特許 7060495 車両動作シミュレーション方法および車両動作シミュレーションシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-18

(45)【発行日】2022-04-26

(54)【発明の名称】車両動作シミュレーション方法および車両動作シミュレーションシステム

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20220419BHJP

【ＦＩ】

G01M17/02

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018230906

(22)【出願日】2018-12-10

(65)【公開番号】P2020094823

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-07-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】神藏 貴久

(72)【発明者】

【氏名】加藤 博

【審査官】福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１４６４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５２９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２６７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３２８８１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両挙動シミュレーション装置が、入力された情報に基づいて、実車の走行時の挙動を予測する予測ステップと、
タイヤ接地特性計測装置が、前記予測ステップにおいて予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現するように、前記タイヤの姿勢と回転ドラムの回転速度とを変更する再現ステップと、
前記タイヤ接地特性計測装置の回転可能な前記回転ドラム上に埋設された応力測定手段が、回転駆動される前記回転ドラムに当接する前記タイヤにかかる応力を測定する応力測定ステップと、
前記タイヤ接地特性計測装置が、前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、タイヤ接地特性を算出する算出ステップとを含み、
前記算出ステップにおいて算出される前記タイヤ接地特性は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点におけるタイヤ姿勢に対応し、
前記車両挙動シミュレーション装置は、前記算出ステップにおいて算出された前記タイヤ接地特性から予測される車両特性を反映して、前記予測ステップを実行し、
前記車両挙動シミュレーション装置による前記予測ステップと、前記タイヤ接地特性計測装置による前記再現ステップ、前記応力測定ステップおよび前記算出ステップとは並行して実行される、
車両動作シミュレーション方法。

【請求項2】

前記再現ステップでは、
前記回転ドラムの回転速度が、前記タイヤ接地特性計測装置のドラム用駆動手段によって調整され、
前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置が、前記タイヤ接地特性計測装置のタイヤ位置制御手段によって前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整され、
前記タイヤの回転速度が、前記タイヤ接地特性計測装置のタイヤ用駆動手段によって調整され、
前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が、前記タイヤ接地特性計測装置のタイヤ角制御手段によって調整され、
前記ドラム用駆動手段と前記タイヤ位置制御手段と前記タイヤ用駆動手段と前記タイヤ角制御手段とが、前記予測ステップにおいて予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、動作する、
請求項１に記載の車両動作シミュレーション方法。

【請求項3】

前記応力測定ステップでは、前記応力測定手段としての３分力センサが、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定する、
請求項２に記載の車両動作シミュレーション方法。

【請求項4】

車両特性計測装置が、前記予測ステップにおいて予測された実車の走行時の挙動と、前記算出ステップにおいて算出された前記タイヤ接地特性とを反映して、前記車両特性計測装置の試験用車両の車体に付与される変位量と、前記試験用車両の車輪に付与される変位量とを制御する反映ステップと、
予測された実車の走行時の挙動と前記タイヤ接地特性とが反映された前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを前記車両特性計測装置が計測する計測ステップとを更に含み、
前記車両特性計測装置の架台装置の支持部が、前記車体と前記車輪とを独立に変位させ、
前記架台装置の計測器が、前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを計測し、
前記車両特性計測装置に備えられている制御器が、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と、前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御し、
前記再現ステップでは、
前記車両挙動シミュレーション装置が、
前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、
予測された前記運動状態と、予測された実車の走行時の挙動とに基づいて、前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する、
請求項２～３のいずれかに記載の車両動作シミュレーション方法。

【請求項5】

前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の前記電子制御ユニットに走行状態を認識させる、
請求項４に記載の車両動作シミュレーション方法。

【請求項6】

前記電子制御ユニットに送信される予測された車両特性に基づく指令として、ホイールの回転速度センサ、ヨーレートセンサ、車両加速度センサ、前記タイヤの軸上における加速度センサ、前方レーダおよびカメラに代わる模擬信号の少なくともいずれかが送信される、
請求項５に記載の車両動作シミュレーション方法。

【請求項7】

タイヤ接地特性計測装置と車両挙動シミュレーション装置とを備える車両動作シミュレーションシステムであって、
前記車両挙動シミュレーション装置は、入力された情報に基づいて実車の走行時の挙動を予測し、
前記タイヤ接地特性計測装置は、
回転可能な回転ドラムと、
前記回転ドラム上に埋設され、前記回転ドラムに当接するタイヤにかかる応力を測定する応力測定手段と、
前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、タイヤ接地特性を算出する処理装置とを備え、
前記タイヤ接地特性計測装置は、前記車両挙動シミュレーション装置によって予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、前記タイヤの姿勢と前記回転ドラムの回転速度とを変更し、
前記処理装置は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点におけるタイヤ姿勢に対応する前記タイヤ接地特性を算出し、
前記車両挙動シミュレーション装置は、前記タイヤ接地特性計測装置の前記処理装置によって算出された前記タイヤ接地特性から予測される車両特性を反映して、実車の走行時の挙動を予測し、
前記車両挙動シミュレーション装置による実車の走行時の挙動の予測と、前記タイヤ接地特性計測装置による前記過渡的な変化の再現、前記応力測定手段による応力の測定および前記処理装置による前記タイヤ接地特性の算出とは、並行して実行される、
車両動作シミュレーションシステム。

【請求項8】

前記タイヤ接地特性計測装置は、
前記回転ドラムを回転駆動するドラム用駆動手段と、
前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を制御するタイヤ位置制御手段と、
前記タイヤを回転駆動するタイヤ用駆動手段と、
前記回転ドラムに対する前記タイヤの角度を制御するタイヤ角制御手段とを更に備え、
前記ドラム用駆動手段と前記タイヤ位置制御手段と前記タイヤ用駆動手段と前記タイヤ角制御手段とは、前記車両挙動シミュレーション装置によって予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、動作する、
請求項７に記載の車両動作シミュレーションシステム。

【請求項9】

前記ドラム用駆動手段は、前記回転ドラムの回転速度を調整可能であり、
前記タイヤ位置制御手段は、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整可能であり、
前記タイヤ用駆動手段は、前記タイヤの回転速度を調整可能であり、
前記タイヤ角制御手段は、前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力を調整可能である、
請求項８に記載の車両動作シミュレーションシステム。

【請求項10】

前記応力測定手段は、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定可能な３分力センサである、
請求項８～９のいずれかに記載の車両動作シミュレーションシステム。

