JP7070076B2 - タイヤの使用条件頻度分布取得方法及び装置 - Google Patents

タイヤの使用条件頻度分布取得方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、タイヤの使用条件頻度分布を取得するための方法及び装置に関する。
下記特許文献1は、タイヤの使用条件を評価するために、タイヤが装着された車両の加速度を取得して、加速度頻度分布を求めている。走行中の車両には、空気抵抗が作用している。このため、下記特許文献1は、車両の加速度に対して、空気抵抗を考慮した修正を行っている。
特許第5504912号公報
上記特許文献1では、タイヤの使用条件を取得することができたものの、更なる改善の余地があった。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤの使用条件頻度分布を簡単に取得するための方法を提供することを主たる目的としている。
本発明は、車両に装着されたタイヤの使用条件と、その頻度との関係を示すタイヤの使用条件頻度分布を取得するための方法であって、前記車両の走行履歴を用いて、前記車両の加速度と、その頻度との関係を示す車両の加速度頻度分布を取得する工程と、前記車両の前記加速度、前記車両の質量、及び、前記タイヤの使用条件に影響する影響因子に基づいて、前記タイヤの使用条件頻度分布を取得する工程とを含むことを特徴とする。
本発明に係る前記タイヤの使用条件頻度分布取得方法において、前記影響因子は、前記車両の空気抵抗を含んでもよい。
本発明に係る前記タイヤの使用条件頻度分布取得方法において、走行速度が変化する前記車両の平均の走行速度に基づいて、前記車両の空気抵抗を取得する工程を含んでもよい。
本発明に係る前記タイヤの使用条件頻度分布取得方法において、前記平均の走行速度Vは、下記式(1)で計算される加重平均速度であってもよい。
Figure 0007070076000001
ここで、
:i回目のサンプリング時の車両の走行速度
N:車両の走行速度のサンプリング回数
本発明に係る前記タイヤの使用条件頻度分布取得方法において、前記影響因子は、前記車両にトー角をつけて装着された前記タイヤの横力を含んでもよい。
本発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の前記タイヤの使用条件頻度分布を用いて、前記タイヤのトレッド部の摩耗量を予測するための方法であって、前記トレッド部の予め定められた評価対象位置において、摩耗エネルギーを計算する工程と、前記摩耗エネルギーを、前記タイヤの使用条件及び前記頻度で重み付けをして、前記評価対象位置の摩耗量を計算する工程とを含むことを特徴とする。
本発明は、車両に装着されたタイヤの使用条件と、その頻度との関係を示すタイヤの使用条件頻度分布を取得する演算処理装置を有するタイヤ使用条件頻度分布取得装置であって、前記演算処理装置は、前記車両の走行履歴を用いて、前記車両の加速度と、その頻度との関係を示す車両の加速度頻度分布を取得する車両加速度頻度分布取得部と、前記車両の加速度、前記車両の質量、及び、前記タイヤの使用条件に影響する影響因子に基づいて、前記タイヤの使用条件頻度分布を取得するタイヤ使用条件頻度分布取得部とを含むことを特徴とする。
本願発明のタイヤの使用条件頻度分布取得方法は、車両の前記加速度、車両の質量、及び、前記タイヤの使用条件に影響する影響因子に基づいて、前記タイヤの使用条件頻度分布を取得する工程を含んでいる。これにより、本願発明は、車両の加速度頻度分布の前記加速度と、車両の質量とに基づいて、タイヤに作用する使用条件を取得でき、さらにその使用条件を、前記影響因子で修正することができる。したがって、本願発明は、タイヤの使用条件を高い精度で取得することができる。
タイヤの使用条件頻度分布取得方法、及び、タイヤの摩耗量予測方法が実行されるコンピュータの一例を示すブロック図である。 車両に作用する加速度及び影響因子を説明する概念図である。 タイヤの使用条件頻度分布取得方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 車両の加速度頻度分布の一例を示すグラフである。 タイヤの使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。 車両の前輪部分を示す平面図である。 タイヤの使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。 タイヤの使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。 タイヤの摩耗量予測方法で摩耗量が予測されるタイヤの一例を示す断面図である。 タイヤの摩耗量予測方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 摩耗エネルギー計算工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 タイヤモデルの一例を示す断面図である。 タイヤモデル及び路面モデルの一例を示す斜視図である。 摩耗量計算工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 修正後の使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。 実施例のタイヤの使用条件頻度分布を示すグラフである。 実験例、及び、実施例1のタイヤのトレッド部の摩耗量を示すグラフである。 実験例、実施例2、及び、比較例1のタイヤのトレッド部の摩耗エネルギーを示すグラフである。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、タイヤの使用条件頻度分布取得方法(以下、単に「取得方法」ということがある。)、及び、タイヤの摩耗量予測方法(以下、単に「予測方法」ということがある。)が実行されるコンピュータ1の一例を示すブロック図である。
本実施形態のコンピュータ1は、入力デバイスとしての入力部2、出力デバイスとしての出力部3、及び、タイヤの物理量等を計算する演算処理装置4を有し、タイヤの使用条件頻度分布取得装置(以下、単に「取得装置」ということがある。)1A、及び、タイヤの摩耗量予測装置(以下、単に「予測装置」ということがある。)1Bとして構成されている。
入力部2は、例えば、キーボード又はマウス等が用いられる。出力部3は、例えば、ディスプレイ装置又はプリンタ等が用いられる。演算処理装置4は、各種の演算を行う演算部(CPU)4A、データやプログラム等が記憶される記憶部4B、及び、作業用メモリ4Cを含んで構成されている。
記憶部4Bは、例えば、磁気ディスク、光ディスク又はSSD等からなる不揮発性の情報記憶装置である。記憶部4Bには、データ部5及びプログラム部6が設けられている。
データ部5は、車両の走行履歴が記憶される走行履歴入力部5aと、車両の加速度頻度分布を記憶するための車両加速度頻度分布入力部5bと、タイヤの使用条件に影響する影響因子が記憶される影響因子入力部5cと、タイヤの使用条件頻度分布を記憶するためのタイヤ使用条件頻度分布入力部5dとを含んで構成されている。
