特許 7347187 タイヤのコーナリング特性評価方法

(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】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】タイヤのコーナリング特性評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20230912BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20230912BHJP

   G01M 17/04 20060101ALI20230912BHJP

   G01M 17/06 20060101ALI20230912BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

G01M17/02

B60C19/00 H

G01M17/04

G01M17/06

G01M17/007 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019225754

(22)【出願日】2019-12-13

(65)【公開番号】P2021096090

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】中西 亮太

【審査官】森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１６２４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－４３２３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １７／０２

Ｂ６０Ｃ １９／００

Ｇ０１Ｍ １７／０４

Ｇ０１Ｍ １７／０６

Ｇ０１Ｍ １７／００７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤのコーナリング特性の評価方法であって、
タイヤのコーナリングパワーとセルフアライニングトルクパワーとを求める第１工程と、
前記コーナリングパワー及び前記セルフアライニングトルクパワーと、タイヤの等価コーナリング係数との関係式を求める第２工程と、
前記コーナリングパワーと前記セルフアライニングトルクパワーと前記等価コーナリング係数とを１つのグラフに表示する第３工程とを含む、
タイヤのコーナリング特性評価方法。

【請求項2】

評価対象のタイヤのコーナリング特性を評価する第４工程をさらに含み、
前記第３工程は、前記等価コーナリング係数の等高線を表示することによって、前記グラフを複数の領域に区画し、
前記第４工程は、タイヤが属する前記領域に基づき、タイヤのコーナリング特性を評価する、請求項１に記載のタイヤのコーナリング特性評価方法。

【請求項3】

前記等高線は、直線状に表示される、請求項２に記載のタイヤのコーナリング特性評価方法。

【請求項4】

前記第２工程は、前記タイヤが装着される車両のサスペンション特性に関する係数に基づき、前記関係式を求める、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタイヤのコーナリング特性評価方法。

【請求項5】

前記サスペンション特性に関する前記係数は、ロールステアに関する第１係数と、横力コンプライアンスステアに関する第２係数と、ねじり剛性に関する第３係数とを含む、請求項４に記載のタイヤのコーナリング特性評価方法。

【請求項6】

前記サスペンション特性に関する前記係数は、実測又は計算により求められる、請求項４又は５に記載のタイヤのコーナリング特性評価方法。

【請求項7】

前記第１工程は、評価対象の前記タイヤを台上試験することで前記コーナリングパワーと前記セルフアライニングトルクパワーとを求める、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタイヤのコーナリング特性評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に装着されるタイヤのコーナリング特性を評価するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に装着されるタイヤのコーナリング特性を、定量的に評価するための種々の試みが行われている。例えば、下記特許文献１には、タイヤの等価コーナリングパワーを、車両の任意の点における車体スリップ角、横加速度及び車体速度に基づき求める方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０８４５５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の方法は、車両の運動特性指標であるスタビリティファクタ、定常ヨーゲイン及びヨー共振周波数と関連する等価コーナリング係数に対する評価が明確とはいえず、等価コーナリング係数に基づく評価が望まれていた。

【0005】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤのコーナリング特性を等価コーナリング係数に基づき容易に評価し得る方法を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、タイヤのコーナリング特性の評価方法であって、タイヤのコーナリングパワーとセルフアライニングトルクパワーとを求める第１工程と、前記コーナリングパワー及び前記セルフアライニングトルクパワーと、タイヤの等価コーナリング係数との関係式を求める第２工程と、前記コーナリングパワーと前記セルフアライニングトルクパワーと前記等価コーナリング係数とを１つのグラフに表示する第３工程とを含むことを特徴とする。

【0007】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法において、評価対象の前記タイヤのコーナリング特性を評価する第４工程をさらに含み、前記第３工程は、タイヤの等価コーナリング係数の等高線を表示することによって、前記グラフを複数の領域に区画し、前記第４工程は、前記タイヤが属する前記領域に基づき、前記タイヤのコーナリング特性を評価するのが望ましい。

【0008】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法において、前記等高線は、直線状に表示されるのが望ましい。

【0009】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法において、前記第２工程は、前記タイヤが装着される車両のサスペンション特性に関する係数に基づき、前記関係式を求めるのが望ましい。