【請求項11】

車体と車輪とを有する試験用車両と、
前記試験用車両が載置される支持部と、前記車体の変位量および／または作用力と前記車輪の変位量および／または作用力とを計測する計測器とを備える架台装置と、
前記支持部によって前記車体に付与される変位量と前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御する制御器とを備える車両特性計測装置を更に備え、
前記支持部は、前記車体と前記車輪とを独立に変位させることが可能であり、
前記車両挙動シミュレーション装置は、
前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、
予測された前記運動状態と、予測された実車の走行時の挙動とに基づいて、前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する、
請求項８～１０のいずれかに記載の車両動作シミュレーションシステム。

【請求項12】

前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の前記電子制御ユニットに走行状態を認識させる、
請求項１１に記載の車両動作シミュレーションシステム。

【請求項13】

前記電子制御ユニットに送信される予測された車両特性に基づく指令として、ホイールの回転速度センサ、ヨーレートセンサ、車両加速度センサ、前記タイヤの軸上における加速度センサ、前方レーダおよびカメラに代わる模擬信号の少なくともいずれかが送信される、
請求項１２に記載の車両動作シミュレーションシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両動作シミュレーション方法および車両動作シミュレーションシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、種々のキャンバ角およびスリップ角でのタイヤの接地特性を得るタイヤの接地圧特性の測定方法が記載されている。特許文献１に記載された技術では、測定手段を埋設した回転ドラムに、キャンバ角およびスリップ角を付与したタイヤが当接させられ、双方が回転し、タイヤを回転ドラムの回転軸方向に変位させながら、タイヤの接地圧、幅方向せん断応力および周方向せん断応力が同時に測定される。
ところで、特許文献１に記載された技術では、タイヤの接地特性が得られるものの、キャンバ角およびスリップ角および接地圧等のタイヤの過渡的な条件を再現するものではなく、まして、そのタイヤが装着された実車の挙動は予測されない。そのため、特許文献１に記載された技術によっては、タイヤが装着された実車が走行時にどのような挙動を示すかを高精度にシミュレーションすることができない。

【0003】

特許文献２には、車両の走行制御ユニットの開発を支援する開発支援装置が記載されている。特許文献２に記載された技術では、車両の安定走行系に用いられる電気系統と電子系統と機械系統とを統合した走行制御ユニットと、車両運動を数値シミュレーションする数値シミュレーション手段を有するデジタル計算機と、車両が有するタイヤを加振するタイヤ加振装置とが、走行制御ユニットの開発支援装置に備えられている。タイヤ加振装置は、回転ドラムと、回転ドラムに接触し、タイヤ駆動機構により保持されたタイヤとを有している。
ところで、特許文献２に記載された技術では、回転ドラムの周速、タイヤの周速、荷重、姿勢などが計測されるものの、タイヤ接地特性（接地力分布、幅方向せん断応力分布および周方向せん断応力分布）は計測されない。また、特許文献２に記載された技術では、車両運動がシミュレーションされるものの、車両運動のシミュレーションには、タイヤ接地特性が反映されない。そのため、特許文献２に記載された技術によっては、タイヤが装着された実車が走行時にどのような挙動を示すかを高精度にシミュレーションすることができない。

【0004】

特許文献３には、車両の運動性能評価に用いられるＨＩＬＳ（Hardware-In-the-Loop Simulation）装置が記載されている。特許文献３に記載された技術では、車両が載置され、車体と各輪とに独立に変位を与える支持部と、車体および各輪の変位および／または作用力を計測する計測器とを有する架台装置と、車体および各輪の支持部の各々の変位を制御する制御器とが、ＨＩＬＳ装置に備えられている。
ところで、特許文献３に記載された技術では、車体および各輪の変位および／または作用力が計測されるものの、タイヤ接地特性は計測されない。また、そのタイヤが装着された実車の挙動も予測されない。そのため、特許文献３に記載された技術によっては、タイヤが装着された実車が走行時にどのような挙動を示すかを高精度にシミュレーションすることができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－２０３２０７号公報

【文献】特開２００７－１７２１９４号公報

【文献】特開２０１５－０４０７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した問題点に鑑み、本発明は、タイヤが装着された実車の走行時の挙動を高精度にシミュレーションすることができる車両動作シミュレーション方法および車両動作シミュレーションシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法は、車両挙動シミュレーション装置が、入力された情報に基づいて、実車の走行時の挙動を予測する予測ステップとタイヤ接地特性計測装置が、前記予測ステップにおいて予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現するように、前記タイヤの姿勢と回転ドラムの回転速度とを変更する再現ステップと、前記タイヤ接地特性計測装置の回転可能な前記回転ドラム上に埋設された応力測定手段が、回転駆動される前記回転ドラムに当接する前記タイヤにかかる応力を測定する応力測定ステップと、前記タイヤ接地特性計測装置が、前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、タイヤ接地特性を算出する算出ステップとを含み、前記算出ステップにおいて算出される前記タイヤ接地特性は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点におけるタイヤ姿勢に対応し、前記車両挙動シミュレーション装置は、前記算出ステップにおいて算出された前記タイヤ接地特性から予測される車両特性を反映して、前記予測ステップを実行し、前記車両挙動シミュレーション装置による前記予測ステップと、前記タイヤ接地特性計測装置による前記再現ステップ、前記応力測定ステップおよび前記算出ステップとは並行して実行される。

【0008】

つまり、本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法では、車両挙動シミュレーション装置が、タイヤ接地特性計測装置によって算出されたタイヤ接地特性から予測される車両特性を反映して、実車の走行時の挙動を予測する。
そのため、本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法によれば、タイヤ接地特性から予測される車両特性が反映されない場合よりも高精度に、タイヤが装着された実車の走行時の挙動をシミュレーションすることができる。

【0009】

本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法における、前記再現ステップでは、前記回転ドラムの回転速度が、前記タイヤ接地特性計測装置のドラム用駆動手段によって調整され、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置が、前記タイヤ接地特性計測装置のタイヤ位置制御手段によって前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整され、前記タイヤの回転速度が、前記タイヤ接地特性計測装置のタイヤ用駆動手段によって調整され、前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が、前記タイヤ接地特性計測装置のタイヤ角制御手段によって調整され、前記ドラム用駆動手段と前記タイヤ位置制御手段と前記タイヤ用駆動手段と前記タイヤ角制御手段とが、前記予測ステップにおいて予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、動作してもよい。
再現ステップにおいてそのようなことが行われる場合には、再現ステップにおいてそのようなことが行われない場合よりも正確に、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができる。

【0010】

本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法では、前記応力測定ステップでは、前記応力測定手段としての３分力センサが、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定してもよい。
応力測定ステップにおいて、３分力センサが、タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定する場合には、タイヤ接地特性として接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出することができる。