さらに、データ部5は、評価対象のタイヤや路面に関する情報(例えば、CADデータ等)が記憶される初期データ入力部5eと、タイヤモデル及び路面モデルが入力されるモデル入力部5fと、シミュレーションの境界条件が入力される境界条件入力部5gと、演算部4Aが計算した物理量が入力される物理量入力部5hとが含まれている。
プログラム部6は、演算部4Aによって実行されるプログラムである。プログラム部6には、車両の加速度頻度分布を取得する車両加速度頻度分布取得部6aと、影響因子を取得する影響因子取得部6bと、タイヤの使用条件頻度分布を取得するタイヤ使用条件頻度分布取得部6cとを含んで構成されている。さらに、プログラム部6は、タイヤモデルの摩耗エネルギーを計算する摩耗エネルギー計算部6dと、タイヤの摩耗量を計算する摩耗量計算部6eとを含んで構成されている。なお、これらのデータ部5及びプログラム部6の構成は、取得装置1A、及び、予測装置1Bに応じて適宜選択することができる。
次に、本実施形態の取得方法について説明する。本実施形態の取得方法では、走行速度が変化する車両に装着されたタイヤの使用条件と、その頻度との関係を示すタイヤの使用条件頻度分布が取得される。タイヤの使用条件頻度分布は、後述の予測方法において、タイヤのトレッド部の摩耗量の予測に用いられる。図2は、車両に作用する加速度及び影響因子を説明する概念図である。
本明細書において、タイヤの使用条件とは、駆動時及び制動時(前後方向)、及び、左旋回時及び右旋回時(左右方向)に、タイヤに作用する力を意味している。このようなタイヤの使用条件は、例えば、タイヤが装着される車両の加速度Cと、車両の質量とに基づいて求めることができる。
ところで、走行中の車両11には、タイヤの使用条件に影響する影響因子Uが作用している。影響因子Uの一例としては、空気抵抗Wや転がり抵抗Rが含まれる。しかしながら、加速度センサー等で測定された車両の加速度Cは、影響因子Uが考慮されていない。従って、車両の加速度Cと、実際のタイヤに作用する力(使用条件A)とは、乖離している。
本実施形態の取得方法では、車両の加速度Cと、車両の質量と、影響因子Uに基づいて、タイヤの使用条件頻度分布を取得している。図3は、タイヤの使用条件頻度分布取得方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の取得方法では、先ず、車両の加速度頻度分布が取得される(工程S1)。車両の加速度頻度分布は、車両の加速度と、その頻度との関係を示すものである。車両の加速度Cは、従来と同様に、予め提供された車両11(図2に示す)の走行履歴を用いて取得される。本実施形態の車両11としては、例えば乗用車である場合が例示されるが、特に限定されるわけではなく、例えば、トラック又はバス等であってもよい。車両11には、例えば、図示しない速度計及び加速度センサーが取り付けられている。
車両11の走行履歴は、例えば、高速道路、山岳路、及び、一般道を含む経路に、車両11を走行させることによって取得される。走行履歴は、本実施形態の取得方法が実施される前に、走行履歴入力部5a(図1に示す)に入力されている。
本実施形態の車両の走行履歴は、車両11に取り付けられた加速度計(図示省略)によって測定された車両の加速度Cと、車両11に取り付けられた速度計(図示省略)によって測定された車両の走行速度vとを含んでいる。車両の加速度Cは、車両の前後方向(駆動及び制動)の加速度C1と、車両の左右方向(右旋回及び左旋回)の加速度C2とを含んでいる。なお、車両の加速度Cには、車両の上下方向の加速度が含まれても良い。車両の加速度C、及び、車両の走行速度vは、予め定められた間隔(例えば、5~15m)でサンプリングされている。
工程S1では、先ず、図1に示した走行履歴入力部5aに予め入力されている走行履歴、及び、プログラム部6の車両加速度頻度分布取得部6aが、作業用メモリ4Cに入力される。そして、車両加速度頻度分布取得部6aが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。
本実施形態の工程S1では、車両11(図2に示す)の走行履歴から、上記間隔でサンプリングされた車両の前後方向(駆動及び制動)の加速度C1、及び、左右方向(右旋回及び左旋回)の加速度C2の双方が抽出される。これらの抽出された車両の加速度C1、C2が用いられることにより、車両の加速度(前後方向(駆動及び制動)の加速度C1、及び、左右方向(右旋回及び左旋回)の加速度C2)と、その頻度との関係を示す車両の加速度頻度分布が取得される。
図4は、車両の加速度頻度分布の一例を示すグラフである。図4のグラフにおいて、車両の加速度の頻度の大きさは、色付けの濃淡で示されており、色が濃いほど、頻度が大きいことを示している。車両の前後方向の加速度C1を示す縦軸において、0よりも上へ向かうほど、前方向(駆動時)の加速度が大きいことを示しており、0よりも下に向かうほど、後方向(制動時)の加速度が大きいことを示している。また、車両の左右方向の加速度C2を示す横軸において、0よりも右に向かうほど、右方向(右旋回時)の加速度が大きいことを示しており、0よりも左に向かうほど、左方向(左旋回時)の加速度が大きいことを示している。車両の加速度頻度分布は、車両加速度頻度分布入力部5bに記憶される。
次に、本実施形態の取得方法では、タイヤの使用条件に影響する影響因子Uが取得される(工程S2)。影響因子Uとしては、車両の空気抵抗Wである場合が例示される。車両の空気抵抗Wは、適宜取得することができる。本実施形態の工程S2では、車両の平均の走行速度に基づいて、車両の空気抵抗が取得される。
工程S2では、図1に示した走行履歴入力部5aに予め入力されている走行履歴、及び、プログラム部6の影響因子取得部6bが、作業用メモリ4Cに入力される。そして、影響因子取得部6bが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。
工程S2では、先ず、車両11(図2に示す)の走行履歴から、上記間隔でサンプリングされた複数の走行速度v(i=1、2…)が抽出される。次に、工程S2では、複数の走行速度vを用いて、車両11の平均の走行速度Vが計算される。そして、工程S2では、平均の走行速度Vと、下記式(2)とに基づいて、車両の空気抵抗Wが計算される。
Figure 0007070076000002
ここで、
Cd:空気抵抗係数(N・m2・(km/h)-2
A:車両の前面投影面積(m2
V:平均の走行速度
平均の走行速度Vは、例えば、サンプリングされた走行速度vの合計値を、サンプリング回数Nで除することで求めてもよい。本実施形態の平均の走行速度Vは、下記式(1)で計算される加重平均速度として計算される。
Figure 0007070076000003
ここで、
:i回目のサンプリング時の車両の走行速度
N:車両の走行速度のサンプリング回数
上記式(1)において、加重平均速度は、i回目のサンプリング時の車両の走行速度vを二乗した値の合計値を、サンプリング回数Nで除して、さらに、平方根をとることで取得することができる。このような加重平均速度は、走行速度vが、走行速度vで重み付けされているため、例えば、平均速度(即ち、サンプリングされた走行速度vの合計値を、サンプリング回数Nで除した値)に比べて、走行速度vに依存する空気抵抗Wを精度よく求めることができる。空気抵抗Wは、影響因子入力部5c(図1に示す)に記憶される。