【0010】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法において、前記サスペンション特性に関する前記係数は、ロールステアに関する第１係数と、横力コンプライアンスステアに関する第２係数と、ねじり剛性に関する第３係数とを含むのが望ましい。

【0011】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法において、前記サスペンション特性に関する前記係数は、実測又は計算により求められるのが望ましい。

【0012】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法において、前記第１工程は、評価対象の前記タイヤを台上試験することで前記コーナリングパワーと前記セルフアライニングトルクパワーとを求めるのが望ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法は、コーナリングパワーとセルフアライニングトルクと等価コーナリング係数とを１つのグラフに表示する第３工程を含んでいる。このような方法は、車両の運動特性指標であるスタビリティファクタ、定常ヨーゲイン及びヨー共振周波数に関連する等価コーナリング係数に対するタイヤのコーナリング特性を評価することができる。このため、本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法は、タイヤのコーナリング特性を等価コーナリング係数に基づき容易に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のタイヤのコーナリング特性評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。

【図2】第２工程を示すフローチャートである。

【図3】第３工程を示すフローチャートである。

【図4】タイヤが前輪に用いられる場合の一例を示すグラフである。

【図5】タイヤが後輪に用いられる場合の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態のタイヤのコーナリング特性評価方法を示すフローチャートである。図１に示されるように、本実施形態のタイヤのコーナリング特性評価方法は、タイヤのコーナリング特性を定量的に評価するための方法である。

【0016】

本実施形態のタイヤのコーナリング特性評価方法は、まず、タイヤのコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰとを求める第１工程Ｓ１が行われる。第１工程Ｓ１では、タイヤのコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰとが実測又は計算により求められるのが望ましい。このような第１工程Ｓ１は、タイヤのコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰとを正確に求めることができる。

【0017】

本実施形態のタイヤのコーナリング特性評価方法は、第１工程Ｓ１の次に、コーナリングパワーＣＰ及びセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰと、タイヤの等価コーナリング係数Ｃとの関係式Ｆ１を求める第２工程Ｓ２が行われる。ここで、等価コーナリング係数Ｃは、車両の運動特性指標であるスタビリティファクタ、定常ヨーゲイン及びヨー共振周波数に関連する係数である。このような第２工程Ｓ２は、車両の運動特性を考慮した上で、タイヤのコーナリング特性を評価することができる。

【0018】

本実施形態のタイヤのコーナリング特性評価方法は、第２工程Ｓ２の次に、コーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰと等価コーナリング係数Ｃとを１つのグラフに表示する第３工程Ｓ３が行われる。

【0019】

このような方法は、車両の運動特性指標であるスタビリティファクタ、定常ヨーゲイン及びヨー共振周波数に関連する等価コーナリング係数Ｃに対するタイヤのコーナリング特性を評価することができる。このため、本実施形態のタイヤのコーナリング特性評価方法は、タイヤのコーナリング特性を等価コーナリング係数に基づき容易に評価することができる。

【0020】

より好ましくは、タイヤのコーナリング特性評価方法は、第３工程Ｓ３の次に、評価対象のタイヤのコーナリング特性を評価する第４工程Ｓ４が行われる。第４工程Ｓ４は、例えば、評価対象のタイヤのグラフ上での位置に基づき、タイヤのコーナリング特性が評価されている。このような第４工程Ｓ４は、タイヤのコーナリング特性を容易に評価することに役立つ。

【0021】

本実施形態の第１工程Ｓ１は、評価対象のタイヤを台上試験することでコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰとを求めている。第１工程Ｓ１は、例えば、評価対象のタイヤのコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰとを、フラットベルト試験機を用いて求めている。このような第１工程Ｓ１は、タイヤのコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰとを実測により求めることができる。

【0022】

第１工程Ｓ１は、例えば、シミュレーションを用いて計算してもよい。このような第１工程Ｓ１は、新しいトレッドパターンを採用する場合にも試作する必要がなく、タイヤのコーナリング特性の評価に要する時間を短縮することができる。

