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(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】P2024061987
(43)【公開日】2024-05-09
(54)【発明の名称】タイヤ摩耗量予測方法、タイヤ摩耗量予測システム
(51)【国際特許分類】
G01M 17/02 20060101AFI20240430BHJP
【ＦＩ】
G01M17/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022169690
(22)【出願日】2022-10-24
(71)【出願人】
【識別番号】000003148
【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】井上 寛治
(57)【要約】
【課題】予測精度を向上させたタイヤ摩耗量予測技術を提案する。
【解決手段】車両走行中に加速度センサが計測した車両の加速度の前後方向及び左右方向の２方向それぞれを細分化した複数の区間を設定し、２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定し、複数個の計測データをそれぞれいずれかの走行モードに分類し、一部の複数の走行モードを使用モードに設定し、各々の使用モードの頻度を算出し、各々の使用モードについて前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得し、各々の使用モードについてタイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を取得し、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出し、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する。
【選択図】図３
【解決手段】車両走行中に加速度センサが計測した車両の加速度の前後方向及び左右方向の２方向それぞれを細分化した複数の区間を設定し、２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定し、複数個の計測データをそれぞれいずれかの走行モードに分類し、一部の複数の走行モードを使用モードに設定し、各々の使用モードの頻度を算出し、各々の使用モードについて前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得し、各々の使用モードについてタイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を取得し、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出し、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両走行中に加速度センサが計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得することと、
加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定することと、
取得した複数個の計測データをそれぞれ、前記複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類することと、
前記複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定することと、
各々の前記使用モードの頻度を算出することと、
各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得することと、
各々の使用モードについて、前記タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得することと、
各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出することと、
各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出することと、
を含む、タイヤ摩耗量予測方法。
ここで、ｈｉがｉ番目の使用モードでの走行距離Ｌのタイヤ摩耗量を表し、Ｈ０が初期溝深さを表し、Ｅｌｚｉがｉ番目の使用モードでのベルト横曲げ剛性を表し、Ｓｘｉがｉ番目の使用モードの前後方向の加速度と重力加速度の比の２乗に頻度をかけた値を表し、Ｓｙｉがｉ番目の使用モードの左右方向の加速度と重力加速度の比の２乗に頻度をかけた値を表し、Ｆｚｉがｉ番目の使用モードでのタイヤ荷重を表し、ｗｉがｉ番目の使用モードでの接地幅を表し、ｌｉがｉ番目の使用モードでの接地長を表し、ＣＳｉがｉ番目の使用モードでのコーナリングスティフネスを表し、ＡＳｉがｉ番目の使用モードでのアライニングスティフネスを表し、ＤＳｉがｉ番目の使用モードでのドライビングスティフネスを表し、ｋｓが軸方向弾性係数を示し、ｒがタイヤ半径を表す。
加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定することと、
取得した複数個の計測データをそれぞれ、前記複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類することと、
前記複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定することと、
各々の前記使用モードの頻度を算出することと、
各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得することと、
各々の使用モードについて、前記タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得することと、
