特開 2018-80974 タイヤの接地特性測定方法及び測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-80974(P2018-80974A)

(43)【公開日】2018年5月24日

(54)【発明の名称】タイヤの接地特性測定方法及び測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20180420BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20180420BHJP

【ＦＩ】

   G01M17/02 B

   B60C19/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-222632(P2016-222632)

(22)【出願日】2016年11月15日

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小池 明大

(57)【要約】

【課題】センサの検出領域のサイズよりも小さい領域での検出を可能にした、タイヤの接地特性測定方法を提供する。
【解決手段】タイヤＴのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域を設定する。一つの仮想領域に対して、力センサ３が複数回接触するように、所定方向に沿ってタイヤ走行面１とタイヤＴとの接触位置をシフトさせてセンサ３による力の測定を複数回実行する。仮想領域とセンサ３との位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成する。マッピングデータ生成部４３により定まるセンサ３と仮想領域との力の釣り合い関係と、センサ３の検出値と、に基づき、仮想領域毎に力の値を算出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面に設けられた力センサの検出領域幅の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域を設定し、
一つの仮想領域に対して、前記力センサが複数回接触するように、所定方向に沿って前記タイヤ走行面と前記タイヤとの接触位置をシフトさせて前記センサによる力の測定を複数回実行し、
前記仮想領域と前記センサとの位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成し、
前記マッピングデータにより定まるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係と、前記センサの検出値と、に基づき、前記仮想領域毎に力の値を算出する、タイヤの接地特性測定方法。

【請求項2】

前記タイヤ走行面と前記タイヤとの接触位置を、前記センサの検出領域幅の１／２^ｎづつシフトさせてセンサによる力の測定を複数回実行し、
一つのセンサの検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合が全て等しいとして、仮想領域毎に力の値を算出する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

一つのセンサの検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合を、仮想領域とセンサとの重なり量に応じて算出し、仮想領域毎に力の値を算出する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記所定方向に沿ってシフトさせる測定に加えて、前記所定方向に直交する方向に沿ってシフトさせる測定を実行し、前記所定方向及び前記直交する方向の両方向に設定された複数の仮想領域毎に力の値を算出する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記複数回の測定でセンサが測定する領域よりもタイヤが接触する領域が小さい、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記センサが所定の配列方向に沿って複数配列されたセンサ群を用い、前記タイヤの接地面は、前記センサ群の配列方向の長さよりも小さい、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記タイヤ走行面とタイヤの接触位置を前記センサ群の配列方向に直交する方向に複数回移動させることで、前記センサ群による検出領域をライン状から面状に拡大させており、検出結果に基づき前記タイヤ走行面における接地領域を特定し、前記タイヤ走行面における非接地領域では、前記シフトを省略する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記タイヤ走行面は平坦面であり、前記タイヤ走行面に対して前記タイヤを転動させる、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

タイヤのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面に設けられた力センサの検出領域幅の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域を設定する仮想領域設定部と、
一つの仮想領域に対して、前記力センサが複数回接触するように、所定方向に沿って前記タイヤ走行面と前記タイヤとの接触位置をシフトさせて前記センサによる力の測定を複数回実行するタイヤ駆動制御部と、
前記仮想領域と前記センサとの位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成するマッピングデータ生成部と、
前記マッピングデータにより定まるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係と、前記センサの検出値と、に基づき、前記仮想領域毎に力の値を算出する、検出値算出部と、
を備える、タイヤの接地特性の測定装置。

【請求項10】

前記タイヤ駆動制御部は、前記タイヤ走行面と前記タイヤとの接触位置を、前記センサの検出領域幅の１／２^ｎづつシフトさせてセンサによる力の測定を複数回実行し、
前記検出値算出部は、一つのセンサの検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合が全て等しいとして、仮想領域毎に力の値を算出する、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記検出値算出部は、一つのセンサの検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合を、仮想領域とセンサとの重なり量に応じて算出し、仮想領域毎に力の値を算出する、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記所定方向に沿ってシフトさせる測定に加えて、前記所定方向に直交する方向に沿ってシフトさせる測定を実行し、前記所定方向及び前記直交する方向の両方向に設定された複数の仮想領域毎に力の値を算出する、請求項９〜１１のいずれかに記載の装置。