【0011】

本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法では、車両特性計測装置が、前記予測ステップにおいて予測された実車の走行時の挙動と、前記算出ステップにおいて算出された前記タイヤ接地特性とを反映して、前記車両特性計測装置の試験用車両の車体に付与される変位量と、前記試験用車両の車輪に付与される変位量とを制御する反映ステップと、予測された実車の走行時の挙動と前記タイヤ接地特性とが反映された前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを前記車両特性計測装置が計測する計測ステップとを更に含み、前記車両特性計測装置の架台装置の支持部が、前記車体と前記車輪とを独立に変位させ、前記架台装置の計測器が、前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを計測し、前記車両特性計測装置に備えられている制御器が、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と、前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御し、前記再現ステップでは、前記車両挙動シミュレーション装置が、前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、予測された前記運動状態と、予測された実車の走行時の挙動とに基づいて、前記過渡的な変化を前記タイヤに再現してもよい。
車両挙動シミュレーション装置が計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、その運動状態と実車の走行時の挙動とに基づいて、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現する場合には、計測器の計測データが用いられない場合とは異なり、例えばサスペンション特性などと実車の走行時の挙動とを反映させた実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができると共に、モデル化が困難なシャーシやサスペンション等の実測値を用いた実車挙動を高精度に予測することができる。

【0012】

本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法では、前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の前記電子制御ユニットに走行状態を認識させてもよい。
試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させる場合には、試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させない場合よりも高精度なタイヤ接地特性を得ることができ、タイヤが装着された実車の走行時の挙動を高精度にシミュレーションすることができる。

【0013】

本発明の一態様の車両動作シミュレーション方法では、前記電子制御ユニットに送信される予測された車両特性に基づく指令として、ホイールの回転速度センサ、ヨーレートセンサ、車両加速度センサ、前記タイヤの軸上における加速度センサ、前方レーダおよびカメラに代わる模擬信号の少なくともいずれかが送信されてもよい。
電子制御ユニットに、ホイールの回転速度センサ、ヨーレートセンサ、車両加速度センサ、タイヤの軸上における加速度センサ、前方レーダおよびカメラに代わる模擬信号の少なくともいずれかが送信される場合には、電子制御ユニットにそれらが送信されない場合よりも、車両挙動シミュレーション装置によって予測される実車の走行時の挙動を、現実の実車の走行時の挙動に近づけることができる。

【0014】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムは、タイヤ接地特性計測装置と車両挙動シミュレーション装置とを備える車両動作シミュレーションシステムであって、前記車両挙動シミュレーション装置は、入力された情報に基づいて実車の走行時の挙動を予測し、前記タイヤ接地特性計測装置は、回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラム上に埋設され、前記回転ドラムに当接するタイヤにかかる応力を測定する応力測定手段と、前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、タイヤ接地特性を算出する処理装置とを備え、前記タイヤ接地特性計測装置は、前記車両挙動シミュレーション装置によって予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、前記タイヤの姿勢と前記回転ドラムの回転速度とを変更し、前記処理装置は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点におけるタイヤ姿勢に対応する前記タイヤ接地特性を算出し、前記車両挙動シミュレーション装置は、前記タイヤ接地特性計測装置の前記処理装置によって算出された前記タイヤ接地特性から予測される車両特性を反映して、実車の走行時の挙動を予測し、前記車両挙動シミュレーション装置による実車の走行時の挙動の予測と、前記タイヤ接地特性計測装置による前記過渡的な変化の再現、前記応力測定手段による応力の測定および前記処理装置による前記タイヤ接地特性の算出とは、並行して実行される。

【0015】

つまり、本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムでは、車両挙動シミュレーション装置が、タイヤ接地特性計測装置によって算出されたタイヤ接地特性から予測される車両特性を反映して、実車の走行時の挙動を予測する。
そのため、本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムによれば、タイヤ接地特性から予測される車両特性が反映されない場合よりも高精度に、タイヤが装着された実車の走行時の挙動をシミュレーションすることができる。

【0016】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムでは、前記タイヤ接地特性計測装置は、前記回転ドラムを回転駆動するドラム用駆動手段と、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を制御するタイヤ位置制御手段と、前記タイヤを回転駆動するタイヤ用駆動手段と、前記回転ドラムに対する前記タイヤの角度を制御するタイヤ角制御手段とを更に備え、前記ドラム用駆動手段と前記タイヤ位置制御手段と前記タイヤ用駆動手段と前記タイヤ角制御手段とは、前記車両挙動シミュレーション装置によって予測された実車の走行時の挙動を反映して、実車の走行時のタイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、動作してもよい。
実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現するときに車両挙動シミュレーション装置によって予測された実車の走行時の挙動が反映される場合には、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現するときに車両挙動シミュレーション装置によって予測された実車の走行時の挙動が反映されない場合よりも正確に、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができる。

【0017】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムでは、前記ドラム用駆動手段は、前記回転ドラムの回転速度を調整可能であり、前記タイヤ位置制御手段は、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整可能であり、前記タイヤ用駆動手段は、前記タイヤの回転速度を調整可能であり、前記タイヤ角制御手段は、前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力を調整可能であってもよい。
回転ドラムの回転速度が調整可能であり、回転ドラムに対するタイヤの位置が回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整可能であり、タイヤの回転速度が調整可能であり、タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が調整可能である場合には、それらのいずれかが調整できない場合よりも正確に、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができる。

【0018】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムでは、前記応力測定手段は、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定可能な３分力センサであってもよい。
応力測定手段が３分力センサである場合には、処理装置が、タイヤ接地特性として接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出することができる。

【0019】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムでは、車体と車輪とを有する試験用車両と、前記試験用車両が載置される支持部と、前記車体の変位量および／または作用力と前記車輪の変位量および／または作用力とを計測する計測器とを備える架台装置と、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御する制御器とを備える車両特性計測装置を更に備え、前記支持部は、前記車体と前記車輪とを独立に変位させることが可能であり、前記車両挙動シミュレーション装置は、前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、予測された前記運動状態と、予測された実車の走行時の挙動とに基づいて、前記過渡的な変化を前記タイヤに再現してもよい。
車両挙動シミュレーション装置が、計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、その運動状態と実車の走行時の挙動とに基づいて、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現する場合には、計測器の計測データが用いられない場合とは異なり、例えばサスペンション特性などと実車の走行時の挙動とを反映させた実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができると共に、モデル化が困難なシャーシやサスペンション等の実測値を用いた実車挙動を高精度に予測することができる。

【0020】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムでは、前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の前記電子制御ユニットに走行状態を認識させてもよい。
試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させる場合には、試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させない場合よりも高精度なタイヤ接地特性を得ることができ、タイヤが装着された実車の走行時の挙動を高精度にシミュレーションすることができる。