【0023】

図２は、本実施形態の第２工程Ｓ２を示すフローチャートである。図２に示されるように、本実施形態の第２工程Ｓ２は、コーナリングパワーＣＰ及びセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰと、タイヤの等価コーナリング係数Ｃとの関係式Ｆ１を求める第１式算出工程Ｓ２１が行われる。第１式算出工程Ｓ２１は、タイヤが装着される車両のサスペンション特性に関する係数ａに基づき、関係式Ｆ１を求めるのが望ましい。

【0024】

関係式Ｆ１は、例えば、以下の数式１として表される。

【数1】

ここで、係数ａは、サスペンション特性に関する係数である。

【0025】

サスペンション特性に関する係数ａは、ロールステアに関する第１係数ａ１と、横力コンプライアンスステアに関する第２係数ａ２と、ねじり剛性に関する第３係数ａ３とを含むのが望ましい。この場合の関係式Ｆ２は、例えば、以下の数式２として表される。

【数2】

【0026】

サスペンション特性に関する第１係数ａ１、第２係数ａ２及び第３係数ａ３は、それぞれ、実測又は計算により求められるのが望ましい。本実施形態の第１係数ａ１、第２係数ａ２及び第３係数ａ３は、サスペンション特性試験機を用いて、実測により求められている。このような第１式算出工程Ｓ２１は、サスペンション特性に関する係数ａを正確に求めることができる。

【0027】

第２工程Ｓ２は、数式２で表される関係式Ｆ２をセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰについて解くことで、以下の数式３で表される関係式Ｆ３を求める第２式算出工程Ｓ２２が行われる。

【数3】

【0028】

数式３は、例えば、タイヤが前輪に用いられる場合には、フロントコーナリングパワーＦｒＣＰ、フロントセルフアライニングトルクパワーＦｒＳＡＴＰ及びフロント等価コーナリング係数Ｃｆの関係式として、以下の数式４のように表される。

【数4】

ここで、各係数は、以下のとおりである。
Ｗｆ ： フロント軸重
ｇ ： 重力加速度
ａ１ｆ ： フロントロールステア係数
ａ２ｆ ： フロント横力コンプライアンスステア係数
ａ３ｆ ： フロントねじり剛性係数
ＣＴ ： キャスタートレール

【0029】

数式３は、例えば、タイヤが後輪に用いられる場合には、リアコーナリングパワーＲｒＣＰ、リアセルフアライニングトルクパワーＲｒＳＡＴＰ及びリア等価コーナリング係数Ｃｒの関係式として、以下の数式５のように表される。

【数5】

ここで、各係数は、以下のとおりである。
Ｗｒ ： リア軸重
ｇ ： 重力加速度
ａ１ｒ ： リアロールステア係数
ａ２ｒ ： リア横力コンプライアンスステア係数
ａ３ｒ ： リアねじり剛性係数

【0030】

なお、数式３は、数式４又は数式５に限定されるものではなく、ロールステアに関する第１係数ａ１、横力コンプライアンスステアに関する第２係数ａ２、ねじり剛性に関する第３係数ａ３等を用いて表される種々の数式が適宜採用され得る。

【0031】

また、上述の第２式算出工程Ｓ２２では、数式２をセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰについて解いていたが、第２式算出工程Ｓ２２は、例えば、数式２をコーナリングパワーＣＰについて解いてもよい。この場合の第２式算出工程Ｓ２２は、以下の数式６で表される関係式Ｆ４を求めることになる。

【数6】

【0032】

図３は、第３工程Ｓ３を示すフローチャートであり、図４は、タイヤが前輪に用いられる場合の一例を示すグラフである。図３及び図４に示されるように、本実施形態の第３工程Ｓ３は、まず、グラフの縦軸と横軸とを表示する縦軸・横軸表示工程Ｓ３１が行われる。本実施形態の縦軸・横軸表示工程Ｓ３１は、コーナリングパワーＣＰを横軸に、セルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰを縦軸に表示している。

【0033】

第３工程Ｓ３は、次に、グラフに等価コーナリング係数Ｃの等高線を表示する等高線表示工程Ｓ３２が行われるのが望ましい。等高線表示工程Ｓ３２は、例えば、関係式Ｆ３を用いて、等価コーナリング係数Ｃがある値Ｃａのときの等高線を表示している。このような第３工程Ｓ３は、第１係数ａ１、第２係数ａ２及び第３係数ａ３が一定の係数であることから、等価コーナリング係数Ｃがある値Ｃａのときの等高線を表示することが容易である。