【請求項13】

前記複数回の測定でセンサが測定する領域よりもタイヤが接触する領域が小さい、請求項９〜１２のいずれかに記載の装置。

【請求項14】

前記センサが所定の配列方向に沿って複数配列されたセンサ群を用い、前記タイヤの接地面は、前記センサ群の配列方向の長さよりも小さい、請求項９〜１３のいずれかに記載の装置。

【請求項15】

前記タイヤ走行面とタイヤの接触位置を前記センサ群の配列方向に直交する方向に複数回移動させることで、前記センサ群による検出領域をライン状から面状に拡大させており、検出結果に基づき前記タイヤ走行面における接地領域を特定し、前記タイヤ走行面における非接地領域では、前記シフトを省略する、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記タイヤ走行面は平坦面であり、前記タイヤ走行面に対して前記タイヤを転動させる、請求項９〜１５のいずれかに記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タイヤの接地特性測定方法及び測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

転動するタイヤの接地特定を測定する方法として、例えば特許文献１には、力センサを設けた回転ドラムにタイヤを接地させ、回転ドラムとタイヤを共に回転させ、センサとタイヤを接触させて、センサによりタイヤの接地特性を測定する方法が開示されている。力センサとして、３分力センサが用いられ、タイヤの接地圧、タイヤ幅方向のせん断応力、及びタイヤ周方向せん断応力が測定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２１０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

センサは、所定サイズの検出領域を有し、当該検出領域における力を測定する。検出領域毎に力を測定するため、検出領域よりも小さい領域での測定は不可能である。例えば、検出領域のサイズが８ｍｍである場合、タイヤの主溝の幅は８ｍｍよりも小さいことが多いので、主溝の境界部分を詳細に評価することができない。得られる力の分布の最小単位は、検出領域のサイズとなってしまう。よって、センサの検出領域よりも小さな領域での検出が望まれる

【0005】

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、センサの検出領域のサイズよりも小さい領域での検出を可能にした、タイヤの接地特性測定方法及び測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

【0007】

すなわち、本開示のタイヤの接地特性測定方法は、
タイヤのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面に設けられた力センサの検出領域幅の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域を設定し、
一つの仮想領域に対して、前記力センサが複数回接触するように、所定方向に沿って前記タイヤ走行面と前記タイヤとの接触位置をシフトさせて前記センサによる力の測定を複数回実行し、
前記仮想領域と前記センサとの位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成し、
前記マッピングデータにより定まるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係と、前記センサの検出値と、に基づき、前記仮想領域毎に力の値を算出する。

【0008】

このように、一つの仮想領域に対して力センサが複数回接触するようにし、仮想領域とセンサの位置関係により、一つのセンサの検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合が定まるので、力の釣り合い関係を計算で解くことが可能になる。その結果、センサの検出領域よりも小さな仮想領域を一つの単位として検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示におけるタイヤの接地特定測定装置を示す側面図及びブロック図。