【0021】

本発明の一態様の車両動作シミュレーションシステムにおける、前記電子制御ユニットに送信される予測された車両特性に基づく指令として、ホイールの回転速度センサ、ヨーレートセンサ、車両加速度センサ、前記タイヤの軸上における加速度センサ、前方レーダおよびカメラに代わる模擬信号の少なくともいずれかが送信されてもよい。
電子制御ユニットに、ホイールの回転速度センサ、ヨーレートセンサ、車両加速度センサ、タイヤの軸上における加速度センサ、前方レーダおよびカメラに代わる模擬信号の少なくともいずれかが送信される場合には、電子制御ユニットにそれらが送信されない場合よりも、車両挙動シミュレーション装置によって予測される実車の走行時の挙動を、現実の実車の走行時の挙動に近づけることができる。

【0022】

本願においてタイヤの接地特性とは、上記センサから得られる計測値および計測値から算出される各種応力および摩耗エネルギーやすべり量等をいい、接地力分布、各種応力分布、すべり分布等を含むものをいう。
前記運動状態および車両特性には、車両位置、操舵角、ピッチ軸、ロール軸、ヨー軸まわりのモーメント、車両速度、車両の慣性パラメータ、接地力、タイヤの軸力等に代表される各種パラメータを含むことができ、タイヤの軸力としてはタイヤの回転軸に作用する６分力を少なくとも含むことができる。６分力とはタイヤの固定軸に作用するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に沿う力と、Ｘ軸周りに作用するモーメント、Ｙ軸周りに作用するモーメント、Ｚ軸周りに作用するモーメントを指す。
また、前記電子制御ユニットに対して送信される予測された車両特性にもとづく指令には、ホイールスピード、ヨーレート、車両加速度、タイヤの軸上の加速度、前方レーダおよびカメラ等の各種車載されるセンサに代わる模擬信号を含むものとする。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、タイヤが装着された実車の走行時の挙動を高精度にシミュレーションすることができる車両動作シミュレーション方法および車両動作シミュレーションシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本願における車両動作シミュレーションシステムの一例の構成図である。

【図2】タイヤに付与されるキャンバ角などを説明するための図である。

【図3】タイヤのトレッド表面のうちの回転ドラムに接触する接地領域などを説明するための図である。

【図4】タイヤ接地特性計測装置の処理装置によってタイヤ接地特性が算出される手法の一例を説明するための図である。

【図5】タイヤ接地特性計測装置によってタイヤに再現される実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化の一例などを説明するための図である。

【図6】図５に示す例に測定開始時の回転ドラム位置を１８０°ずらして計測位置を追加した図である。

【図7】タイヤ接地特性計測装置のタイヤ角制御手段がタイヤに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示す図である。

【図8】本願におけるタイヤ接地特性計測装置の処理装置によって算出された幅方向せん断応力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された幅方向せん断応力分布との違いを示す図である。

【図9】本願におけるタイヤ接地特性計測装置の処理装置によって算出された接地力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された接地力分布との違いを示す図である。

【図10】車両挙動シミュレーション装置の機能ブロックの一例を示す図である。

【図11】電子制御ユニット（ＥＣＵ）を有する車両特性計測装置などの機能ブロックの一例を示す図である。

【図12】本願における車両動作シミュレーションシステムにおいて実行される処理の詳細を説明するためのシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照し、本発明の車両動作シミュレーション方法および車両動作シミュレーションシステムの実施形態について説明する。

【0026】

図１は本願における車両動作シミュレーションシステム４００の一例の構成図である。図２はタイヤＴに付与されるキャンバ角ＣＡなどを説明するための図である。図３はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの回転ドラム１に接触する接地領域Ｔ１Ａなどを説明するための図である。

【0027】

図１～図３に示す例では、車両動作シミュレーションシステム４００が、タイヤ接地特性計測装置１００と、車両特性計測装置２００と、車両挙動シミュレーション装置３００とを備えている。
他の例では、車両動作シミュレーションシステム４００が、車両特性計測装置２００を備えていなくてもよい。

【0028】

図１～図３に示す例では、タイヤ接地特性計測装置１００が、タイヤＴの接地特性の計測を行う。タイヤ接地特性計測装置１００は、回転ドラム１と、ドラム用駆動手段２と、応力測定手段３と、処理装置４と、タイヤ位置制御手段５と、タイヤ用駆動手段６と、タイヤ角制御手段７とを備えており、ドラム側回転位置検出手段８と、タイヤ側回転位置検出手段９と、タイヤ空気圧変更手段１０とをさらに備えることができる。
回転ドラム１は、回転可能に構成された概略円柱形状のドラムである。図２および図３に示すように、回転ドラム１の外周面には、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１が当接させられる。
ドラム用駆動手段２は、回転ドラム１を回転駆動する例えばモータなどである。ドラム用駆動手段２はドラム軸２Ａを備えている。ドラム軸２Ａは回転ドラム１に連結されている。ドラム用駆動手段２は、回転ドラム１を正逆いずれの向きにも回転駆動することができ、また、回転ドラム１の回転速度を調整することができる。
図１～図３に示す例では、回転ドラム１がアウトサイドドラム型であるが、他の例では、回転ドラム１がインサイドドラム型であってもよい。

【0029】

図１～図３に示す例では、応力測定手段３が、回転ドラム１上に埋設され、回転ドラム１に当接するタイヤＴにかかる応力（タイヤ力）を測定する。応力測定手段３は、例えばタイヤＴにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定可能な３分力センサを用いることができる。
図１～図３に示す例では、応力測定手段３が３分力センサであるが、他の例では、応力測定手段３が、接地力を測定するセンサと、幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定する２軸センサとを組み合わせたものであってもよい。

【0030】

図１～図３に示す例では、処理装置４が、応力測定手段３によって測定された応力に基づいて、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの回転ドラム１に接触する接地領域Ｔ１Ａ（図３参照）における特性であるタイヤ接地特性を算出する。
処理装置４は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ等を備えたマイクロコンピュータである。処理装置４のメモリには、測定結果を解析するための、データ解析プログラムが格納される。データ解析プログラムとしては、例えば、汎用数値解析プログラムが用いられる。
処理装置４は、算出された接地領域Ｔ１Ａにおける接地力分布、幅方向せん断応力分布、周方向せん断応力分布などを可視化処理してモニタ（図示せず）に表示することができる。
図１～図３に示す例では、処理装置４が、上述したデータ解析プログラムを備えているが、他の例では、処理装置４が、上述したデータ解析プログラムとは異なるデータ解析プログラムを備えていてもよい。