次に、本実施形態の取得方法では、タイヤの使用条件頻度分布が取得される(工程S3)。工程S3では、車両の加速度頻度分布(図4に示す)に含まれる車両の加速度Cと、車両の質量と、影響因子U(本実施形態では、空気抵抗W)とを考慮することで、タイヤの使用条件頻度分布が取得される。
本実施形態の工程S3では、先ず、車両の加速度頻度分布(図4に示す)の各頻度の加速度に、車両の質量がそれぞれ乗じられる。そして、車両の前後方向の加速度C1に車両の質量を乗じた値(前後方向でタイヤに作用する力)に、影響因子U(本実施形態では、空気抵抗W)が加算される。なお、車両の左右方向の加速度C2に車両の質量を乗じた値(左右方向の力)については、空気抵抗Wを無視することができる。そして、車両の加速度Cに車両の質量を乗じた値(影響因子Uが考慮された前後方向の力、及び、左右方向の力)を、駆動輪の本数でそれぞれ除することで、タイヤの使用条件(前後方向、及び、左右方向)がそれぞれ求められる。これにより、タイヤの使用条件頻度分布が取得されている。図5は、タイヤの使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。
このように、タイヤの使用条件頻度分布に含まれるタイヤの使用条件は、車両の加速度C、車両の質量、及び、影響因子Uを考慮して求められているため、実際にタイヤ12に作用する力に近似する。従って、タイヤの使用条件頻度分布は、後述の予測方法で用いられることで、タイヤ12の摩耗量を高い精度で求めるのに役立つ。
本実施形態の取得方法は、車両の加速度頻度分布の各頻度を維持したまま、タイヤの使用条件を求めることができる。これにより、図5に示されるように、本実施形態の取得方法は、影響因子Uに基づいて、車両の加速度頻度分布に含まれる各頻度の加速度Cに車両の質量を乗じた値(即ち、図5に示される「タイヤの前後方向の使用条件」と、「空気抵抗を考慮する前のタイヤの左右方向の使用条件(2点鎖線)」とで表された頻度分布の値)を、一括で変換(シフト)することで、タイヤ12の使用条件をそれぞれ求めることができる。従って、本実施形態の取得方法(取得装置)は、タイヤの使用条件頻度分布を簡単に取得することができる。
本実施形態の取得方法は、タイヤの前後方向の使用条件の修正に、車両の平均の走行速度Vに基づいて取得された車両の空気抵抗Wが用いられているため、上記特許文献1のように、サンプリングされた走行速度v毎に空気抵抗Wを取得する必要がない。このため、本実施形態の取得方法では、タイヤの使用条件頻度分布をより簡単に取得することができる。
さらに、本実施形態の取得方法では、走行速度vで重み付けした加重平均速度が用いられている。従って、本実施形態の取得方法は、上記特許文献1のように、走行速度v毎に空気抵抗Wを取得しなくても、走行速度vに依存する空気抵抗Wを精度良く計算することができる。タイヤの使用条件頻度分布は、タイヤ使用条件頻度分布入力部5d(図1に示す)に記憶される。
本実施形態の取得方法では、影響因子Uとして、空気抵抗Wである場合が例示されたが、このような態様に限定されない。影響因子Uとしては、転がり抵抗Rであってもよいし、空気抵抗W及び転がり抵抗Rの双方であってもよい。
この実施形態の取得方法では、影響因子Uとして、空気抵抗W及び転がり抵抗Rである場合が例示される。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。
転がり抵抗Rの測定は、従来と同様の手順で実施することができる。転がり抵抗Rの測定は、例えば、転がり抵抗試験機(図示省略)を用い、予め定められた測定条件(例えば、室温、荷重、内圧、リム、速度、及び、アライメント(トー角、キャンバー角))において、タイヤの転がり抵抗(単位:N)が測定される。
測定条件は、車両11に装着されるタイヤ12の種類に応じて、適宜設定される。速度については、転がり抵抗Rが一定の速度で測定されれば、特に限定されない。本実施形態の速度は、例えば、20~120km/hに設定される。測定された転がり抵抗は、本実施形態の取得方法が実施される前に、走行履歴入力部5a(図1に示す)に予め入力されている。
この実施形態の影響因子Uを取得する工程S2(図3に示す)では、前実施形態と同様に、図1に示した走行履歴入力部5aに予め入力されている走行履歴、及び、プログラム部6の影響因子取得部6bが、作業用メモリ4Cに入力される。そして、影響因子取得部6bが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。
この実施形態の工程S2では、前実施形態と同様に、車両の平均の走行速度に基づいて、車両の空気抵抗Wが取得される。さらに、この実施形態の工程S2では、走行履歴入力部5aから車両の転がり抵抗が特定される。車両の空気抵抗W、及び、車両の転がり抵抗Rは、影響因子入力部5c(図1に示す)に記憶される。
次に、この実施形態の工程S3(図3に示す)では、車両の加速度頻度分布(図4に示す)に含まれる車両の加速度Cと、車両の質量と、空気抵抗W及び転がり抵抗Rとに基づいて、タイヤの使用条件頻度分布が取得される。
工程S3では、先ず、図1に示した車両加速度頻度分布入力部5bに記憶されている車両の加速度頻度分布、影響因子入力部5cに記憶されている影響因子U(本実施形態では、空気抵抗W及び転がり抵抗R)、及び、プログラム部6のタイヤ使用条件頻度分布取得部6cが、作業用メモリ4Cに入力される。そして、タイヤ使用条件頻度分布取得部6cが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。
この実施形態の工程S3では、先ず、前実施形態と同様に、車両の加速度頻度分布(図4に示す)の各頻度の加速度Cに、車両の質量がそれぞれ乗じられる。次に、この実施形態の工程S3では、影響因子U(本実施形態では、空気抵抗W及び転がり抵抗R)が計算される。影響因子Uは、空気抵抗Wと転がり抵抗Rとの和である。
次に、この実施形態の工程S3では、車両の前後方向の加速度に車両の質量を乗じた値(前後方向の力)に、影響因子U(本実施形態では、空気抵抗W及び転がり抵抗R)が加算される。そして、前実施形態と同様に、車両の加速度Cに車両の質量を乗じた値(影響因子Uが考慮された前後方向の力、及び、左右方向の力)を、駆動輪の本数でそれぞれ除することで、駆動輪の使用条件(前後方向、及び、左右方向)がそれぞれ求められる。これにより、タイヤの使用条件頻度分布が取得されている。
このように、タイヤの使用条件頻度分布に含まれるタイヤの使用条件は、車両の加速度Cと、車両の質量と、空気抵抗W及び転がり抵抗Rとを考慮して求められているため、実際にタイヤ12に作用する力に近似する。従って、タイヤの使用条件頻度分布は、後述の予測方法で用いられることで、タイヤ12の摩耗量を高い精度で求めるのに役立つ。タイヤの使用条件頻度分布は、タイヤ使用条件頻度分布入力部5d(図1に示す)に記憶される。
これまでの実施形態では、影響因子Uとして、空気抵抗W及び転がり抵抗Rである場合が例示されたが、このような態様に限定されない。影響因子Uとしては、車両にトー角をつけて装着されたタイヤの横力を含んでもよい。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。