【図2】タイヤ走行面を示す平面図。

【図3】タイヤ走行面に設けられた力センサとタイヤとの接触位置を模式的に示す図。

【図4A】タイヤ幅方向に沿ってシフトさせる様子を示す図。

【図4B】タイヤ周方向に沿ってシフトさせる様子を示す図。

【図5A】センサの検出領域と、設定される仮想領域との関係を示す図。

【図5B】センサの検出領域と、設定される仮想領域との関係を示す図。

【図6】タイヤの接地面と、センサ群との位置関係を示す図。

【図7】検出領域が８ｍｍ角であるセンサ群を用いて測定した接地圧Ｐｚの結果を示す図。

【図8】検出領域が８ｍｍ角であるセンサ群を用い、２ｍｍの仮想領域を設定して測定した接地圧Ｐｚの結果を示す図。

【図9】検出領域が８ｍｍ角であるセンサ群を用い、２ｍｍの仮想領域を設定して測定した周方向せん断応力Ｐｘの結果を示す図。

【図10】検出領域が８ｍｍ角であるセンサ群を用い、２ｍｍの仮想領域を設定して測定した幅方向せん断応力Ｐｙの結果を示す図。

【図11】タイヤの接地特定測定方法を示すフローチャート。

【図12】タイヤとセンサの位置関係を示す図。

【図13】タイヤ走行面に設けられた力センサとタイヤとの接触位置を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。

【0011】

＜タイヤの接地特定測定装置＞
図１及び図２に示すように、タイヤの接地特性測定装置は、タイヤＴを走行させるための走行面１と、走行面１にタイヤＴを接地させ且つ転動させるタイヤ駆動装置２と、走行面１に設けられる力センサ３と、コンピュータで実現される制御部４と、を有する。

【0012】

走行面１は、平面視で矩形状であり、平坦面である。力センサ３は、矩形状の検出領域Ａ１を有し、検出領域Ａ１にタイヤＴが接触したときに、検出領域Ａ１を一単位として力を測定する。本実施形態では、検出領域Ａ１は、幅Ｗ１が８ｍｍの正方形であるが、これに限定されない。力センサ３は、３分力センサであり、タイヤと接触した部位の荷重ｆｚ、幅方向せん断力ｆｙ、及び周方向せん断力ｆｘが測定可能である。力センサ３は所定の配列方向ＡＤに沿って複数配列されてセンサ群３Ｇを構成している。本実施形態では、走行するタイヤＴの幅方向ｙと、センサ群３Ｇの配列方向ＡＤとが一致しており、タイヤＴの周方向ｘ（転動方向）と、センサ群３Ｇの配列方向ＡＤに直交する方向とが一致しているが、これに限定されない。例えば、タイヤＴの周方向ｘ（転動方向）とセンサ群３Ｇの配列方向とを一致させてもよい。また、旋回させながら測定する場合には、センサ群３Ｇの配列方向ＡＤと、タイヤＴの周方向又は幅方向が一致しない場合がある。

【0013】

図１に示すように、タイヤ駆動装置２は、タイヤＴを走行面１に押圧して接地させ、タイヤ進行方向ＭＤに沿ってスライド移動することで、タイヤＴを転動させる。本実施形態では、走行面１を固定としてタイヤ駆動装置２がスライド移動する。走行面１とタイヤ駆動装置２が相対的に移動可能であれば、これに限定されない。例えば、タイヤ駆動装置２を固定とし走行面１を動かしてもよい。力センサ３とタイヤＴの接触位置は、タイヤＴの転動を開始する位置を異ならせることで調整可能である。

【0014】

制御部４は、タイヤ駆動装置２の駆動を制御するタイヤ駆動制御部４０と、力センサ３からの信号を受けて、センサの検出結果を記憶する検出結果記憶部４１と、仮想領域設定部４２と、マッピングデータ生成部４３と、検出値算出部４４と、を有する。

【0015】

図３は、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３とタイヤＴとの接触位置を模式的に示す図である。図中では、説明を容易にするために、センサ３を３つとしているが、センサ３は一つ以上であればよい。図３の例では、タイヤＴを一回走行させる毎に、タイヤ幅方向ｙにタイヤの位置をシフトさせ、２回の測定を実行している。

【0016】

仮想領域設定部４２は、図３に示すように、タイヤＴのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域（図３の例ではＬ１〜Ｌ５）を設定する。仮想領域（図３の例ではＬ１〜Ｌ５）は、力の測定の単位領域となる。