各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出することと、
各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出することと、
を含む、タイヤ摩耗量予測方法。
【数1】
【請求項2】
前記複数の使用モードは、前後方向または左右方向のいずれかの加速度の区間に０が含まれる使用モードを含む、請求項１に記載のタイヤ摩耗量予測方法。
【請求項3】
前記複数の使用モードは、前後方向の加速度の区間に０が含まれる第１使用モードと、左右方向の加速度の区間に０が含まれる第２使用モードと、を含む、請求項２に記載のタイヤ摩耗量予測方法。
【請求項4】
前記計測データが分類された全ての走行モードが前記使用モードに設定されている、請求項３に記載のタイヤ摩耗量予測方法。
【請求項5】
車両走行中に加速度センサが計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得する計測データ取得部と、
加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する走行モード設定部と、
取得した複数個の計測データをそれぞれ、前記複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する分類部と、
前記複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する使用モード設定部と、
各々の前記使用モードの頻度を算出する頻度算出部と、
各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得するタイヤ荷重取得部と、
各々の使用モードについて、前記タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得するパラメータ取得部と、
各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する第１摩耗量算出部と、
各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する第２摩耗量算出部と、
を備える、タイヤ摩耗量予測システム。
ここで、ｈｉがｉ番目の使用モードでの走行距離Ｌのタイヤ摩耗量を表し、Ｈ０が初期溝深さを表し、Ｅｌｚｉがｉ番目の使用モードでのベルト横曲げ剛性を表し、Ｓｘｉがｉ番目の使用モードの前後方向の加速度と重力加速度の比の２乗に頻度をかけた値を表し、Ｓｙｉがｉ番目の使用モードの左右方向の加速度と重力加速度の比の２乗に頻度をかけた値を表し、Ｆｚｉがｉ番目の使用モードでのタイヤ荷重を表し、ｗｉがｉ番目の使用モードでの接地幅を表し、ｌｉがｉ番目の使用モードでの接地長を表し、ＣＳｉがｉ番目の使用モードでのコーナリングスティフネスを表し、ＡＳｉがｉ番目の使用モードでのアライニングスティフネスを表し、ＤＳｉがｉ番目の使用モードでのドライビングスティフネスを表し、ｋｓが軸方向弾性係数を示し、ｒがタイヤ半径を表す。
加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する走行モード設定部と、
取得した複数個の計測データをそれぞれ、前記複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する分類部と、
前記複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する使用モード設定部と、
各々の前記使用モードの頻度を算出する頻度算出部と、
各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得するタイヤ荷重取得部と、
各々の使用モードについて、前記タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得するパラメータ取得部と、
各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する第１摩耗量算出部と、
各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する第２摩耗量算出部と、
を備える、タイヤ摩耗量予測システム。
【数2】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、タイヤ摩耗量予測方法、タイヤ摩耗量予測システムに関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤの実車摩耗試験は、テストタイヤを装着した実車を屋外のテストコースにて走行させることにより行うが、実車走行による摩耗試験はコストが問題となる。特許文献１には、第１テストタイヤを装着した実車がテストコースを走行する際の前後方向及び左右方向の加速度を計測して、計測データを前後方向及び左右方向の加速度を細分化した複数の走行モードに分類し、各走行モードにおける走行条件を求め、各走行モードについて走行条件に合致するように台上のタイヤ摩耗試験機で第２テストタイヤの摩耗試験を実施することが開示されている。
【0003】
非特許文献１は、非特許文献２を引用する文献である。非特許文献１，２では、タイヤの摩耗方程式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－１３９７０８号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Y. Nakajima "Advanced Tire Mechanics" (Springer Nature Singapore,2019 ) Chapter14 Wear of Tires, p.1033-1036.