図6は、車両の前輪部分を示す平面図である。車両11にトー角θをつけて装着されているタイヤ12には、直進走行時においても常に横力が作用している。しかしながら、加速度センサー等で測定された車両の加速度C(左右方向の加速度C2)には、車両にトー角をつけて装着されたタイヤの横力(以下、単に「タイヤの横力」ということがある。)Fが考慮されていない。タイヤの横力Fに基づく加速度は、タイヤ12に作用する負の力(又は、正の力)とみなすことができる。従って、車両の左右の加速度C2と、実際にタイヤ12に作用する力(使用条件)とは、乖離している。
タイヤの横力Fは、適宜測定することができる。タイヤの横力Fは、例えば、コーナリングパワー(N/deg)にトー角(deg)を乗じることで求めることができる。また、タイヤの横力F(コーナリングパワー等を含む)の測定条件は、適宜設定される。測定されたタイヤの横力Fは、本実施形態の取得方法が実施される前に、走行履歴入力部5a(図1に示す)に予め入力されている。
この実施形態の工程S2では、前実施形態と同様に、図1に示した走行履歴入力部5aに予め入力されている走行履歴、及び、プログラム部6の影響因子取得部6bが、作業用メモリ4Cに入力される。そして、影響因子取得部6bが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。
この実施形態の工程S2では、走行履歴入力部5aからタイヤの横力Fが特定される。特定されたタイヤの横力Fは、影響因子入力部5c(図1に示す)に記憶される。
次に、この実施形態の工程S3では、車両の加速度頻度分布(図4に示す)に含まれる車両の加速度と、車両の質量と、タイヤの横力Fとに基づいて、タイヤの横力Fを考慮したタイヤの使用条件が求められる。
この実施形態の工程S3では、先ず、図1に示した車両加速度頻度分布入力部5bに記憶されている車両の加速度頻度分布、影響因子入力部5cに記憶されている影響因子U(この実施形態では、タイヤの横力F)、及び、プログラム部6のタイヤ使用条件頻度分布取得部6cが、作業用メモリ4Cに入力される。そして、タイヤ使用条件頻度分布取得部6cが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。
この実施形態の工程S3では、車両の加速度頻度分布(図4に示す)の各頻度の加速度に、車両の質量がそれぞれ乗じられる。次に、この実施形態の工程S3では、影響因子U(本実施形態では、タイヤの横力F)が取得される。
次に、この実施形態の工程S3では、車両の質量が乗じられた車両の左右方向の加速度に車両の質量を乗じた値に、影響因子U(本実施形態では、タイヤの横力F)が加算される。そして、車両の質量が乗じられた車両の加速度(前後方向の力、及び、影響因子Uが考慮された左右方向の力)を、駆動輪の本数でそれぞれ除することで、駆動輪の使用条件(前後方向、及び、左右方向)がそれぞれ求められる。これにより、タイヤの使用条件頻度分布が取得されている。
なお、図6に示されるように、トー角θが進行方向に対し前端を内側に向けるトーインであり、かつ、評価対象のタイヤが左輪の場合は、右方向に横力Fが作用している。このため、タイヤの横力Fは、右旋回の力(正の力)として加算される。
図7は、タイヤの使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。図7に示されるように、タイヤの左右方向の使用条件(右方向の使用条件)は、車両の加速度頻度分布に含まれる各頻度の加速度Cに車両の質量を乗じた値(即ち、図7の「タイヤの横力を考慮する前のタイヤの前後方向の使用条件(2点鎖線)」と、「タイヤの左右方向の使用条件」とで表された頻度分布の値)に比べて、タイヤの横力Fだけ大きく設定されている。
一方、トーインであり、かつ、評価対象のタイヤが右輪の場合は、左方向にタイヤの横力Fが作用している。このため、タイヤの横力Fは、左旋回の力(負の力)として加算される。
なお、進行方向に対し前端を外側に向けるトーアウトであり、かつ、評価対象のタイヤが左輪の場合、タイヤの横力Fは、左旋回の力(負の力)として加算される。一方、トーアウトであり、かつ、評価対象のタイヤが右輪の場合、タイヤの横力は、右旋回の力(正の力)として加算される。
このように、タイヤの使用条件頻度分布に含まれるタイヤの使用条件は、車両の左右方向の加速度C2と、車両の質量と、トー角に起因するタイヤの横力Fとを考慮して求められているため、車両11にトー角θをつけて装着されている実際にタイヤ12に作用する力に近似する。従って、タイヤの使用条件頻度分布は、後述の予測方法で用いられることで、タイヤ12の摩耗量を高い精度で求めるのに役立つ。タイヤの使用条件頻度分布は、タイヤ使用条件頻度分布入力部5d(図1に示す)に記憶される。本実施形態では、トー角に基づく横力が例示されたが、キャンバースラストに基づく横力であってもよい。
これまでの実施形態では、車両の前後方向の加速度に車両の質量を乗じた値(前後方向の力)に、空気抵抗W又は転がり抵抗Rを加算する方法や、車両の左右方向の加速度C2に車両の質量を乗じた値(左右方向の力)に、タイヤの横力Fを加算する方法が例示されたが、このような態様に限定されない。例えば、車両の前後方向の加速度C1に車両の質量を乗じた値(前後方向の力)に、空気抵抗W又は転がり抵抗Rを加算するとともに、車両の左右方向の加速度C2に車両の質量を乗じた値(左右方向の力)に、タイヤの横力Fを加算して、タイヤの使用条件頻度分布が取得されてもよい。図8は、タイヤの使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。
図8に示されるように、タイヤの前後方向の使用条件(前方向の使用条件)は、車両の加速度頻度分布に含まれる各頻度の加速度Cに車両の質量を乗じた値(即ち、図8の2点鎖線で示される縦軸及び横軸で表された頻度分布の値)に比べて、空気抵抗W又は転がり抵抗R分だけ大きく設定されている。さらに、タイヤの左右方向の使用条件(右方向の使用条件)は、車両の加速度頻度分布に含まれる各頻度の加速度Cに車両の質量を乗じた値(即ち、図8の2点鎖線で示される縦軸及び横軸で表された頻度分布の値)に比べて、タイヤの横力Fだけ大きく設定されている。従って、このような取得方法では、タイヤの前後方向の使用条件、及び、タイヤの左右方向の使用条件の双方を、実際にタイヤ12に作用する力に効果的に近似させることができる。
この実施形態の取得方法は、空気抵抗W又は転がり抵抗R、及び、タイヤの横力Fに基づいて、車両の加速度頻度分布に含まれる各頻度の加速度Cに車両の質量を乗じた値を、一括で変換(シフト)することで、タイヤの使用条件を求めることができる。従って、本実施形態の取得方法(取得装置)は、タイヤの使用条件頻度分布を簡単に取得することができる。
次に、本実施形態の予測方法について説明する。本実施形態の予測方法は、取得方法で取得されたタイヤの使用条件を用いて、タイヤ12のトレッド部12aの摩耗量が予測される。図9は、タイヤの摩耗量予測方法で摩耗量が予測されるタイヤ12の一例を示す断面図である。