【0017】

タイヤ駆動制御部４０は、図３に示すように、一つの仮想領域に対して力センサが複数回接触するように、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３とタイヤＴとの接触位置を、所定方向（図３ではタイヤ幅方向ｙ）に沿ってシフトさせる。そのときに、センサ３による力の測定が複数回実行され、検出結果記憶部４１にセンサ３の検出結果が記憶される。ｎは１以上の自然数であり、所望の分解能に応じて適宜設定可能である。図３の例ではｎ＝１であり、分解能を２倍に向上させている。本実施形態では、センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎづつシフトするように、タイヤ走行面１とタイヤＴとを接触させる。

【0018】

マッピングデータ生成部４３は、仮想領域とセンサ３との位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成する。図３の例では、シフト量がセンサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎであるので、一つのセンサ３の検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合が全て等しい。よって、マッピングデータ生成部４３は、位置関係そのものではなく、センサと位置関係の対応関係のみを対応付けている。測定時点ｔ１において、センサ（Ｎ１）と仮想領域（Ｌ１）とが対応付けられており、センサ（Ｎ２）と仮想領域（Ｌ２、Ｌ３）とが対応付けられており、センサ（Ｎ３）と仮想領域（Ｌ４、Ｌ５）とが対応付けられている。測定時点ｔ２において、センサ（Ｎ１）と仮想領域（Ｌ１、Ｌ２）とが対応付けられており、センサ（Ｎ２）と仮想領域（Ｌ３、Ｌ４）とが対応付けられており、センサ（Ｎ３）と仮想領域（Ｌ５）とが対応付けられている。

【0019】

検出値算出部４４は、マッピングデータにより定まるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係と、センサ３の検出値と、に基づき仮想領域（図３ではＬ１〜Ｌ５）毎に対応する力（図３ではｆ_Ｌ１〜ｆ_Ｌ５）を算出する。

【0020】

図３の例において、測定時点ｔ１におけるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係は次の通りである。センサＮ１〜Ｎ３の検出値は、それぞれＦｓ_{Ｎ１＿ｔ１}、Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ１}、Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ１}で表される。仮想領域Ｌ１〜Ｌ５における検出対象の力は、それぞれｆ_Ｌ１、ｆ_Ｌ２、ｆ_Ｌ３、ｆ_Ｌ４、ｆ_Ｌ５で表される。
Ｆｓ_{Ｎ１＿ｔ１}＝ｆ_Ｌ１
Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ１}＝ｆ_Ｌ２＋ｆ_Ｌ３
Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ１}＝ｆ_Ｌ４＋ｆ_Ｌ５

【0021】

測定時点ｔ２における力の釣り合い関係は次の通りである。センサＮ１〜Ｎ３の検出値は、それぞれＦｓ_{Ｎ１＿ｔ２}、Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ２}、Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ２}で表される。
Ｆｓ_{Ｎ１＿ｔ２}＝ｆ_Ｌ１＋ｆ_Ｌ２
Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ２}＝ｆ_Ｌ３＋ｆ_Ｌ４
Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ２}＝ｆ_Ｌ５

【0022】

全ての測定時点ｔ１〜ｔ２におけるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係は、次の式で表現される。

【数1】

【0023】

上記式における右辺は、センサ３の検出値であるので、未知項である仮想領域Ｌ１〜Ｌ５毎の力の値［ｆ_Ｌ１、ｆ_Ｌ２、ｆ_Ｌ３、ｆ_Ｌ４、ｆ_Ｌ５］を算出すればよい。算出方法は、反復法が望ましい。また、センサ数と仮想領域の数が増えた場合、左式のマトリックスは大規模になるが、計算方法は同一である。