【非特許文献2】真下敏雄，「最近のタイヤ摩耗の研究について」，シンポジウム「車両運動とタイヤ」資料(1983)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１では、最終的に台上のタイヤ摩耗試験機でのテストが必要となり、更なる試験の削減が望まれる。非特許文献１，２では、テストコースを走行する実車に発生する前後方向及び左右方向の加速度の平均値と静止状態での荷重とを満たすパラメータを求め、タイヤの摩耗方程式を解くと考えられる。そのため、走行で生じる加速度の平均値や荷重の代表値を用いており、実車摩耗試験の結果に対する予測精度の向上が求められると考えられる。
【0007】
本開示は、予測精度を向上させたタイヤ摩耗量予測方法、タイヤ摩耗量予測システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示のタイヤ摩耗量予測方法は、車両走行中に加速度センサが計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得することと、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定することと、取得した複数個の計測データをそれぞれ、前記複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類することと、前記複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定することと、各々の前記使用モードの頻度を算出することと、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得することと、各々の使用モードについて、前記タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得することと、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出することと、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出することと、を含む。
【0009】
本開示のタイヤ摩耗量予測システムは、車両走行中に加速度センサが計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得する計測データ取得部と、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する走行モード設定部と、取得した複数個の計測データをそれぞれ、前記複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する分類部と、前記複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する使用モード設定部と、各々の前記使用モードの頻度を算出する頻度算出部と、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得するタイヤ荷重取得部と、各々の使用モードについて、前記タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得するパラメータ取得部と、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する第１摩耗量算出部と、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する第２摩耗量算出部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態のタイヤ摩耗量予測方法で用いられるシステム全体を示すブロック図。
【図2】第１実施形態のタイヤ摩耗量予測システムを示すブロック図。
【図3】タイヤ摩耗量予測方法を示すフローチャート。
【図4】加速度頻度分布データに関する説明図。
【図5】第１実施形態の加速度頻度分布データを構成する複数の走行モードのうち使用モードを斜線で示す説明図。
【図6】変形例についての使用モードを斜線で示す説明図。
【図7】変形例についての使用モードを斜線で示す説明図。
【図8】変形例についての使用モードを斜線で示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
以下、本開示の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
【0012】
［タイヤ摩耗量予測システム］
第１実施形態のタイヤ摩耗量予測システム２は、タイヤ摩耗量を予測（算出）する。図１に示すように、タイヤ摩耗量予測システム２は、テストコースを走行する実車に取り付けられた加速度センサ１０が計測した計測データＤ１を取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、タイヤ挙動予測システム１１からタイヤ挙動データを取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知のコーナリング試験機１２からコーナリングスティフネス（ＣＳ）及びアライニングスティフネス（ＡＳ）を取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知の駆制動試験機１３からドライビングスティフネス（ＤＳ）を取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知の接地面観察機１４から接地面形状データを取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知のタイヤサイド剛性試験機１５からサイド剛性（軸方向弾性係数ｋｓ）を取得可能である。