本実施形態のタイヤ12は、例えば乗用車用タイヤである場合が例示されるが、特に限定されるわけではなく、例えば、トラック又はバスに用いられる重荷重用タイヤであってもよい。本実施形態のタイヤ12は、従来のタイヤと同様に、トレッド部12aからサイドウォール部12bを経てビード部12cのビードコア13に至るカーカス14と、このカーカス14のタイヤ半径方向外側かつトレッド部12aの内部に配されるベルト層15とが設けられている。
トレッド部12aには、タイヤ周方向に連続してのびる主溝16(センター主溝16A、ショルダー主溝16B)が設けられる。これにより、トレッド部12aは、主溝16で区分された複数の縦陸部17が設けられる。本実施形態の縦陸部17は、センター縦陸部17A、ミドル縦陸部17B及びショルダー縦陸部17Cを含んでいる。各縦陸部17A~17Cには、主溝16と交差する向きにのびる横溝(図示省略)等が、タイヤ周方向に隔設されてもよい。図10は、タイヤの摩耗量予測方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の予測方法では、先ず、図9に示したトレッド部12aの予め定められた評価対象位置18において、摩耗エネルギーが計算される(摩耗エネルギー計算工程S6)。本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、車両11(図2に示す)の前後方向(駆動及び制動)の摩耗エネルギー、及び、左右方向(右旋回及び左旋回)の摩耗エネルギーの双方が取得される。なお、摩耗量を予測すべき走行条件に応じて、車両の前後方向の摩耗エネルギー、又は、左右方向の摩耗エネルギーの一方のみが取得されてもよい。
本実施形態において、前後方向(駆動及び制動)の摩耗エネルギー、及び、左右方向(右旋回及び左旋回)の摩耗エネルギーは、タイヤ1回転当たりの摩耗エネルギーとしてそれぞれ取得される。単位距離としては、車両の加速度C(図2に示す)が取得される上記間隔に設定されるのが望ましい。これらの摩耗エネルギーは、コンピュータを用いたタイヤのシミュレーションによって計算される。
評価対象位置18としては、適宜設定することができる。本実施形態の評価対象位置18は、トレッド部12aの各縦陸部17として設定されている。なお、評価対象位置18は、センター主溝16Aの溝縁、ショルダー主溝16Bの溝縁、及び、ショルダーラグ溝(図示省略)の溝縁でもよい。
本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、図1に示した初期データ入力部5eに記憶されている評価対象のタイヤ12(図9に示す)や路面20(図2に示す)に関する情報(例えば、CADデータ等)が、作業用メモリ4Cに読み込まれる。また、摩耗エネルギー計算工程S6では、境界条件入力部5g(図1に示す)に記載されているシミュレーションの境界条件、及び、プログラム部6の摩耗エネルギー計算部6dが、作業用メモリ4Cに読み込まれる。そして、摩耗エネルギー計算部6dが、演算部4A(図1に示す)によって実行される。図11は、摩耗エネルギー計算工程S6の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、先ず、コンピュータ1に、図11に示したタイヤ12をモデル化したタイヤモデルが設定される(工程S61)。図12は、タイヤモデル21の一例を示す断面図である。
工程S61では、タイヤ12(図9に示す)に関する情報に基づいて、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素G(i)(i=1、2、…)で離散化している。これにより、タイヤ12がモデル化されたタイヤモデル21が設定される。タイヤモデル21のトレッド部21aには、主溝16(図2に示す)を再現した主溝モデル22と、評価対象位置18である縦陸部17(図2に示す)を再現した縦陸部モデル23とが設定されている。数値解析法としては、例えば有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法が適宜採用できるが、本実施形態では有限要素法が採用されている。
要素G(i)としては、例えば、4面体ソリッド要素、5面体ソリッド要素、又は、6面体ソリッド要素などが用いられるのが望ましい。各要素G(i)には、複数個の節点25が設けられる。このような各要素G(i)には、要素番号、節点25の番号、節点25の座標値及び材料特性(例えば密度、ヤング率及び/又は減衰係数等)などの数値データが定義される。タイヤモデル21は、モデル入力部5f(図1に示す)に記憶される。
次に、本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、コンピュータ1に、路面20(図2に示す)をモデル化した路面モデルが設定される(工程S62)。図13は、タイヤモデル21及び路面モデル26の一例を示す斜視図である。
工程S62では、路面20(図2に示す)に関する情報に基づいて、数値解析法(本実施形態では、有限要素法)により取り扱い可能な有限個の要素H(i)(i=1、2、…)で離散化する。これにより、工程S62では、路面20(図2に示す)をモデル化した路面モデル26が設定される。要素H(i)は、変形不能に設定された剛平面要素からなる。この要素H(i)には、複数の節点28が設けられる。さらに、要素H(i)は、要素番号や、節点28の座標値等の数値データが定義される。本実施形態の路面モデル26は、平滑な表面を有するものが例示されたが、必要に応じて、アスファルト路面のような微小凹凸、不規則な段差、窪み、うねり、又は、轍等の実走行路面に近似した凹凸などが設けられても良い。路面モデル26は、モデル入力部5f(図1に示す)に記憶される。
次に、本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、タイヤモデル21に境界条件が定義される(工程S63)。図12及び図13に示されるように、境界条件としては、例えば、タイヤモデル21の内圧条件、負荷荷重条件L、キャンバー角、及び、タイヤモデル21と路面モデル26との間の摩擦係数等が設定される。さらに、境界条件としては、タイヤモデル21のトルクTL、横力(図示省略)、及び、タイヤモデル21の走行速度V3に対応する路面モデル26の並進速度V2が設定される。
前後方向の摩耗エネルギーを計算する後述の工程S65において、トルクTLには、タイヤ12(図2に示す)の駆動時及び制動時に対応するトルクが設定され、横力(図示省略)には、ゼロが設定される。また、左右方向の摩耗エネルギーを計算する後述の工程S66において、横力(図示省略)には、タイヤ12の旋回時に対応する横力が設定され、トルクTLには、ゼロが設定される。
次に、本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、内圧及び荷重を定義したタイヤモデル21が計算される(工程S64)。工程S64では、図12に示されるように、タイヤ12のリム19(図11に示す)がモデル化されたリムモデル29によって、タイヤモデル21のビード部21c、21cが拘束され、内圧条件に相当する等分布荷重wに基づいてタイヤモデル21の変形が計算される。これにより、工程S64では、内圧充填後のタイヤモデル21が計算される。