【0024】

図３の例では、図４Ａに示すように所定方向（タイヤ幅方向ｙ）に沿ってシフトさせる測定を実行しているが、これに加えて、図４Ｂに示すように所定方向（タイヤ幅方向ｙ）に直交する方向（タイヤ周方向ｘ）に沿ってシフトさせる測定を実行し、所定方向（タイヤ幅方向ｙ）及び直交する方向（タイヤ周方向ｘ）に設定された複数の仮想領域毎に力の値を算出することが好ましい。シフトさせる測定を両方向（タイヤ幅方向ｙ、タイヤ周方向ｘ）にそれぞれ実行すれば、図５Ａに示すように、センサ３の検出領域Ａ１に対して両方向に仮想領域Ｌ（点線で示す）が設定できるので、両方向に分解能を向上させることができるからである。なお、タイヤ幅方向ｙのみにシフトさせた場合には、図５Ｂに示すように、センサ３の検出領域Ａ１に対してタイヤ幅方向ｙに沿って複数の仮想領域Ｌが設定されるので、タイヤ幅方向ｙのみ分解能を向上させることができる。タイヤ幅方向ｙに沿った力の検出のみを行うときには、測定回数を減らせて有用である。勿論、シフト方向をタイヤ周方向ｘのみにしてもよい。

【0025】

精度を高めるためには、複数回の測定でセンサが測定する領域よりもタイヤが接触する領域が小さいことが好ましい。図３に示すように、測定時点ｔ１においてセンサ（Ｎ１）には仮想領域Ｌ１のみが接触すると仮定し、測定時点ｔ２においてセンサ（Ｎ３）には仮想領域Ｌ５のみが接触すると仮定している。万一、仮想領域以外にセンサに接触しているものがあれば、数式を解くことは可能であるが、誤差が含まれるからである。

【0026】

本実施形態では、図２に示すように、センサ３が配列方向ＡＤに沿って複数配列されたセンサ群３Ｇを用いている。タイヤ幅方向ｙにおいては、タイヤＴの接地面は、センサ群３Ｇの配列方向ＡＤの長さよりも小さい。この条件であれば、センサが測定する領域よりもタイヤが接触する領域が小さいので、誤差を低減又は無くすことができる。

【0027】

図６は、タイヤＴの接地面と、センサ群３Ｇとの位置関係を示す図である。本実施形態では、タイヤの接地面を測定するため、図６に示すように、タイヤ走行面１とタイヤＴの接触位置をセンサ群３Ｇの配列方向ＡＤに直交する方向に複数回移動させることで、センサ群３Ｇによる検出領域をライン状から面状に拡大させている。本実施形態では、センサ３が８ｍｍ角であるので、２０回測定することで１６０ｍｍの検出領域を得ている。

【0028】

この場合、検出結果に基づき、タイヤ走行面１における接地領域（図６で斜線で示す）を特定し、タイヤ走行面１における非接地領域では、１／２^ｎシフトさせる測定を省略することが好ましい。測定回数を減らせて有用である。非接触領域では、タイヤＴが接地していないために、力が０であり、測定しなくても結果が分かるからである。

【実施例】

【0029】

本開示の有用性を示すために、実例を示す。基礎パターンを有するサイズ２０５／６０Ｒ１５のタイヤの接地特性を測定した。荷重は３．６４ｋＮで、内圧は２３０ｋＰａである。転動条件は自由転動である。

【0030】

図７は、検出領域Ａ１が８ｍｍ角であるセンサ３が複数配列されたセンサ群３Ｇを用いて、周方向へセンササイズの８ｍｍ毎にシフトし、計測した力を並べ、計測した力をセンサ面積で除算し８ｍｍ角の分解能にて接地圧Pzを求めた結果である。

【0031】

図８は、検出領域Ａ１が８ｍｍ角であるセンサ３を用い、８ｍｍ×１／２^２＝２ｍｍづつシフトさせて、一方向あたりの測定数を図７よりも４倍分実行し、仮想領域（２ｍｍ）毎に接地圧Ｐｚを算出した結果である。図９は、図８と同様に測定し、仮想領域（２ｍｍ）毎に周方向せん断応力Ｐｘを算出した結果である。図１０は、図８と同様に測定し、仮想領域（２ｍｍ）毎に幅方向せん断応力Ｐｙを算出した結果である。