第１実施形態のタイヤ摩耗量予測システム２は、タイヤ摩耗量を予測（算出）する。図１に示すように、タイヤ摩耗量予測システム２は、テストコースを走行する実車に取り付けられた加速度センサ１０が計測した計測データＤ１を取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、タイヤ挙動予測システム１１からタイヤ挙動データを取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知のコーナリング試験機１２からコーナリングスティフネス（ＣＳ）及びアライニングスティフネス（ＡＳ）を取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知の駆制動試験機１３からドライビングスティフネス（ＤＳ）を取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知の接地面観察機１４から接地面形状データを取得可能である。タイヤ摩耗量予測システム２は、公知のタイヤサイド剛性試験機１５からサイド剛性（軸方向弾性係数ｋｓ）を取得可能である。
【0013】
図２に示すように、タイヤ摩耗量予測システム２は、計測データ取得部２０と、走行モード設定部２１と、分類部２２と、使用モード設定部２３と、頻度算出部２４と、タイヤ荷重取得部２５と、パラメータ取得部２６と、第１摩耗量算出部２７と、第２摩耗量算出部２８と、を有する。これらの各部（２０～２８）は、プロセッサ２ａ、メモリ２ｂ、各種インターフェイス等を備えたコンピュータにおいて予め記憶されている図３に示す処理ルーチンをプロセッサ２ａが実行することによりソフトウェア及びハードウェアが協働して実現される。本実施形態では、１つの装置におけるプロセッサ２ａが各部を実現しているが、これに限定されない。例えば、ネットワークを用いて分散させ、複数のプロセッサ２ａが各部の処理を実行するように構成してもよい。すなわち、１又は複数のプロセッサ２ａが処理を実行する。メモリ２ｂは、計測データＤ１、加速度頻度分布データＤ２、タイヤ荷重データＤ３、パラメータＤ４等のタイヤ摩耗量を算出するために必要なデータを記憶する。
【0014】
計測データ取得部２０は、複数個の計測データＤ１を取得する。計測データＤ１は、車両に設けられた加速度センサ１０が走行中に計測した加速度を含む。計測データＤ１は、車両の２方向の加速度、つまり、車両の前後方向の前後加速度Ａｘ、左右方向の左右加速度Ａｙを含む（図４参照）。加速度の単位は［ｍ／ｓ２］である。加速度センサ１０が３軸の加速度を検出する場合には、計測データＤ１に上下方向の加速度が含まれていてもよい。計測データ取得部２０が計測データＤ１を取得する前提として、加速度計測工程が実施され、加速度計測工程により、複数個の計測データＤ１が生成される。加速度計測工程では、実車の所定位置（例えば重心位置）に加速度センサ１０が設けられた実車を所定のテストコースを走行させ、車両走行中に加速度センサ１０が加速度を計測する。例えば、走行コースのスタート地点にて車両が停止状態から加速し、カーブ手前で減速してカーブを曲がり、その後に加速し、その後、加速や減速、旋回を繰り返した後に、走行コースのゴール地点で車両が停止するまでに、加速度センサ１０が加速度を計測することが一例として挙げられる。第１テストタイヤを装着した実車で計測された計測データＤ１は、第１テストタイヤ以外の第２テストタイヤのタイヤ摩耗量の予測に利用可能である。すなわち、テストコースが同じである限り、１つのテストタイヤ（第１テストタイヤ）を装着した実車による走行試験を１回実行すればよく、その際に計測された計測データＤ１を用いて他のタイヤのタイヤ摩耗量を予測可能となる。
【0015】
計測データ取得部２０は、計測データＤ１を取得できれば、どのような手段で加速度センサ１０から計測データＤ１を取得してもよい。例えば、車両に搭載されたコンピュータの記憶媒体に計測データＤ１が記憶され、車両走行の完了後に、その記録媒体がタイヤ摩耗量予測システム２の読み取り装置に取り付けられて、読み取り装置から計測データＤ１を取得するようにしてもよい。また、計測データ取得部２０は、車両の加速度センサ１０を含むコンピュータから無線通信で計測データＤ１を受領してもよい。
【0016】
走行モード設定部２１は、複数の走行モードを設定する。走行モード設定部２１は、図４に模式的に示すように、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定する。図４では１つのボックスの辺が１つの区間に相当する。１つの走行モードは、図に示す１つのボックスで表すことができる。１つのボックス（走行モード）は、２方向の区間（辺）の組み合わせで構成される。本実施形態では、２方向をそれぞれ０．０５ｍ／ｓ２毎に分割しており、それゆえに、１つの走行モード（ボックス）の加速度の範囲（辺の幅）は０．０５ｍ／ｓ２である。区間の幅が０．０５ｍ／ｓ２であるので、各々の走行モードの代表値は、＋０．１０［ｍ／ｓ２］，＋０．０５［ｍ／ｓ２］，０［ｍ／ｓ２］，－０．０５［ｍ／ｓ２］，－０．１０［ｍ／ｓ２］というように変化する。走行モード設定部２１は、計測データＤ１が分類されない走行モードを設定することを避けるために、複数個の計測データＤ１を参照して走行モードを設定することが好ましい。
【0017】
分類部２２は、計測データ取得部２０が取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する。計測データは、各方向の加速度が合致する走行モードに分類される。例えば、前後加速度Ａｘが０．１２ｍ／ｓ２の場合、代表値が０．１０ｍ／ｓ２であり且つ加速度範囲が０．０７５～０．１２５ｍ／ｓ２である走行モードに分類される。これにより、計測データは、必ずいずれかの走行モードに分類される。走行モードは、１つも計測データが分類されない場合があり、また、分類される計測データの数も異なる。計測データＤ１を複数の走行モードのいずれかに分類することにより、複数の走行モードと、各々の走行モードの頻度とを有する加速度頻度分布データＤ２を生成可能となる。頻度は、その走行モードが、全ての計測データにおいて出現する頻度を表す。図４に例示するように、或る走行モードＭ１は、代表値の前後加速度Ａｘ、代表値の左右加速度Ａｙを有し、後述する頻度（頻度値：０．１）が対応付けられている。同様に、或る走行モードＭ２は、代表値の前後加速度Ａｘ、代表値の左右加速度Ａｙを有し、頻度（頻度値：０．０１）が対応付けられている。なお、複数個の計測データＤ１を走行モードに分類すればよく、後述する使用モードを設定する前に、頻度を算出しなくてもよいし、頻度を算出してもよい。図４に示す加速度頻度分布データＤ２は、前後方向の区間及び左右方向の区間が１１個であり、走行モードが１１×１１＝１２１個の例を挙げているが、区間の数は分解能であり、任意に変更可能である。