さらに、工程S64では、図13に示されるように、内圧充填後のタイヤモデル21と、路面モデル26との接触が計算される。次に、工程S64では、負荷荷重条件L、キャンバー角(図示省略)、及び、摩擦係数に基づいて、タイヤモデル21の変形が計算される。これにより、工程S64では、路面モデル26に接地したタイヤモデル21が計算される。
タイヤモデル21の変形計算は、図12に示した各要素G(i)の形状及び材料特性などをもとに、各要素G(i)の質量マトリックス、剛性マトリックス、及び、減衰マトリックスがそれぞれ作成される。さらに、これらの各マトリックスが組み合わされて、全体の系のマトリックスが作成される。そして、コンピュータ1が、前記各種の条件を当てはめて運動方程式を作成し、これらを微小時間(単位時間Tx(x=0、1、…))ごとにタイヤモデル21の変形計算を行う。このようなタイヤモデル21の変形計算(後述する転動計算を含む)は、例えば、LSTC社製の LS-DYNA などの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算されうる。なお、単位時間Txについては、求められるシミュレーション精度によって、適宜設定されうる。
次に、本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、トレッド部の駆動時及び制動時(前後G付加条件)の摩耗エネルギーが計算される(工程S65)。工程S65では、先ず、各縦陸部モデル23について、駆動時の1回転当たりの摩耗エネルギーが計算される。工程S65では、図13に示されるように、並進速度V2が路面モデル26に設定される。さらに、駆動時のトルクTLがタイヤモデル21に設定される。これにより、駆動時のタイヤモデル21が計算される。
そして、工程S65では、各縦陸部モデル23の接地面23sを構成する各節点25(図12に示す)が、路面モデル26に接地している間、各節点25において、せん断力及びすべり量が計算される。せん断力Pには、タイヤ軸方向のせん断力Px及びタイヤ周方向のせん断力Pyが含まれる。また、すべり量Qには、前記せん断力Px、Pyに対応する、タイヤ軸方向のすべり量Qx及びタイヤ周方向のすべり量Qyが含まれる。
駆動時のタイヤモデル21の転動計算は、転動開始から、予め定められた転動終了まで、シミュレーションの単位時間Tx毎に計算される。これにより、工程S65では、縦陸部モデル23の接地面23sを構成する各節点25のせん断力Px、Py及びすべり量Qx、Qyが、転動開始から転動終了まで単位時間Tx刻みで複数回計算される。
各縦陸部モデル23において、各節点25のせん断力Px(i)、Py(i)と、該せん断力Px(i)、Py(i)に対応するすべり量Qx(i)、Qy(i)とを乗じた値が、各縦陸部モデル23の接地入りから接地端までの要素G(i)を対象に積算される。そして、各縦陸部モデル23の前記積算値が、各縦陸部モデル23の接地面積で除されることにより、1回転あたりの平均摩耗エネルギーが、縦陸部モデル23毎に計算される。さらに、1回転あたりの平均摩耗エネルギーが、タイヤ周長で除されることにより、駆動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが、縦陸部モデル23毎に計算される。駆動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーは、物理量入力部5h(図1に示す)に記憶される。
次に、工程S65では、各縦陸部モデル23について、制動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが計算される。工程S65では、並進速度V2が路面モデル26に設定される。さらに、制動時のトルクTLがタイヤモデル21に設定される。これにより、制動時のタイヤモデル21が計算される。そして、上記した駆動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーを求める手順と同様に、制動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが、縦陸部モデル23毎に計算される。制動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーは、物理量入力部5h(図1に示す)に記憶される。
次に、本実施形態の摩耗エネルギー計算工程S6では、トレッド部の右旋回時及び左旋回時(左右方向)の摩耗エネルギーが計算される(工程S66)。工程S66では、先ず、各縦陸部モデル23について、右旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが計算される。工程S66では、並進速度V2が路面モデル26に設定される。さらに、右旋回時の横力(図示省略)がタイヤモデル21に設定される。これにより、右旋回中のタイヤモデル21が計算される。そして、上記した駆動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーを求める手順と同様に、右旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが、縦陸部モデル23毎に計算される。右旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーは、物理量入力部5h(図1に示す)に記憶される。
次に、工程S66では、各縦陸部モデル23について、左旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが計算される。工程S66では、並進速度V2が路面モデル26に設定される。さらに、左旋回時の横力(図示省略)がタイヤモデル21に設定される。これにより、左旋回中のタイヤモデル21が計算される。そして、上記した駆動時の単位距離当たりの摩耗エネルギーを求める手順と同様に、左旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが、縦陸部モデル23毎に計算される。左旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーは、物理量入力部5h(図1に示す)に記憶される。
次に、本実施形態の予測方法では、評価対象位置の摩耗量が計算される(摩耗量計算工程S7)。本実施形態の評価対象位置18の摩耗量は、評価対象位置18(図13に示した縦陸部モデル23)の摩耗エネルギーを、タイヤ使用条件頻度分布(図8に示す)のタイヤの使用条件及びその頻度で重み付けをすることによって計算される。