【0032】

図７及び図８を見て明らかなように、分解能が８ｍｍ／ピクセルから２ｍｍ／ピクセルに小さくなっているので、詳細な測定が可能となる。

【0033】

［タイヤの接地特定測定方法］
上記装置の動作について図１１を参照しつつ説明する。

【0034】

まず、ステップＳＴ１では、分解能を決めるためにｎを決定する。ｎの値が装置に入力される。図１２及び図８〜１０の例では、ｎ＝２とし、分解能を４倍に向上させる。

【0035】

次のステップＳＴ２において、仮想領域設定部４２は、タイヤＴのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎの大きさを有する仮想領域を設定する。

【0036】

次のステップＳＴ３において、タイヤ駆動制御部４０は、図１２に示すように、センサ３とタイヤＴとが第１の位置関係（１，１）にある状態にて接地測定を実行する。ここでは、タイヤ走行面１とタイヤＴの接触位置をセンサ群３Ｇの配列方向ＡＤに直交する方向に複数回（２０回）移動させることで、検出領域を面状に拡大している。

【0037】

次のステップＳＴ４において、タイヤ駆動制御部４０は、第１の位置関係（１，１）に対して、検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎづつタイヤ幅方向ｙにシフトさせた測定を、２^ｎ回実施する。第１の位置関係（１，１）からＷ１×１／２^ｎシフトさせると、位置関係（１，２）になる。さらにシフトさせると、位置関係（１，３）になる。さらにシフトさせると、位置関係（１，４）になる。これは、言い換えれば、一つの仮想領域に対して、センサ３が複数回接触するように、所定方向に沿ってタイヤ走行面１とタイヤＴとの接触位置をシフトさせてセンサ３による力の測定を実行することである。

【0038】

次のステップＳＴ５において、タイヤ駆動制御部４０は、上記位置関係（１，１）、（１，２）、（１，３）、（１，４）に対して、検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎづつタイヤ周方向ｘにシフトさせた測定を、２^ｎ回実施する。位置関係（１，１）からタイヤ周方向ｘにシフトさせると位置関係（２，１）になる。ステップＳＴ２〜４の測定により、（１，１）〜（１，４）、（２，１）〜（２，４）、（３，１）〜（３，４）、（４，１）〜（４，４）、計１６の位置関係で測定する。

【0039】

次のステップＳＴ６において、マッピングデータ生成部４３は、仮想領域とセンサ３との位置関係を、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成する。

【0040】

次のステップＳＴ７において、検出値算出部４４は、マッピングデータにより定まるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係と、センサの検出値と、に基づき、仮想領域毎に力の値を算出する。

【0041】

なお、ステップＳＴ３〜５において、図１２に示すように、一つの位置関係の面状の計測をライン状センサで行うためには、２０回の計測が必要である。１６面の計測を行うためには、２０×４×４＝３２０回の計測が必要となる。計測回数を低減して、計測時間を短縮するためには、２０回の計測後にタイヤの接地領域が特定可能となるので、非接地領域に対する１／２^ｎシフトの計測を省略すればよい。

【0042】

以上のように、本実施形態のタイヤの接地特性測定方法は、タイヤＴのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域を設定し（ＳＴ２）、
一つの仮想領域に対して、力センサ３が複数回接触するように、所定方向に沿ってタイヤ走行面１とタイヤＴとの接触位置をシフトさせてセンサ３による力の測定を複数回実行し（ＳＴ３〜５）、
仮想領域とセンサ３との位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成し（ＳＴ６）、
マッピングデータ生成部４３により定まるセンサ３と仮想領域との力の釣り合い関係と、センサ３の検出値と、に基づき、仮想領域毎に力の値を算出する（ＳＴ７）。

【0043】

本実施形態のタイヤの接地特性測定装置は、
タイヤＴのうち測定対象となる領域に、タイヤ走行面１に設けられた力センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎ（ｎは１以上の自然数）の大きさを有する仮想領域を設定する仮想領域設定部４２と、
一つの仮想領域に対して、力センサ３が複数回接触するように、所定方向に沿ってタイヤ走行面１とタイヤＴとの接触位置をシフトさせてセンサ３による力の測定を複数回実行するタイヤ駆動制御部４０と、
仮想領域とセンサ３との位置関係に関するデータを、測定時点毎に対応付けたマッピングデータを生成するマッピングデータ生成部４３と、
マッピングデータ生成部４３により定まるセンサ３と仮想領域との力の釣り合い関係と、センサ３の検出値と、に基づき、仮想領域毎に力の値を算出する検出値算出部４４と、を備える。