【0031】

図１～図３に示す例では、タイヤ位置制御手段５が、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置を制御する。詳細には、タイヤ位置制御手段５は、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置を回転ドラム１の回転軸方向および／または径方向に調整可能である。
図１～図３に示す例では、タイヤ位置制御手段５が、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置を調整するが、他の例では、タイヤＴに対する回転ドラム１の位置が調整されてもよく、タイヤＴおよび回転ドラム１の双方の位置が調整されてもよい。

【0032】

図１～図３に示す例では、タイヤ位置制御手段５が、タイヤＴに連結されたスピンドル軸５Ａと、タイヤ用駆動手段６と、タイヤ角制御手段７とを備えている。
タイヤ用駆動手段６は、タイヤＴを回転駆動する例えばモータなどである。タイヤ用駆動手段６は、タイヤＴを正逆いずれの向きにも回転駆動することができ、また、タイヤＴの回転速度を調整することができる。
タイヤ角制御手段７は、回転ドラム１に対するタイヤＴの角度を制御する。詳細には、タイヤ角制御手段７は、タイヤＴにキャンバ角ＣＡを付与することができる。また、タイヤ角制御手段７は、タイヤＴにスリップ角ＳＡを付与することができる。また、タイヤ角制御手段７は、回転ドラム１にタイヤＴを当接させることによって、タイヤＴに接地力を付与することができる。つまり、タイヤ角制御手段７は、タイヤＴのキャンバ角ＣＡ、スリップ角ＳＡおよび／または接地力を調整することによって、実車のコーナリング時などのタイヤ姿勢をタイヤＴに再現することができる。
タイヤＴに付与されるキャンバ角ＣＡおよびスリップ角ＳＡのいずれか一方または両方を０°に調整することもできる。タイヤＴに付与されるキャンバ角ＣＡおよびスリップ角ＳＡの両方が０°に調整される場合には、実車の直進時のタイヤ姿勢がタイヤＴに再現される。

【0033】

図１～図３に示す例では、ドラム側回転位置検出手段８により、回転ドラム１の回転位置を検出する。詳細には、ドラム側回転位置検出手段８は、回転ドラム１上に埋設された応力測定手段３の回転位置を検出できる。
図１～図３に示す例では、回転ドラム１とタイヤＴとが接触する荷重直下位置が、基準位置Ｂ（図３参照）に設定されている。ドラム側回転位置検出手段８は、基準位置Ｂに対する応力測定手段３の回転位置を検出する。
ドラム側回転位置検出手段８は、例えばドラム用駆動手段２のドラム軸２Ａに配置されたロータリーエンコーダなどである。

【0034】

図１～図３に示す例では、タイヤ側回転位置検出手段９により、タイヤＴの回転位置を検出できる。詳細には、タイヤ側回転位置検出手段は、基準位置Ｂに対するタイヤＴの回転位置を検出する。タイヤ側回転位置検出手段は、例えばタイヤ位置制御手段５のスピンドル軸５Ａに配置されたロータリーエンコーダなどである。
ドラム側回転位置検出手段８によって検出された基準位置Ｂに対する応力測定手段３の回転位置と、タイヤ側回転位置検出手段９によって検出された基準位置Ｂに対するタイヤＴの回転位置とは、処理装置４に入力される。処理装置４は、基準位置Ｂに対する応力測定手段３の回転位置と、基準位置Ｂに対するタイヤＴの回転位置とに基づいて、応力測定手段３が当接するタイヤＴの周方向位置を算出する。

【0035】

図１～図３に示す例では、タイヤ空気圧変更手段１０は、例えばタイヤ角制御手段７がタイヤＴのキャンバ角、スリップ角および／または接地力を変更している期間中などにタイヤＴの空気圧を変更する機能を有し、いわゆるパンク発生時の挙動等を予測および把握することができる。

【0036】

図１～図３に示す例では、車両特性計測装置２００が、車体２０３と車輪２０２とステアリングホイール２０５とを有する試験用車両２０１と、架台装置（サスペンション特性計測装置）２１０と、制御器（コンピュータ）２２０とを備えている。
架台装置２１０は、試験用車両２０１が載置される支持部２１４と、計測器２１５とを備えている。
支持部２１４は、車体２０３と車輪２０２とを独立に変位させることが可能である。詳細には、支持部２１４は、車体２０３と、車輪２０２とを、試験用車両２０１の前後方向、左右方向、上下方向、ピッチ方向およびロール方向に独立に変位させることができる。車両の走行中にタイヤに発生し得る前後力、横力、コーナリングフォース、スリップ率、スリップ角の発生が実現できるように、支持部２１４が車輪２０２に対して摺動可能であってよい。
計測器２１５は、車体２０３の変位量および／または作用力と、車輪２０２の変位量および／または作用力とを計測する。詳細には、計測器２１５は、支持部２１４に作用する作用力を計測する。また、計測器２１５は、車輪２０２のキャンバ角、トー角、舵角などを計測する。また、計測器２１５は、車軸（図示せず）に作用する力またはトルクを計測する。また、計測器２１５は、サスペンションのストローク、作用力を計測する。
制御器２２０は、支持部２１４によって車体２０３に付与される変位量と、支持部２１４によって車輪２０２に付与される変位量とを制御する。
図１～図３に示す例では、ステアリングホイール２０５を駆動して車輪２０２の舵角を制御する機構が設けられているが、他の例では、ステアリングホイール２０５が備えられていなくてもよい。

【0037】

図１～図３に示す例では、車両挙動シミュレーション装置３００は、作業者によって入力された情報に基づいて実車の走行時の挙動を予測する。詳細には、車両挙動シミュレーション装置３００は、タイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性から予測される車両特性と、車両特性計測装置２００の計測器２１５によって計測された車体２０３の変位量および／または作用力、および、車輪２０２の変位量および／または作用力とを車両挙動シミュレーション装置３００における車両モデルに反映して、実車の走行時の挙動を予測する。
車両挙動シミュレーション装置３００は、実車の走行時の挙動をシミュレーションするコンピュータであり、演算処理手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭおよびＨＤＤ、通信手段としてのインターフェイスを含み、記憶手段に格納されたプログラムに基づいて動作する。また、車両挙動シミュレーション装置３００には、キーボードやマウス等の入力手段やモニタ等の表示手段が含まれる。入力手段には、ハンドルおよびアクセル、ブレーキ等からなる運転状態を再現することができるようなもの用いることもできる。入力手段は、作業者によって操作され、実車の走行時の挙動の予測に必要なパラメータ等の情報が入力される。表示手段には、推定された実車の走行時の挙動などが、車両モデルを用いて表示される。