【0034】

ここで、関係式Ｆ３は、等価コーナリング係数Ｃがある値Ｃａのときに、ＳＡＴＰをＣＰの一次関数として表すことができる。このため、本実施形態の等高線は、直線状に表示されている。図４では、数式４に基づく関係式を用いて、等価コーナリング係数Ｃが値Ｃ１～Ｃ５のときの５本の等高線が例示されている。

【0035】

第３工程Ｓ３は、次に、等価コーナリング係数Ｃの等高線を表示することによって、グラフを複数の領域Ｒａに区画する領域区画工程Ｓ３３が行われるのが望ましい。図４では、５本の等高線により区画された６つの領域Ｒ１～Ｒ６が例示されている。図４では、理解し易いように、１つの領域Ｒ４が着色されている。領域Ｒａのそれぞれは、等価コーナリング係数Ｃが同一又は類似の範囲である。このような領域区画工程Ｓ３３は、等価コーナリング係数Ｃに基づくタイヤのコーナリング特性を容易に評価することに役立つ。

【0036】

第３工程Ｓ３は、次に、評価対象のタイヤを表示する対象タイヤ表示工程Ｓ３４が行われる。対象タイヤ表示工程Ｓ３４は、評価対象のタイヤ毎に異なるマークで表示するのが望ましい。図４では、タイヤＡとタイヤＢとが例示されている。このような対象タイヤ表示工程Ｓ３４は、評価対象のタイヤのコーナリング特性を視覚的に把握することが容易である。

【0037】

図５は、タイヤが後輪に用いられる場合の一例を示すグラフである。図５では、数式５に基づく関係式を用いて、等価コーナリング係数Ｃが値Ｃ６～Ｃ１１のときの６本の等高線が表示され、これらの等高線により区画された７つの領域Ｒ７～Ｒ１３が例示されている。

【0038】

図１、図４及び図５に示されるように、本実施形態の第４工程Ｓ４は、タイヤが属する領域Ｒａに基づき、タイヤのコーナリング特性を評価している。図４では、タイヤＡが領域Ｒ３に属しており、タイヤＢが領域Ｒ５に属している状態が例示されている。図５では、タイヤＡが領域Ｒ１１に属しており、タイヤＢが領域Ｒ９に属している状態が例示されている。このような第４工程Ｓ４は、タイヤの属する領域Ｒａに基づいて評価しているので、タイヤのコーナリング特性を等価コーナリング係数Ｃに基づき容易に評価することができる。

【0039】

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、上述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得る。

【実施例】

【0040】

図１～図３の方法で、数式４及び数式５により求められたグラフを用いて、タイヤＡ及びタイヤＢの評価が行われた。この実施例では、タイヤＡ及びタイヤＢのコーナリングパワーＣＰとセルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰがフラットベルト試験機を用いて求められた。また、サスペンション特性に関する第１係数ａ１、第２係数ａ２及び第３係数ａ３は、サスペンション特性試験機を用いて求められた。テストの結果が、図４及び図５に示される。

【0041】

テストの結果、タイヤが前輪に用いられる場合であっても、タイヤが後輪に用いられる場合であっても、例示されるタイヤＡの等価コーナリング係数Ｃは、タイヤＢの等価コーナリング係数Ｃよりも高いことが確認された。また、タイヤが後輪に用いられる場合は、タイヤが前輪に用いられる場合に比べて、セルフアライニングトルクパワーＳＡＴＰが等価コーナリング係数Ｃに与える影響が小さいことが確認された。このため、実施例の評価方法は、タイヤのコーナリング特性を等価コーナリング係数Ｃに基づき容易に評価することができることが確認された。

【符号の説明】

【0042】

Ｓ１ 第１工程
Ｓ２ 第２工程
Ｓ３ 第３工程
ＣＰ コーナリングパワー
ＳＡＴＰ セルフアライニングトルクパワー
Ｃ 等価コーナリング係数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】