本実施形態の摩耗量計算工程S7では、図1に示したタイヤ使用条件頻度分布入力部5dに記憶されているタイヤの使用条件頻度分布(図8に示す)、物理量入力部5hに記憶されている駆動時の単位距離当たりの摩耗エネルギー、制動時の単位距離当たりの摩耗エネルギー、右旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギー、及び、左旋回時の単位距離当たりの摩耗エネルギーが、作業用メモリ4Cに読み込まれる。さらに、図1に示したプログラム部6の摩耗量計算部6eが、作業用メモリ4Cに読み込まれる。そして、摩耗量計算部6eが、演算部4Aによって実行される。図14は、摩耗量計算工程S7の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の摩耗量計算工程S7では、先ず、各評価対象位置18(図13に示した縦陸部モデル23)において、単位距離当たりの摩耗エネルギーが、タイヤの使用条件頻度分布で重み付けされた推定摩耗エネルギーが計算される(工程S71)。各評価対象位置18の推定摩耗エネルギーEは、適宜求めることができる。推定摩耗エネルギーEは、例えば、タイヤ使用条件頻度分布(図8に示す)上の全ての点(頻度)において、各点の摩耗エネルギーと、その点での頻度とを乗じた値を積算して求められる。各点の摩耗エネルギーは、代表条件の摩耗エネルギーから、近似関数を作成することで求めることができる。代表条件は、適宜定義することができる。代表条件の一例としては、自由転動、駆動(0.2G)、制動(0.2G)、右旋回(0.2G)、及び、左旋回(-0.2G)である。これらの条件で求められた摩耗エネルギーが、各条件に対応する頻度に乗じられる。推定摩耗エネルギーEは、評価対象位置18(図13に示した縦陸部モデル23)毎に計算される。
次に、本実施形態の摩耗量計算工程S7では、各評価対象位置18(図9に示す)において、推定摩耗エネルギーEから摩耗量が計算される(工程S72)。本実施形態の工程S72では、先ず、各評価対象位置18のゴム材料の摩耗量と、ゴム材料の摩耗エネルギーとの関係を示す摩耗指数が取得されている。摩耗指数は、例えば、室内摩耗試験機(ランボーン摩耗試験機等)を用いたゴム材料の摩耗試験によって取得することができる。摩耗指数は、ゴム材料の摩耗エネルギーの増加により、ゴム材料の摩耗量が線形に増加している。
工程S72では、各評価対象位置18(図9に示す)において、ゴム材料の摩耗指数に、縦陸部モデル23の推定摩耗エネルギーEが乗じられることによって、摩耗量が計算される。各評価対象位置18の摩耗量は、物理量入力部5h(図1に示す)に記憶される。
このように、本実施形態の予測方法は、タイヤの使用条件頻度分布を用いて、タイヤモデル21(図12に示す)の摩耗エネルギーが重み付けされるため、タイヤの使用条件に影響する影響因子(本実施形態では、空気抵抗W、転がり抵抗R、及び、トー角に起因するタイヤの横力F)を考慮した推定摩耗エネルギー、及び、摩耗量を求めることができる。従って、本実施形態の予測方法では、タイヤ12(図9に示す)の摩耗量を高い精度で予測することができる。従って、本実施形態の予測方法は、摩耗量が予め定められた範囲になるまで、タイヤ12が設計変更されることにより、耐摩耗性能の優れたタイヤ12を効率よく設計するのに役立つ。
次に、本実施形態の予測方法は、評価対象位置の摩耗量が許容範囲内か否かが判断される(工程S8)。許容範囲については、タイヤ12の構造に応じて、適宜設定される。工程S8において、評価対象位置18の摩耗量が許容範囲内であると判断された場合(工程S8で、「Y」)、タイヤ12が製造される(工程S9)。他方、評価対象位置18の摩耗量が許容範囲外であると判断された場合(工程S8で、「N」)、タイヤ12の設計因子が変更され(工程S10)、工程S6~工程S8が再度実施される。これにより、本実施形態の予測方法は、耐摩耗性に優れるタイヤ12を確実に設計することができる。
本実施形態の予測方法では、図8に示したタイヤの使用条件頻度分布に基づいて、単位距離当たりの摩耗エネルギーが重み付けされたが、このような態様に限定されない。例えば、図8に示した使用条件頻度分布を、タイヤの前後方向の使用条件と、タイヤの左右方向の使用条件とを表す各頻度について、タイヤの前後方向の使用条件、及び、タイヤの左右方向の使用条件のいずれか一方の軸に集約された使用条件頻度分布が用いられてもよい。図15は、修正後の使用条件頻度分布の一例を示すグラフである。図15では、タイヤの前後方向の使用条件の軸、及び、タイヤの左右方向の使用条件の軸に、頻度が集約されていることを示している。
図15のグラフでは、各頻度について、タイヤの前後方向の使用条件の絶対値と、タイヤの左右方向の使用条件の絶対値とを比較して、大きい方の使用条件が、その頻度の使用条件として集約されている。例えば、図8において、タイヤの前後方向の使用条件K1の絶対値が、タイヤの左右方向の使用条件K2の絶対値よりも大きい(K1>K2)頻度30(図15に示す)は、タイヤの前後方向の使用条件の絶対値のみを有する頻度32として集約される。なお、タイヤの前後方向の使用条件の絶対値と、タイヤの左右方向の使用条件の絶対値とが等しい場合は、タイヤの前後方向の使用条件の軸、及び、タイヤの左右方向の使用条件の軸の双方に、0.5倍した頻度が集約される。
このような使用条件頻度分布が使用されることにより、この実施形態では、タイヤの前後方向の使用条件の軸上の前後G負荷条件の摩耗エネルギー、及び、タイヤの左右方向の使用条件の軸上の摩耗エネルギーのみを求めればよいため、前実施形態に比べて、短時間で評価することができる。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
[実施例A]
図9に示した基本構造を有するタイヤが試作された。この試作されたタイヤが下記リムにリム組みされ、下記の車両に下記の条件、及び、0度のトー角θで装着された。そして、車両を一般道及び高速道路で合計約20000km走行させた後に、トレッド部のセンター縦陸部、ミドル縦陸部、及び、ショルダー縦陸部について、各縦陸部(センター主溝の溝縁、ショルダー主溝の溝縁、及び、ショルダーラグ溝の溝縁)の摩耗量が測定された。摩耗量の測定は、各縦陸部について、タイヤ周方向に略等ピッチに離間する8箇所で行われた。そして、各縦陸部において、8箇所の摩耗量の平均値がそれぞれ求められた(実験例1)。
実験例1で取得された走行履歴を用いて、タイヤの使用条件頻度分布が取得された(実施例1)。実施例1では、先ず、図3に示した処理手順に従い、車両の走行履歴を用いて、車両の加速度頻度分布が取得された。次に、実施例1では、車両の平均の走行速度に基づいて、車両の空気抵抗が取得された。次に、実施例1では、タイヤの転がり抵抗が取得された。そして、実施例1では、車両の加速度頻度分布に含まれる車両の加速度、車両の質量、車両の空気抵抗、及び、タイヤの転がり抵抗に基づいて、タイヤの使用条件頻度分布が取得された。
そして、実施例1において、図10、図11及び図14に示した処理手順に従い、センター主溝の溝縁、ショルダー主溝の溝縁、及び、ショルダーラグ溝の溝縁の摩耗エネルギーが計算された。そして、各摩耗エネルギーを、タイヤの使用条件頻度分布のタイヤの使用条件及びその頻度で重み付けして、各溝縁の摩耗量が計算された。共通仕様は、次の通りである。
タイヤサイズ:205/55R16
リムサイズ:16×6.5J
内圧:240kPa
荷重:4.88kN
車両:北米向けFF車
転がり抵抗試験:
温度:20℃、
速度:80km/h
図16は、実施例1のタイヤの使用条件頻度分布を示すグラフである。図17は、実験例1、及び、実施例1のタイヤのトレッド部の摩耗量を示すグラフである。テストの結果、実施例1の摩耗量を、実験例1の摩耗量に近似させることができた。