【0038】

図４はタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によってタイヤ接地特性が算出される手法の一例を説明するための図である。
詳細には、図４（Ａ）はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の接地領域Ｔ１Ａの踏み側端部（Ｌｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ）と、蹴り側端部（Ｔｒａｉｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）とを説明するための図である。図４（Ｂ）はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の「５ｄｅｇ」位置が応力測定手段３に当接した場合に、応力測定手段３によって測定される「５ｄｅｇ」位置の応力を概念的に説明するための図である。図４（Ｃ）はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の「－５ｄｅｇ」位置が応力測定手段３に当接した場合に、応力測定手段３によって測定される「－５ｄｅｇ」位置の応力を概念的に説明するための図である。図４（Ｄ）は応力測定手段３によって測定されたタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の複数の位置の応力データを合成する処理を概念的に説明するための図である。図４（Ｅ）は処理装置４によって可視化された接地領域Ｔ１Ａの接地力分布の一例を示す図である。

【0039】

図４に示す例では、処理装置４が、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの応力測定手段３を踏んだ位置（応力測定手段３に当接した周方向位置）を記録する。応力測定手段３は、基準位置Ｂ（荷重直下位置）においてタイヤＴのトレッド表面Ｔ１に当接するのみならず、基準位置Ｂ以外の位置においてもタイヤＴのトレッド表面Ｔ１に当接する。つまり、応力測定手段３は、接地領域Ｔ１Ａの踏み側端部（Ｌｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ）に当接してから、接地領域Ｔ１Ａの蹴り側端部（Ｔｒａｉｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）に当接するまでの期間中、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１に当接し続ける。そのため、応力測定手段３は、踏み側端部から蹴り側端部までの間の応力の変化を取得することができる。
詳細には、「Ｔｉｒｅ Ａｎｇｌｅ＝０ｄｅｇ」（図４（Ａ）参照）の位置の応力が応力測定手段３によって測定されるのみならず、図４（Ａ）中の「５ｄｅｇ」の位置に相当する「Ｔｉｒｅ Ｐｏｓｉ＝５ｄｅｇ」（図４（Ｂ）参照）の位置の応力も応力測定手段３によって測定される。また、図４（Ａ）中の「－５ｄｅｇ」の位置に相当する「Ｔｉｒｅ Ｐｏｓｉ＝－５ｄｅｇ」（図４（Ｃ）参照）の位置の応力も応力測定手段３によって測定される。
更に、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向のすべての位置の応力が応力測定手段３によって測定される。処理装置４は、一連の走行挙動中におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向のすべての位置が応力測定手段３に当接するまで記録を続ける。
詳細には、回転ドラム１の全周上をカバーできるように応力測定手段を配置することも可能であるが、過渡的な変化が発生している期間中におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１のすべての接地位置を、応力測定手段３に当接させるために、例えば制動力をタイヤＴに対して付与することもできる。それにより、タイヤＴの周速度と回転ドラム１の周速度とを異ならせることができ、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向のすべての位置を、応力測定手段３に対向させることもできる。いずれの方法により計測するにせよ回転ドラム１の接地個所の複数個所で回転ドラム１の幅方向に応力測定手段を配置したほうがより効率的に測定を行うことができる。なお、幅方向に一列に複数個設置されるセンサを複数列互い違いになるように設置することによって、計測時間を短縮できるほか、応力分布等の解像度を向上させることができる。また、応力測定手段の配置位置を少なくすることにより測定装置自体を簡素化することができる。

【0040】

上述の如く過渡的な変化を伴うすべての接地位置におけるタイヤの接地特性を測定したうえで、図４に示す例では、図４（Ｄ）に示すように、応力測定手段３によって測定されたタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の複数の位置の応力データが、処理装置４によって合成される。次いで、図４（Ｅ）に示すように、処理装置４は、可視化された接地領域Ｔ１Ａの例えば接地力分布を生成することができ、タイヤ接地特性計測装置１００では、例えば、測定の際に、応力測定手段３がタイヤＴの接地領域Ｔ１Ａの同一位置に対向することにより、タイヤＴの同一位置について複数の測定結果が得られた場合には、それらの測定結果を平均したものを測定結果として用いることが好ましい。
また、ドラム側回転位置検出手段８およびタイヤ側回転位置検出手段９によって回転ドラム１の回転位置とタイヤＴの回転位置とを同期させて計測することにより、パタン付きタイヤフットプリント計測（ラグ溝などを含む接地領域Ｔ１Ａのタイヤ接地特性の算出）を表現することもできる。

【0041】

図５はタイヤ接地特性計測装置１００によってタイヤＴに再現される実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化の一例などを説明するための図である。
詳細には、図５（Ａ）はタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示す図である。図５（Ａ）において横軸は時間（時刻）［ｓｅｃ］を示しており、縦軸は接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］を示している。
図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示す接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化に相当する実車の走行状態を示す。
図５に示す例では、図５（Ａ）の横軸に示す０［ｓｅｃ］（時刻ｔ１０）から５［ｓｅｃ］（時刻ｔ７０）までの５秒間に、実車が、図５（Ｂ）の左側車線から右側車線へのレーンチェンジを実行する。
つまり、図５に示す例では、図５（Ｂ）に示すレーンチェンジ中における実車のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現するために、図５（Ａ）に示すように、タイヤ角制御手段７が、タイヤＴに付与される接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］を、時間の経過に応じて変更する。すなわち、タイヤ角制御手段７がタイヤＴのキャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］、スリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］および／または接地力Ｆｚ［Ｎ］を変更することによって、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化を再現する。
詳細には、図５に示す例では、回転ドラム１の周上表面の幅方向に応力測定手段を一つ配置した場合の測定方法を例示する。時刻ｔ１０、時刻ｔ３０、時刻ｔ５０および時刻ｔ７０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定するために、時刻ｔ１０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂ（荷重直下位置）に配置される。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ３０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ５０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ７０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。その結果、時刻ｔ１０、時刻ｔ３０、時刻ｔ５０および時刻ｔ７０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定することができる。

【0042】

図６は図５に示す例に測定開始時の回転ドラム位置を１８０°ずらして計測位置を追加した図である。詳細には、図６（Ａ）は、図５（Ａ）と同様に、タイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示している。図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）と同様に、図６（Ａ）に示す接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化に相当する実車の走行状態を示す。
図６において、時刻ｔ２０は、回転ドラム１が時刻ｔ１０の状態から１８０°回転した時刻である。時刻ｔ４０は、回転ドラム１が時刻ｔ３０の状態から１８０°回転した時刻である。時刻ｔ６０は、回転ドラム１が時刻ｔ５０の状態から１８０°回転した時刻である。
図６に示す例では、時刻ｔ２０、時刻ｔ４０および時刻ｔ６０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定するために、時刻ｔ１０に、応力測定手段３が、回転ドラム１の中心を隔てて基準位置Ｂ（荷重直下位置）の反対側に配置される。次いで、回転ドラム１が０．５回転し、時刻ｔ２０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ４０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ６０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。その結果、時刻ｔ２０、時刻ｔ４０および時刻ｔ６０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定することができる。