【0044】

このように、一つの仮想領域に対して力センサ３が複数回接触するようにし、仮想領域とセンサ３の位置関係により、一つのセンサ３の検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合が定まるので、力の釣り合い関係を計算で解くことが可能になる。その結果、センサ３の検出領域Ａ１よりも小さな仮想領域を一つの単位として検出が可能になる。

【0045】

本実施形態では、タイヤ走行面１とタイヤＴとの接触位置を、センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎづつシフトさせてセンサ３による力の測定を複数回実行し、一つのセンサ３の検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合が全て等しいとして、仮想領域毎に力の値を算出している。

【0046】

このように、センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎづつシフトさせるので、一つのセンサに入力される各々の仮想領域の力の割合が等しくなり、力の釣り合い関係を計算で解くことが可能になる。その結果、センサ３の検出領域Ａ１よりも小さな仮想領域を一つの単位として検出が可能になる。

【0047】

本実施形態では、所定方向（タイヤ幅方向ｙ）に沿ってシフトさせる測定に加えて、所定方向に直交する方向（タイヤ周方向ｘ）に沿ってシフトさせる測定を実行し、所定方向（タイヤ幅方向ｙ）及び直交する方向（タイヤ周方向ｘ）の両方向に設定された複数の仮想領域毎に力の値を算出する。

【0048】

この構成によれば、２つの方向に仮想領域が設定されるので、両方向に分解能を向上させることが可能となる。

【0049】

本実施形態では、複数回の測定でセンサが測定する領域よりもタイヤが接触する領域が小さい。

【0050】

このようにすれば、仮想領域以外に接触点が存在するといった誤差が含まれないので、精度を向上させることが可能となる。

【0051】

この一つの態様として、センサ３が所定の配列方向ＡＤに沿って複数配列されたセンサ群３Ｇを用い、タイヤＴの接地面は、センサ群３Ｇの配列方向ＡＤの長さよりも小さいことが挙げられる。

【0052】

タイヤ走行面１とタイヤＴの接触位置をセンサ群３Ｇの配列方向ＡＤに直交する方向に複数回移動させることで、センサ群３Ｇによる検出領域をライン状から面状に拡大させており、検出結果に基づきタイヤ走行面１における接地領域を特定し、タイヤ走行面１における非接地領域では、シフトを省略する。

【0053】

このようにすれば、計測値が０であることが判明している箇所の測定を省略して、計測回数を減らし、計測時間を短縮することが可能となる。

【0054】

本実施形態では、タイヤ走行面１は平坦面であり、タイヤ走行面１に対してタイヤＴを転動させる。

【0055】

この構成によれば、タイヤをタイヤ走行面１に転動させる度に、タイヤとタイヤ走行面１とを一旦離して、転動開始位置を異ならせるだけで、センサとタイヤの接触位置の制御を行えるため、制御しやすい。勿論、センサとタイヤの接触位置の制御ができるのであれば、文献１のように、走行面をドラム形状にして、連続走行させて計測するのでもよい。

【0056】

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0057】

例えば、本実施形態では、センサ３がライン状に配列されたセンサ群３Ｇを用いて計測しているが、これに限定されない。センサ３がマトリックス状に配置されたセンサ群を用いれば、計測時間を短縮することができる。また、計測時間がかかるが、単一のセンサ３のみを用いた計測も可能である。