【0018】
使用モード設定部２３は、図４に示す複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する。複数の走行モードが使用モードに設定されていればよく、全ての走行モードを使用モードに設定してもよいし、全ての走行モードのうちの一部である複数の走行モードを使用モードに設定してもよい。図５は、第１実施形態において使用モードに設定した複数の走行モードを斜線で示している。図５で示す例では、前後方向または左右方向のいずれかの加速度の区間に０が含まれる使用モードを有する。具体的には、複数の使用モードには、前後方向の加速度の区間に０が含まれる第１使用モード（Ｍ０，５，Ｍ０，４，Ｍ０，３，Ｍ０，２，Ｍ０，１，Ｍ０，０，Ｍ０，－１，Ｍ０，－２，Ｍ０，－３，Ｍ０，－４，Ｍ０，－５）を含んでおり、左右方向の加速度の区間に０が含まれる第２使用モード（Ｍ５，０，Ｍ４，０，Ｍ３，０，Ｍ２，０，Ｍ１，０，Ｍ０，０，Ｍ－１，０，Ｍ－２，０，Ｍ－３，０，Ｍ－４，０，Ｍ－５，０）を含んでいる。
【0019】
頻度算出部２４は、各々の使用モードの頻度を算出する。具体的には、頻度算出部２４は、頻度を算出する対象の使用モードに分類された計測データの数と、いずれかの使用モードに分類された計測データの全数とに基づいて、各々の使用モードの頻度を算出する。図５の例では、全て（２１個）の使用モードそれぞれの頻度を算出する。図５の例において、例えば使用モード（Ｍ０，０）の頻度を算出する場合には、頻度を算出する対象の使用モード（Ｍ０，０）に分類された計測データの数を、全て（２１個）の使用モード（第１使用モード及び第２使用モード）のいずれかに分類された計測データの全数で除算すれば、頻度が算出可能である。ここでは、使用モードに設定されなかった走行モードを考慮せずに、使用モードとして設定された走行モードのみを用いた頻度を算出する処理である。
【0020】
タイヤ荷重取得部２５は、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得する。図１に示すタイヤ挙動予測システム１１は、車両諸元に関するデータ、タイヤ諸元に関するデータ及び使用モードにおける前後方向及び左右方向の加速度に基づいてタイヤ挙動データを算出する。タイヤ挙動データは、タイヤにおける前後方向の力（Ｆｘ）、左右方向の力（Ｆｙ）、鉛直方向の力（Ｆｚ；タイヤ荷重）に関するデータを含む。タイヤ荷重取得部２５は、タイヤ挙動データに含まれるタイヤ荷重（Ｆｚ）を取得する。第１実施形態では、タイヤ挙動予測システム１１として、米国Mechanical Simulation社製の車両運動シミュレーションソフトウェア「ＣａｒＳＩＭ（登録商標）」を用いている。ＣａｒＳＩＭ（登録商標）は、入力されたデータをもとに、指定された前後方向の加速度及び左右方向の加速度が得られるように、仮想車両を走行させる。例えば、右方向に５ｍ／ｓ２で定常走行するように設定すれば、右方向の加速度が５ｍ／ｓ２になるように、車両が旋回を継続する。また、制動時の加速度（減速度）が５ｍ／ｓ２であれば、車両は初速度から５ｍ／ｓ２で減速するようにブレーキの圧力が制御される。これにより、指定された走行モード（前後方向及び左右方向の加速度）が実現できるように車両を走行させ、そのときの各四輪のタイヤ挙動データを得ることができる。
【0021】
車両諸元に関するデータは、タイヤ挙動予測システム１１に予め記憶されていてもよいし、タイヤ摩耗量予測システム２に予め記憶されておりタイヤ荷重取得部２５がタイヤ挙動予測システム１１に送信してもよい。車両諸元に関するデータの具体例として、車両の全長［ｍ］、全幅［ｍ］、全高［ｍ］、前軸負荷質量［ｋｇ］、後軸負荷質量［ｋｇ］、ホイールベース［ｍ］、前輪の左右に装着されたタイヤの接地中心間距離［ｍ］、後輪の左右に装着されたタイヤの接地中心間距離［ｍ］、前軸と重心の間の水平方向の距離、フロントオーバーハング又はリアオーバーハング、ロール慣性モーメント、ピッチ慣性モーメント、ヨー慣性モーメント、前輪のキャンバー角、後輪のキャンバー角、前輪のトー角、後輪のトー角などが挙げられる。
【0022】
タイヤ諸元に関するデータは、タイヤ挙動予測システム１１に予め記憶されていてもよいし、タイヤ摩耗量予測システム２に予め記憶されておりタイヤ荷重取得部２５がタイヤ挙動予測システム１１に送信してもよい。タイヤ諸元に関するデータの具体例として、タイヤの質量、縦剛性、転がり半径、無負荷時の半径、転がり抵抗、μ－Ｓ特性、ＳＡ－ＣＦ特性、ＳＡ－ＳＡＴ特性、緩和長などが挙げられる。
【0023】
パラメータ取得部２６は、各々の使用モードについて、タイヤ荷重取得部２５が取得したタイヤ荷重（Ｆｚｉ）を満たすコーナリングスティフネス（ＣＳｉ）、アライニングスティフネス（ＡＳｉ）、ドライビングスティフネス（ＤＳｉ）、接地面形状データ（接地幅ｗｉ、接地長ｌｉ）をタイヤ試験の結果から取得する。各パラメータは、タイヤ摩耗量の予測対象となるテストタイヤの特性を表す値である。コーナリング試験機１２、駆制動試験機１３及び接地面観察機１４は、タイヤ荷重（Ｆｚｉ）を条件として試験を実施し、各パラメータを得ることができる。Ｆｚｉがｉ番目の使用モードでのタイヤ荷重を表し、ｗｉがｉ番目の使用モードでの接地幅を表し、ｌｉがｉ番目の使用モードでの接地長を表し、ＣＳｉがｉ番目の使用モードでのコーナリングスティフネスを表し、ＡＳｉがｉ番目の使用モードでのアライニングスティフネスを表し、ＤＳｉがｉ番目の使用モードでのドライビングスティフネスを表す。また、パラメータ取得部２６は、タイヤサイド剛性試験機１５からサイド剛性（軸方向弾性係数ｋｓ）及びタイヤ半径ｒを取得する。