【0043】

図７はタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示す図である。
図７において、時刻Ａは、図６に示す時刻ｔ２０と時刻ｔ３０との間の時刻に相当する。時刻Ｂは、図５および図６に示す時刻ｔ３０に相当する。時刻Ｃおよび時刻Ｄは、図６に示す時刻ｔ３０と時刻ｔ４０との間の時刻に相当する。時刻Ｅは、図６に示す時刻ｔ４０と時刻ｔ５０との間の時刻に相当する。

【0044】

図８は本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された幅方向せん断応力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された幅方向せん断応力分布との違いを示す図である。
詳細には、図８（Ａ）の上側は、従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された時刻Ａにおける幅方向せん断応力分布を示しており、図８（Ａ）の下側は、本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された時刻Ａにおける幅方向せん断応力分布を示している。
本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００では、図６（Ｂ）に示すレーンチェンジ中における実車のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現するために、時刻ｔ１０から時刻ｔ７０までの期間中、ドラム用駆動手段２と、タイヤ位置制御手段５と、タイヤ用駆動手段６と、タイヤ角制御手段７とが動作した。更に、処理装置４は、過渡的な変化が発生している期間（時刻ｔ１０～時刻ｔ７０）中の時刻Ａにおける実車の挙動を再現した過渡的なタイヤ姿勢に対応する幅方向せん断応力分布を算出した。
一方、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置では、タイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］が、時刻Ａの時点の値に維持されている状態で、処理装置４が時刻Ａにおける幅方向せん断応力分布を算出した。
同様に時刻Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについても実車挙動を再現した過渡的なタイヤ姿勢に対応する幅方向せん断応力分布（本願）および各時刻のタイヤ姿勢に固定した幅方向せん断応力分布（比較例）を算出した。
図８に示すように、本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４が算出した時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの幅方向せん断応力分布は、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置が算出した時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの幅方向せん断応力分布とは異なるものになった。

【0045】

図９は本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された接地力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された接地力分布との違いを示す図である。
詳細には、図９（Ａ）の上側は、従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された時刻Ａにおける接地力分布を示しており、図９（Ａ）の下側は、本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された時刻Ａにおける接地力分布を示している。
上述した幅方向のせん断応力分布と同様に、時刻Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについても実車挙動を再現した過渡的なタイヤ姿勢に対応する接地力分布（本願）および各時刻のタイヤ姿勢に固定して接地力分布（比較例）を算出した。図９に示すように、本願におけるタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４が算出した各時刻の接地力分布（接地面積）は、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置が算出した時刻の接地力分布（接地面積）とは異なるものになった。

【0046】

実車試験では路面の状態や温度、気温、気圧等の環境条件の変化を制御することは困難であると共に、コストおよび労力と時間を必要とするが、車両動作シミュレーションシステム４００では、従来のドラム試験において計測することができなかった過渡的なタイヤ力を、タイヤの姿勢角を過渡的に変動させることによって、計測することができる。そのため、車両動作シミュレーションシステム４００では、実車走行時のタイヤ評価を過渡的に行うことができる。
特に、車両動作シミュレーションシステム４００では、実車走行によるタイヤの姿勢角について台上試験装置（車両特性計測装置２００）より得たタイヤ姿勢角を反映させ、ドラム試験装置（タイヤ接地特性計測装置１００）より得られるタイヤ力を台上試験装置に反映させることにより、車両挙動シミュレーション装置３００のシミュレーション精度を上げることができる。

【0047】

車両動作シミュレーションシステム４００によれば、タイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４が算出したタイヤ接地特性を用いることによってタイヤ特性（タイヤ挙動）を把握することができ、車両特性計測装置２００の計測器２１５が計測した車体２０３および車輪２０２の変位量および／または作用力を用いることによってサスペンション特性（タイヤ姿勢）を把握することができ、車両挙動シミュレーション装置３００が予測した実車の走行時の挙動を用いることによって車両挙動（実車挙動）を把握することができる。その結果、タイヤ特性とサスペンション特性と車両挙動（実車挙動）との関係性を明確化することができる。
つまり、車両動作シミュレーションシステム４００によれば、実物のタイヤＴの過渡特性、および、実物の試験用車両２０１（のサスペンション、ブッシュなど）の過渡特性を、実車の走行時の挙動（車両挙動シミュレーションの結果）に反映することができ、様々な現象を定量化して、実車試験結果のメカニズムの解明を容易にすることができる。

【0048】

本発明者等は、鋭意研究において、タイヤ接地特性計測装置１００に適用されるタイヤＴの種類を変更した場合に、車両挙動シミュレーション装置３００によって予測される実車の走行時の挙動（車両挙動シミュレーションの結果）が変化することを確認した。
つまり、本発明者等は、鋭意研究において、車両挙動シミュレーション装置３００を用いることによって、タイヤＴを装着した実車の走行テストを行わなくても、タイヤＴの優劣の評価を行うことができる旨を見い出した。

【0049】

図１０は車両挙動シミュレーション装置３００の機能ブロックの一例を示す図である。
図１０に示す例では、車両挙動シミュレーション装置３００が、車両モデル部３３０と、４輪タイヤモデル４輪タイヤモデル部３４０と、ドライバ入力部３５０と、環境情報入力部３６０とを備えている。
車両モデル部３３０は、４輪タイヤモデル部３４０と、ドライバ入力部３５０と、環境情報入力部３６０と、タイヤ接地特性計測装置１００と、車両特性計測装置２００とに接続されている。
４輪タイヤモデル部３４０は車両特性計測装置２００に接続されている。ドライバ入力部３５０は車両特性計測装置２００に接続されている。

【0050】

上記ドライバ入力部３５０は、ドライバ操作に関するデータを操舵角およびアクセルおよびブレーキに代わる信号を車両モデル部３３０に送信する。車両の動作結果に関する情報として車両位置等に関する情報を車両モデル部３３０より受け取ることでシミュレーション結果をモニタ等に視覚的に表示することが可能である。
環境情報入力部３６０は、シミュレーションの対象の周囲環境に関する信号およびデータを車両モデル部３３０に送信することにより、任意の天候、路面状況等においてシミュレーション行うことができる。
上記車両モデル部３３０は車両中心に働く慣性力、ロール角に関する情報を車両特性計測装置２００へ送ることができ、タイヤの軸上に働く慣性力、スリップ角、キャンバ角、トルク、車速等に関する情報を４輪タイヤモデル３４０に送信することができる。
４輪タイヤモデル３４０ではタイヤの軸力を算出した結果を車両特性計測装置２００へ送信することができる。
車両特性計測装置２００では車両の中心、タイヤ軸上の慣性力等を算出し、算出された結果を車両モデル部３３０へ返すことができる。
タイヤ速度、回転速度、スリップ角、キャンバ角、接地力等の情報をタイヤ接地特性計測装置１００へ送信することができ、タイヤ軸上の慣性力、周方向、幅方向に働く応力値およびモーメントを算出したうえで車両モデル部３３０に算出結果を返すことができる。