[実施例B]
図9に示した基本構造を有するタイヤが試作され、上記リムにリム組みされた。そして、上記の車両に、上記の条件、及び、0.1度のトー角θで装着された。そして、車両を一般道及び高速道路で合計約20000km走行させた後に、トレッド部のセンター縦陸部、ミドル縦陸部、及び、ショルダー縦陸部について、各縦陸部の縁部(センター主溝の溝縁、ショルダー主溝の溝縁、及び、ショルダーラグ溝の溝縁)の摩耗量が測定された。摩耗量の測定は、各縦陸部について、タイヤ周方向に略等ピッチに離間する8箇所で行われた。そして、各縦陸部において、8箇所の摩耗量の平均値がそれぞれ求められた(実験例2)。
実験例2で取得された走行履歴を用いて、タイヤの使用条件頻度分布が取得された(実施例2、比較例1)。
実施例2では、先ず、図3に示した処理手順に従い、車両の走行履歴を用いて、車両の加速度頻度分布が取得された。次に、実施例2では、車両にトー角をつけて装着されたタイヤの横力が取得された。そして、実施例2では、車両の加速度頻度分布に含まれる車両の加速度、タイヤの質量、及び、タイヤの横力に基づいて、タイヤの使用条件頻度分布が取得された。一方、比較例1では、車両にトー角をつけて装着されたタイヤの横力を含む影響因子や、タイヤの質量を考慮することなく、タイヤの使用条件頻度分布が取得された。
図18は、実験例2、実施例2、及び、比較例1のタイヤのトレッド部の摩耗量を示すグラフである。テストの結果、実施例2の摩耗量は、比較例1の摩耗量に比べて、実験例2の摩耗量に近似した。従って、実施例2は、トー角に起因するタイヤの横力を考慮したタイヤの使用条件を取得することができた。
S1 車両の加速度頻度分布を取得する工程
S3 タイヤの使用条件頻度分布を取得する工程

Claims (7)

  1. 車両に装着されたタイヤの使用条件と、その頻度との関係を示すタイヤの使用条件頻度分布を取得するための方法であって、
    前記タイヤの使用条件は、駆動時、制動時、左旋回時及び右旋回時に、前記タイヤに作用する力であり、
    前記方法は、
    前記車両の走行履歴を用いて、前記車両の加速度と、その頻度との関係を示す車両の加速度頻度分布を取得する工程と、
    前記車両の前記加速度、前記車両の質量、及び、前記タイヤの使用条件に影響する影響因子に基づいて、前記タイヤの使用条件頻度分布を取得する工程とを含む、
    タイヤの使用条件頻度分布取得方法。
  2. 前記影響因子は、前記車両の空気抵抗を含む請求項1記載のタイヤの使用条件頻度分布取得方法。
  3. 走行速度が変化する前記車両の平均の走行速度に基づいて、前記車両の空気抵抗を取得する工程を含む、請求項2記載のタイヤの使用条件頻度分布取得方法。
  4. 前記平均の走行速度Vは、下記式(1)で計算される加重平均速度である、請求項3記載のタイヤの使用条件頻度分布取得方法。
    Figure 0007070076000004
    ここで、
    :i回目のサンプリング時の車両の走行速度
    N:車両の走行速度のサンプリング回数
  5. 前記影響因子は、前記車両にトー角をつけて装着された前記タイヤの横力を含む請求項1乃至4のいずれかに記載のタイヤの使用条件頻度分布取得方法。
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載の前記タイヤの使用条件頻度分布を用いて、前記タイヤのトレッド部の摩耗量を予測するための方法であって、
    前記トレッド部の予め定められた評価対象位置において、摩耗エネルギーを計算する工程と、
    前記摩耗エネルギーを、前記タイヤの使用条件及び前記頻度で重み付けをして、前記評価対象位置の摩耗量を計算する工程とを含む、
    タイヤの摩耗量予測方法。
  7. 車両に装着されたタイヤの使用条件と、その頻度との関係を示すタイヤの使用条件頻度分布を取得する演算処理装置を有する装置であって、
    前記タイヤの使用条件は、駆動時、制動時、左旋回時及び右旋回時に、前記タイヤに作用する力であり、
    前記演算処理装置は、前記車両の走行履歴を用いて、前記車両の加速度と、その頻度との関係を示す車両の加速度頻度分布を取得する車両加速度頻度分布取得部と、
    前記車両の加速度、前記車両の質量、及び、前記タイヤの使用条件に影響する影響因子に基づいて、前記タイヤの使用条件頻度分布を取得するタイヤ使用条件頻度分布取得部とを含む、
    タイヤの使用条件頻度分布取得装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001001723A (ja) 1999-06-23 2001-01-09 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤの摩耗予測方法
JP2007139708A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ摩耗試験方法
JP2010208567A (ja) 2009-03-12 2010-09-24 Toyota Motor Corp 車両用走行支援装置
JP2012167974A (ja) 2011-02-14 2012-09-06 Meidensha Corp 回転体速度/加速度の計測・制御装置
JP5504912B2 (ja) 2010-01-22 2014-05-28 横浜ゴム株式会社 タイヤの使用条件評価方法及び装置、並びにタイヤの摩耗予測方法及び装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8402094A (nl) * 1984-07-02 1986-02-03 Philips Nv Werkwijze voor het besturen van een verkeersregelsysteem en het verkeersregelsysteem voor het toepassen van de werkwijze.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001001723A (ja) 1999-06-23 2001-01-09 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤの摩耗予測方法
JP2007139708A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ摩耗試験方法
US20090120178A1 (en) 2005-11-22 2009-05-14 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd Tire wear test method
JP2010208567A (ja) 2009-03-12 2010-09-24 Toyota Motor Corp 車両用走行支援装置
JP5504912B2 (ja) 2010-01-22 2014-05-28 横浜ゴム株式会社 タイヤの使用条件評価方法及び装置、並びにタイヤの摩耗予測方法及び装置
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