pattern deformed by the determined deformation position, the deformation method, and the amount of deformation.
The tread pattern has a plurality of deformation positions and a plurality of deformation methods.
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern restricts the application of at least one of the plurality of deformation methods to at least one of the plurality of deformation positions. receiving,
The fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern represents the difference or ratio between the characteristic value at a certain position in the circumferential direction of the tread pattern and the average value of the characteristic values when the tread pattern is scanned in the circumferential direction.
Tread pattern generation method.
請求項1記載のトレッドパターン生成方法。 The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern is a predetermined range for at least one of the plurality of deformation methods in at least one of the plurality of deformation positions. Including determining the amount of deformation within
The tread pattern generation method according to claim 1.
請求項1又は2記載のトレッドパターン生成方法。 The plurality of deformation positions include a plurality of partial patterns of the tread pattern divided by at least one straight line along the circumferential direction of the tread pattern.
The tread pattern generation method according to claim 1 or 2.
前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における、前記タイヤが前記路面に接触する領域の面積と、前記タイヤが前記路面に接触しない領域の面積との比を変更することと、
前記各部分パターンにおいて、前記トレッドパターンの周方向に関して、前記タイヤが前記路面に接触する領域の長さと、前記タイヤが前記路面に接触しない領域の長さとを変更することと、
前記トレッドパターンの面内における2次元の直交軸を斜交軸に変換するように、前記タイヤが前記路面に接触する領域の形状を歪ませることと、
前記複数の部分パターンを前記トレッドパターンの周方向に沿って相対的に移動させることとのうちの少なくとも1つを含む、
請求項3記載のトレッドパターン生成方法。 The plurality of deformation methods are
Changing the ratio of the area of the region where the tire contacts the road surface and the area of the region where the tire does not contact the road surface in the region where the tread pattern and the predetermined portion of the ground contact region overlap. When,
In each of the partial patterns, the length of the region where the tire contacts the road surface and the length of the region where the tire does not contact the road surface are changed with respect to the circumferential direction of the tread pattern.
Distorting the shape of the region where the tire contacts the road surface so as to convert the two-dimensional orthogonal axis in the plane of the tread pattern into an oblique axis.
Includes at least one of moving the plurality of partial patterns relative to the circumferential direction of the tread pattern.
The tread pattern generation method according to claim 3.
前記変動レベルの周波数範囲の全体にわたる第1の周波数帯における前記変動レベルと、前記第1の周波数帯の一部である1つ又は複数の第2の周波数帯における前記変動レベルとに基づいて、又は、
前記複数の第2の周波数帯における前記変動レベルに基づいて
計算される、
請求項1〜4のうちの1つに記載のトレッドパターン生成方法。 The objective function value is
Said fluctuation level at the first frequency band throughout the frequency range of the fluctuation level, the first based on one or more second of the fluctuation level of definitive frequency band and a part of the frequency band Or,
Calculated based on the fluctuation levels in the plurality of second frequency bands.
The tread pattern generation method according to any one of claims 1 to 4.
前記トレッドパターンの周方向に関する前記トレッドパターンの周期に対応する基準周波数を含む周波数帯と、
前記基準周波数の整数分の1の周波数を含む少なくとも1つの周波数帯とを含む、
請求項5記載のトレッドパターン生成方法。 The plurality of second frequency bands are
A frequency band including a reference frequency corresponding to the period of the tread pattern with respect to the circumferential direction of the tread pattern.
Including at least one frequency band including a frequency that is an integral fraction of the reference frequency.
The tread pattern generation method according to claim 5.
前記トレッドパターンの周方向に関する前記トレッドパターンの周期に対応する基準周波数を含む周波数帯と、
前記基準周波数の整数倍の周波数を含む少なくとも1つの周波数帯とを含む、
請求項5記載のトレッドパターン生成方法。 The plurality of second frequency bands are
A frequency band including a reference frequency corresponding to the period of the tread pattern with respect to the circumferential direction of the tread pattern.
Including at least one frequency band including a frequency that is an integral multiple of the reference frequency.
The tread pattern generation method according to claim 5.
請求項1〜7のうちの1つに記載のトレッドパターン生成方法。 The objective function value is calculated based on the total energy of the fluctuation levels in each of the frequency bands.
The tread pattern generation method according to any one of claims 1 to 7.
請求項1〜7のうちの1つに記載のトレッドパターン生成方法。 The objective function value is calculated based on each peak value of the fluctuation level in each frequency band.
The tread pattern generation method according to any one of claims 1 to 7.
前記タイヤが前記路面に接触する領域の面積と、
前記タイヤが前記路面に接触しない領域の面積と、
前記タイヤの溝及び前記路面によって包囲される空間の体積とのうちの少なくとも1つを含む、
請求項1〜9のうちの1つに記載のトレッドパターン生成方法。 The characteristic value of the tread pattern is a region in which the tread pattern and a predetermined portion of the ground contact region overlap.
The area of the area where the tire contacts the road surface and
The area of the area where the tire does not contact the road surface and
Includes at least one of the tire grooves and the volume of space surrounded by the road surface.
The tread pattern generation method according to any one of claims 1 to 9.
請求項10記載のトレッドパターン生成方法。 The predetermined portion of the ground contact region is at least a region of the front edge and its vicinity and a region of the rear edge and its vicinity with respect to the traveling direction of the tire in the region where the tire contacts the road surface. Including one,
The tread pattern generation method according to claim 10.