【0024】
第１摩耗量算出部２７は、各々の使用モードにおけるタイヤ摩耗量を、式（１）～（６）を用いて算出する。
ここで、ｈｉがｉ番目の使用モードでの走行距離Ｌのタイヤ摩耗量を表し、Ｈ０が初期溝深さを表し、Ｅｌｚｉがｉ番目の使用モードでのベルト横曲げ剛性を表し、Ｓｘｉがｉ番目の使用モードの前後方向の加速度と重力加速度の比の２乗に頻度をかけた値を表し、Ｓｙｉがｉ番目の使用モードの左右方向の加速度と重力加速度の比の２乗に頻度をかけた値を表す。
【数1】
【0025】
第２摩耗量算出部２８は、第１摩耗量算出部２７が算出した各々の使用モードのタイヤ摩耗量ｈｉに基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量ｈｔｏｔａｌを算出する。具体的には、次の式（７）で算出可能である。Ｎは使用モードの数を表す。タイヤ摩耗量ｈｔｏｔａｌが予測対象の値である。
【数2】
【0026】
［タイヤ摩耗量予測方法］
図３を用いて、タイヤ摩耗量予測方法について説明する。図３に示すように、タイヤ摩耗量予測方法は、まず、ステップＳＴ１において、車両走行中に加速度センサ１０で車両の前後方向及び左右方向の２方向の加速度を計測する。次のステップＳＴ２において、計測データ取得部２０は、計測された加速度を有する計測データを複数個取得する。次のステップＳＴ３において、走行モード設定部２１は、加速度の２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する。次のステップＳＴ４において、分類部２２は、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する。次のステップＳＴ５において、使用モード設定部２３は、複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する。次のステップＳＴ６において、頻度算出部２４は、各々の使用モードの頻度を算出する。次のステップＳＴ７において、タイヤ荷重取得部２５は、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得する。次のステップＳＴ８において、パラメータ取得部２６は、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験の結果から取得する。次のステップＳＴ９において、第１摩耗量算出部２７は、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する。次のステップＳＴ１０において、第２摩耗量算出部２８は、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する。
図３を用いて、タイヤ摩耗量予測方法について説明する。図３に示すように、タイヤ摩耗量予測方法は、まず、ステップＳＴ１において、車両走行中に加速度センサ１０で車両の前後方向及び左右方向の２方向の加速度を計測する。次のステップＳＴ２において、計測データ取得部２０は、計測された加速度を有する計測データを複数個取得する。次のステップＳＴ３において、走行モード設定部２１は、加速度の２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する。次のステップＳＴ４において、分類部２２は、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する。次のステップＳＴ５において、使用モード設定部２３は、複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する。次のステップＳＴ６において、頻度算出部２４は、各々の使用モードの頻度を算出する。次のステップＳＴ７において、タイヤ荷重取得部２５は、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得する。次のステップＳＴ８において、パラメータ取得部２６は、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験の結果から取得する。次のステップＳＴ９において、第１摩耗量算出部２７は、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する。次のステップＳＴ１０において、第２摩耗量算出部２８は、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する。
【0027】
［１］
以上、第１実施形態のように、タイヤ摩耗量予測方法は、車両走行中に加速度センサ１０が計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得することと、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定することと、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類することと、複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定することと、各々の使用モードの頻度を算出することと、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得することと、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得することと、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出することと、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出することと、を含む、としてもよい。