【0051】

また、車両特性計測装置２００において、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０６へ各種センサに代わる模擬信号を車両モデル部３３０から送信することにより、電子制御ユニットに走行状態を認識させることも可能である。電子制御ユニット（ＥＣＵ）は車両特性計測装置２００の試験用車両２０１に搭載されているものを用いることができる。
図１１は電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０６を有する車両特性計測装置２００などの機能ブロックの一例を示す図である。
を４輪タイヤモデル部３４０に送信する。

【0052】

図１２は本願における車両動作シミュレーションシステム４００において実行される処理の詳細を説明するためのシーケンス図である。
図１２に示す例では、ステップＳ５１において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの前処理を開始する。
次いで、ステップＳ５２において、タイヤ接地特性計測装置１００が、待機位置に移動する。
また、ステップＳ５３において、車両特性計測装置２００が、待機位置に移動する。
次いで、ステップＳ５４において、タイヤ接地特性計測装置１００が、移動完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
また、ステップＳ５５において、車両特性計測装置２００が、移動完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
次いで、ステップＳ５６において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００から送信された移動完了フラグと、車両特性計測装置２００から送信された移動完了フラグとを確認する。

【0053】

次いで、ステップＳ５７において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの車両状態をリセットする。
次いで、ステップＳ５８において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの車両の安定を確認する。
次いで、ステップＳ５９において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションを初期状態で待機する。
次いで、ステップＳ６０において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００に対して初期状態への移動指示を送信すると共に、車両特性計測装置２００に対して初期状態への移動指示を送信する。
次いで、ステップＳ６１において、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００からの指示に応じて移動する。
また、ステップＳ６２において、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００からの指示に応じて移動する。

【0054】

次いで、ステップＳ６３において、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して動作するシミュレーション同期モードに移行する。
また、ステップＳ６４において、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して動作するシミュレーション同期モードに移行する。
次いで、ステップＳ６５において、タイヤ接地特性計測装置１００が、シミュレーション同期モードへの移行完了を示す移行完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
また、ステップＳ６６において、車両特性計測装置２００が、シミュレーション同期モードへの移行完了を示す移行完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
次いで、ステップＳ６７において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００から送信された移行完了フラグと、車両特性計測装置２００から送信された移行完了フラグとを確認し、シミュレーションを開始する。

【0055】

次いで、ステップＳ６７Ａにおいて、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの車両運動を計算する。
次いで、ステップＳ６８において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００と、車両特性計測装置２００の制御器２２０と、車両特性計測装置２００の試験用車両２０１に搭載されたＥＣＵ２０６とに指令値を送信する。
通常、車両の走行状態を把握するための各種センサからＥＣＵへ入力される信号に代わる模擬信号として、予測された前記車両特性に基づく指令値を用いることができる。
車両モデルからＥＣＵ２０６へ送信される指令値としては、ホイールスピード、ヨーレート、車両加速度、タイヤの軸上の加速度、前方レーダおよびカメラ等の各種センサに対して車両特性を補足する情報が含まれる。これらの情報をＥＣＵ２０６へ反映し、走行状態を試験用車両２０１に認識させることより走行状態を精密に再現したシミュレーションを行うことができる。
また、ステップＳ６９において、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００から送信された指令値に応じて（つまり、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して）動作する。詳細には、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００から得られる車両特性（特にタイヤの軸力）を反映して動作する。また、タイヤ接地特性計測装置１００は、タイヤ接地特性のデータを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
また、ステップＳ７０において、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００から送信された指令値に応じて（つまり、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して）動作する。詳細には、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００から得られる車両特性（特にタイヤの軸力）を反映して動作する。また、車両挙動シミュレーション装置３００から送信された指令値を、試験用車両２０１に搭載されたＥＣＵ２０６に入力する。また、車両特性計測装置２００は、計測データを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
つまり、ステップＳ６８、Ｓ６９、Ｓ７０が並行して実行され、タイヤ接地特性計測装置１００と車両特性計測装置２００と車両挙動シミュレーション装置３００とが同期して動作する。
次いで、ステップＳ７０Ａにおいて、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００と車両特性計測装置２００とからデータ（タイヤ接地特性のデータおよび計測データ）を受信する。
次いで、ステップＳ７０Ｂにおいて、車両挙動シミュレーション装置３００は、シミュレーションの終了時間であるか否か、および、シミュレーションの車両の走行距離が走行予定距離に到達したか否かを判定する。
シミュレーションの終了時間でない場合、または、シミュレーションの車両の走行距離が走行予定距離に到達していない場合には、ステップＳ７１に進む。一方、シミュレーションの終了時間である場合、かつ、シミュレーションの車両の走行距離が走行予定距離に到達した場合には、ステップＳ６７Ａに戻る。

【0056】

ステップＳ７１において、車両挙動シミュレーション装置３００は、シミュレーションを終了する。
それに伴って、ステップＳ７２において、タイヤ接地特性計測装置１００の動作が、内部指令に応じた動作に切り替わる。
また、ステップＳ７３において、車両特性計測装置２００の動作が、内部指令に応じた動作に切り替わる。
次いで、ステップＳ７４において、タイヤ接地特性計測装置１００が、待機位置に移動する。
また、ステップＳ７５において、車両特性計測装置２００が、待機位置に移動する。

【0057】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や各例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１００…タイヤ接地特性計測装置
１…回転ドラム
２…ドラム用駆動手段
２Ａ…ドラム軸
３…応力測定手段
４…処理装置
５…タイヤ位置制御手段
５Ａ…スピンドル軸
６…タイヤ用駆動手段
７…タイヤ角制御手段
８…ドラム側回転位置検出手段
９…タイヤ側回転位置検出手段
１０…タイヤ空気圧変更手段
Ｔ…タイヤ
Ｔ１…トレッド表面
Ｔ１Ａ…接地領域
２００…車両特性計測装置
２０１…試験用車両
２０２…車輪
２０３…車体
２０５…ステアリングホイール
２１０…架台装置
２１４…支持部
２１５…計測器
２２０…制御器
３００…車両挙動シミュレーション装置
４００…車両動作シミュレーションシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】