【0058】

上記実施形態では、シフト量は、センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２^ｎに設定されているが、変更可能である。図１３の例は、シフト量を、センサ３の検出領域幅Ｗ１の１／２に制御しようとしたところ、シフト量が、センサ３の検出領域幅Ｗ１の３／４になってしまった例である。このような場合は、仮想領域とセンサ３との位置関係を別途検知する検知部が必要である。例えば、タイヤの回転パルスと、路面板や路面ドラムの駆動パルスにより検知することができる。

【0059】

図１３において、測定時点ｔ１におけるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係は次の通りである。センサＮ１〜Ｎ３の検出値は、それぞれＦｓ_{Ｎ１＿ｔ１}、Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ１}、Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ１}で表される。仮想領域Ｌ１〜Ｌ５における検出対象の力は、それぞれｆ_Ｌ１、ｆ_Ｌ２、ｆ_Ｌ３、ｆ_Ｌ４、ｆ_Ｌ５で表される。測定時点ｔ１におけるセンサＮ１の検出値に含まれる仮想領域Ｌ１の力の割合（重み）は、Ｗ_{ｔ１＿Ｎ１＿Ｌ１}で表される。
Ｆｓ_{Ｎ１＿ｔ１}＝Ｗ_{ｔ１＿Ｎ１＿Ｌ１}・ｆ_Ｌ１
Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ１}＝Ｗ_{ｔ１＿Ｎ２＿Ｌ２}・ｆ_Ｌ２＋Ｗ_{ｔ１＿Ｎ２＿Ｌ３}・ｆ_Ｌ３
Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ１}＝Ｗ_{ｔ１＿Ｎ３＿Ｌ４}・ｆ_Ｌ４＋Ｗ_{ｔ１＿Ｎ３＿Ｌ５}・ｆ_Ｌ５

【0060】

測定時点ｔ２における力の釣り合い関係は次の通りである。センサＮ１〜Ｎ３の検出値は、それぞれＦｓ_{Ｎ１＿ｔ２}、Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ２}、Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ２}で表される。
Ｆｓ_{Ｎ１＿ｔ２}＝Ｗ_{ｔ２＿Ｎ１＿Ｌ１}・ｆ_Ｌ１＋Ｗ_{ｔ２＿Ｎ１＿Ｌ２}・ｆ_Ｌ２＋Ｗ_{ｔ２＿Ｎ１＿Ｌ３}・ｆ_Ｌ３
Ｆｓ_{Ｎ２＿ｔ２}＝Ｗ_{ｔ２＿Ｎ２＿Ｌ３}・ｆ_Ｌ３＋Ｗ_{ｔ２＿Ｎ２＿Ｌ４}・ｆ_Ｌ４＋Ｗ_{ｔ２＿Ｎ２＿Ｌ５}・ｆ_Ｌ５
Ｆｓ_{Ｎ３＿ｔ２}＝Ｗ_{ｔ２＿Ｎ３＿Ｌ５}・ｆ_Ｌ５
ここで、図１３の下部に示すように、センサＮ１と仮想領域Ｌ１〜Ｌ３の重なり量は、それぞれ０．２５×Ｗ１、０．５×Ｗ１、０．２５×Ｗ１であり、Ｗ_{ｔ２＿Ｎ１＿Ｌ１}、Ｗ_{ｔ２＿Ｎ１＿Ｌ２}、Ｗ_{ｔ２＿Ｎ１＿Ｌ３}＝０．２５、０．５、０．２５である。

【0061】

全ての測定時点ｔ１〜ｔ２におけるセンサと仮想領域との力の釣り合い関係は、次の式で表現される。

【数2】

【0062】

このように、一つのセンサの検出値に含まれる複数の仮想領域の力の割合を、仮想領域とセンサとの重なり量に応じて算出し、仮想領域毎に力の値を算出するように構成することも可能である。

【0063】

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0064】

１…タイヤ走行面
３…センサ
４０…タイヤ駆動制御部
４２…仮想領域設定部
４３…マッピングデータ生成部
４４…検出値算出部
Ｔ…タイヤ
Ｗ１…検出領域幅
Ｌ、Ｌ１〜Ｌ５…仮想領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】