以上、第１実施形態のように、タイヤ摩耗量予測方法は、車両走行中に加速度センサ１０が計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得することと、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定することと、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類することと、複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定することと、各々の使用モードの頻度を算出することと、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得することと、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得することと、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出することと、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出することと、を含む、としてもよい。
【0028】
このように、各々の使用モードごとの加速度に基づいて式により各々の使用モードのタイヤ摩耗量を算出し、全ての使用モードのタイヤ摩耗量を算出するので、全体として平均的な加速度に基づく同式により算出される摩耗量に比べて予測精度を実車摩耗試験に近づけることが可能となる。
【0029】
［２］
上記［１］に記載のタイヤ摩耗量予測方法であって、複数の使用モードは、前後方向または左右方向のいずれかの加速度の区間に０が含まれる使用モードを含む、としてもよい。
加速度の区間に０が含まれる使用モードの頻度が高いため、タイヤ摩耗量の予測精度を向上可能となる。
上記［１］に記載のタイヤ摩耗量予測方法であって、複数の使用モードは、前後方向または左右方向のいずれかの加速度の区間に０が含まれる使用モードを含む、としてもよい。
加速度の区間に０が含まれる使用モードの頻度が高いため、タイヤ摩耗量の予測精度を向上可能となる。
【0030】
［３］
上記［１］又は［２］に記載のタイヤ摩耗量予測方法であって、前記複数の使用モードは、前後方向の加速度の区間に０が含まれる第１使用モードと、左右方向の加速度の区間に０が含まれる第２使用モードと、を含む、としてもよい。
加速度の区間に０が含まれる使用モードの頻度が高いため、タイヤ摩耗量の予測精度を向上可能となる。
上記［１］又は［２］に記載のタイヤ摩耗量予測方法であって、前記複数の使用モードは、前後方向の加速度の区間に０が含まれる第１使用モードと、左右方向の加速度の区間に０が含まれる第２使用モードと、を含む、としてもよい。
加速度の区間に０が含まれる使用モードの頻度が高いため、タイヤ摩耗量の予測精度を向上可能となる。
【0031】
［４］
上記［１］～［３］のいずれかに記載のタイヤ摩耗量予測方法であって、計測データが分類された全ての走行モードが使用モードに設定されている、としてもよい。
使用モードの数が増えるので、タイヤ摩耗量の予測精度を向上可能となる。
上記［１］～［３］のいずれかに記載のタイヤ摩耗量予測方法であって、計測データが分類された全ての走行モードが使用モードに設定されている、としてもよい。
使用モードの数が増えるので、タイヤ摩耗量の予測精度を向上可能となる。
【0032】
［５］
第１実施形態のように、タイヤ摩耗量予測システム２は、車両走行中に加速度センサ１０が計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得する計測データ取得部２０と、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する走行モード設定部２１と、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する分類部２２と、複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する使用モード設定部２３と、各々の使用モードの頻度を算出する頻度算出部２４と、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得するタイヤ荷重取得部２５と、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得するパラメータ取得部２６と、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する第１摩耗量算出部２７と、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する第２摩耗量算出部２８と、を備える、としてもよい。
第１実施形態のように、タイヤ摩耗量予測システム２は、車両走行中に加速度センサ１０が計測した車両の前後方向及び左右方向の少なくとも２方向の加速度を有する計測データを複数個取得する計測データ取得部２０と、加速度の少なくとも２方向それぞれの方向に対して細分化した複数の区間を設定し、少なくとも２方向の区間の組み合わせで構成される複数の走行モードを設定する走行モード設定部２１と、取得した複数個の計測データをそれぞれ、複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに分類する分類部２２と、複数の走行モードのうちの少なくとも一部の複数の走行モードを使用モードに設定する使用モード設定部２３と、各々の使用モードの頻度を算出する頻度算出部２４と、各々の使用モードについて、前後方向及び左右方向の加速度を満たすタイヤ荷重を取得するタイヤ荷重取得部２５と、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験又はシミュレーションの結果から取得するパラメータ取得部２６と、各々の使用モードについて、式（１）～（６）を用いてタイヤ摩耗量を算出する第１摩耗量算出部２７と、各々の使用モードのタイヤ摩耗量に基づいて、全ての使用モードにおけるタイヤ摩耗量を算出する第２摩耗量算出部２８と、を備える、としてもよい。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