前記記憶装置は、トレッドパターンの初期値と、前記タイヤが路面に接触する領域を示す接地領域とを記憶し、
前記処理装置は、
トレッドパターンの初期値及び前記接地領域を、前記記憶装置から読み出し、
前記接地領域を前記トレッドパターンの周方向に走査し、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における前記トレッドパターンの形状を示す特性値の変動量を計算し、
前記トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成し、
少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて、前記トレッドパターンによって発生するノイズに関連付けられた所定の目的関数値を計算し、
前記目的関数値が所定の基準を満たすように、前記トレッドパターンを変形して新たなトレッドパターンを生成するための前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定し、
前記決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形された前記新たなトレッドパターンを生成し、
前記トレッドパターンは、複数の変形位置及び複数の変形方法を有し、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受け、
前記トレッドパターンの特性値の変動量は、前記トレッドパターンの周方向のある位置における特性値と、前記トレッドパターンを周方向に走査するときの特性値の平均値との差又は比を表す、
トレッドパターン生成装置。 A tread pattern generator that includes a storage device and a processing device and generates a tire tread pattern.
The storage device stores the initial value of the tread pattern and the ground contact area indicating the area where the tire contacts the road surface.
The processing device is
The initial value of the tread pattern and the grounded area are read from the storage device,
The ground contact area is scanned in the circumferential direction of the tread pattern, and the fluctuation amount of the characteristic value indicating the shape of the tread pattern in the region where the tread pattern and the predetermined portion of the ground contact area overlap is calculated.
A frequency analysis is performed on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate a fluctuation level in the frequency domain.
Based on the fluctuation level in at least two frequency bands, a predetermined objective function value associated with the noise generated by the tread pattern is calculated.
Wherein as the objective function value satisfies a predetermined criterion, determining the deformed position, deformation method, and the amount of deformation of the tread pattern for generating a new tread pattern by deforming the tread pattern,
The new tread pattern deformed by the determined deformation position, deformation method, and deformation amount is generated.
The tread pattern has a plurality of deformation positions and a plurality of deformation methods.
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern restricts the application of at least one of the plurality of deformation methods to at least one of the plurality of deformation positions. receiving,
The fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern represents the difference or ratio between the characteristic value at a certain position in the circumferential direction of the tread pattern and the average value of the characteristic values when the tread pattern is scanned in the circumferential direction.
Tread pattern generator.
トレッドパターンの初期値と、前記タイヤが路面に接触する領域を示す接地領域とを、記憶装置から読み出すステップと、
前記接地領域を前記トレッドパターンの周方向に走査し、前記トレッドパターンと前記接地領域の予め決められた部分とが重なる領域における前記トレッドパターンの形状を示す特性値の変動量を計算するステップと、
前記トレッドパターンの特性値の変動量に対して周波数分析を実行して周波数領域の変動レベルを生成するステップと、
少なくとも2つの周波数帯における前記変動レベルに基づいて、前記トレッドパターンによって発生するノイズに関連付けられた所定の目的関数値を計算するステップと、
前記目的関数値が所定の基準を満たすように、前記トレッドパターンを変形して新たなトレッドパターンを生成するための前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップと、
前記決定された変形位置、変形方法、及び変形量で変形された前記新たなトレッドパターンを生成するステップとを含み、
前記トレッドパターンは、複数の変形位置及び複数の変形方法を有し、
前記トレッドパターンの変形位置、変形方法、及び変形量を決定するステップは、前記複数の変形位置のうちの少なくとも1つにおいて、前記複数の変形方法のうちの少なくとも1つを適用しないように制約を受け、
前記トレッドパターンの特性値の変動量は、前記トレッドパターンの周方向のある位置における特性値と、前記トレッドパターンを周方向に走査するときの特性値の平均値との差又は比を表す、
プログラム。 A program that generates a tire tread pattern by being executed by a computer.
A step of reading out the initial value of the tread pattern and the ground contact area indicating the area where the tire contacts the road surface from the storage device.
A step of scanning the ground contact area in the circumferential direction of the tread pattern and calculating a fluctuation amount of a characteristic value indicating the shape of the tread pattern in a region where the tread pattern and a predetermined portion of the ground contact area overlap.
A step of performing frequency analysis on the fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern to generate a fluctuation level in the frequency domain, and
A step of calculating a predetermined objective function value associated with the noise generated by the tread pattern based on the fluctuation level in at least two frequency bands.
Wherein as the objective function value satisfies a predetermined criterion, determining a position of deformation, deformation method, and the amount of deformation of the tread pattern for generating a new tread pattern by deforming the tread pattern,
Including the step of generating the new tread pattern deformed by the determined deformation position, the deformation method, and the amount of deformation.
The tread pattern has a plurality of deformation positions and a plurality of deformation methods.
The step of determining the deformation position, the deformation method, and the deformation amount of the tread pattern restricts the application of at least one of the plurality of deformation methods to at least one of the plurality of deformation positions. receiving,
The fluctuation amount of the characteristic value of the tread pattern represents the difference or ratio between the characteristic value at a certain position in the circumferential direction of the tread pattern and the average value of the characteristic values when the tread pattern is scanned in the circumferential direction.
program.
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