（Ａ）前記実施形態において、計測データは、前後方向及び左右方向の２方向の加速度を計測したものであるが、これに限定されない。計測データは、更に鉛直方向の加速度を有していてもよい。この場合、１つの走行モードが前後方向及び左右方向の２方向の加速度を有するだけでなく、更に鉛直方向の加速度を有していてもよい。
【0036】
（Ｂ）前記実施形態において、計測データ取得部２０、走行モード設定部２１、分類部２２によって図４に示す加速度頻度分布データＤ２を生成しているが、これに限定されない。例えば、全ての計測データＤ１が複数の走行モードのいずれかに分類され、各々の走行モードの頻度が算出された加速度頻度分布データＤ２を外部から取得してもよい。
【0037】
（Ｃ）前記実施形態において、各々の使用モードについて、タイヤ荷重を満たすコーナリングスティフネス、アライニングスティフネス、ドライビングスティフネス、接地幅、接地長を、タイヤ試験の結果から取得するが、これに限定されない。例えば、各パラメータをシミュレーションの結果から取得してもよい。
【0038】
（Ｄ）前記実施形態において、図５に示すように、複数の使用モードは、第１使用モードと第２使用モードを含んでいるが、これに限定されない。例えば、複数の使用モードは、前後方向または左右方向のいずれかの加速度の区間に０が含まれる使用モードを含んでいるとしてもよい。この場合には、例えば、図６において使用モードに設定された走行モードを斜線で示すように、前後方向の加速度の区間に０が含まれる第１使用モード（Ｍ０，５，Ｍ０，４，Ｍ０，３，Ｍ０，２，Ｍ０，１，Ｍ０，０，Ｍ０，－１，Ｍ０，－２，Ｍ０，－３，Ｍ０，－４，Ｍ０，－５）のみが使用モードに設定されていてもよい。また、図７において使用モードに設定された走行モードを斜線で示すように、左右方向の加速度の区間に０が含まれる第２使用モード（Ｍ５，０，Ｍ４，０，Ｍ３，０，Ｍ２，０，Ｍ１，０，Ｍ０，０，Ｍ－１，０，Ｍ－２，０，Ｍ－３，０，Ｍ－４，０，Ｍ－５，０）のみが使用モードに設定されていてもよい。また、図８において使用モードに設定された走行モードを斜線で示すように、計測データが分類された全ての走行モード（第１使用モード及び第２使用モードを含む）が使用モードに設定されている、としてもよい。
【0039】
（Ｅ）前記実施形態において、タイヤ摩耗量予測方法を構成する各ステップを１又は複数のプロセッサが実行している。また、タイヤ摩耗量予測方法を構成する各ステップを１又は複数のプロセッサに実行させるプログラムが用いられているが、これに限定されない。タイヤ摩耗量予測方法を構成する各ステップの一部又は全部を人が実行してもよい。
【0040】
例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。
【0041】
図２に示す各部は、所定プログラムを１又は複数のプロセッサで実行することで実現しているが、各部を専用メモリや専用回路で構成してもよい。上記実施形態のシステムは、一つのコンピュータのプロセッサにおいて各部が実装されているが、各部を分散させて、複数のコンピュータやクラウドで実装してもよい。すなわち、上記方法を１又は複数のプロセッサで実行してもよい。
【0042】
システムは、プロセッサを含む。例えば、プロセッサは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、またはコンピュータ実行可能命令の実行が可能なその他の処理ユニットとすることができる。また、システムは、システムのデータを格納するためのメモリを含む。一例では、メモリは、コンピュータ記憶媒体を含み、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤまたはその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたはその他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のデータを格納するために用いることができ、そしてシステムがアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。
【符号の説明】
【0043】
２ ：タイヤ摩耗量予測システム
１０ ：加速度センサ
２０ ：計測データ取得部
２１ ：走行モード設定部
２２ ：分類部
２３ ：使用モード設定部
２４ ：頻度算出部
２５ ：タイヤ荷重取得部
２６ ：パラメータ取得部
２７ ：第１摩耗量算出部
２８ ：第２摩耗量算出部
Ｄ１ ：計測データ
Ｄ４ ：パラメータ
ｈｉ ：タイヤ摩耗量
ｋｓ ：軸方向弾性係数
Ｌ ：走行距離
ｌｉ ：接地長
ｒ ：タイヤ半径
ｗｉ ：接地幅
１０ ：加速度センサ
２０ ：計測データ取得部
２１ ：走行モード設定部
２２ ：分類部
２３ ：使用モード設定部
２４ ：頻度算出部
２５ ：タイヤ荷重取得部
２６ ：パラメータ取得部
２７ ：第１摩耗量算出部
２８ ：第２摩耗量算出部
Ｄ１ ：計測データ
Ｄ４ ：パラメータ
ｈｉ ：タイヤ摩耗量
ｋｓ ：軸方向弾性係数
Ｌ ：走行距離
ｌｉ ：接地長
ｒ ：タイヤ半径
ｗｉ ：接地幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
