特許 7502984 タイヤ評価方法

(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】2024-06-11

(45)【発行日】2024-06-19

(54)【発明の名称】タイヤ評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/02 20060101AFI20240612BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20240612BHJP

【ＦＩ】

G01M17/02

B60C19/00 H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020214040

(22)【出願日】2020-12-23

(65)【公開番号】P2022099950

(43)【公開日】2022-07-05

【審査請求日】2023-10-13

(73)【特許権者】

【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】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100184343

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 茂雄

(72)【発明者】

【氏名】小池 明大

【審査官】鴨志田 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１８６９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２１７１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６２７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９３７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １７／０２

Ｂ６０Ｃ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の対象車両に装着されることを前提としたタイヤのタイヤ評価方法であって、
複数種類の目標設定用タイヤを用意し、
前記複数種類の目標設定用タイヤのうち、１種類ごとに１セットの目標設定用タイヤを前記対象車両に装着して、ドライバによる官能評価に供試し、
前記ドライバによる官能評価に基づいて、前記複数種類の目標設定用タイヤから、前記対象車両に設定された操舵角に対する安定性に関する目標性能を満足する安定性目標設定用タイヤを抽出し、
前記安定性目標設定用タイヤについて、操舵角に基づくスタビリティファクタである操舵角スタビリティファクタを求め、
前記求められた操舵角スタビリティファクタに基づいて、前記操舵角スタビリティファクタの安定性目標範囲を設定し、
前記対象車両に装着される候補となる複数種類の第１次候補タイヤを用意し、
前記複数種類の第１次候補タイヤそれぞれについて、前記操舵角スタビリティファクタを求め、
前記複数種類の第１次候補タイヤのうち、前記操舵角スタビリティファクタが前記安定性目標範囲内にあるものを第２次候補タイヤとして抽出し、
前記第２次候補タイヤそれぞれについて、操舵力に基づくスタビリティファクタである操舵力スタビリティファクタを求め、
前記第２次候補タイヤを、前記操舵力スタビリティファクタに基づいて評価する、タイヤ評価方法。

【請求項2】

前記第２次候補タイヤの評価は、前記操舵力スタビリティファクタが大きいほど前記対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価する、
請求項１に記載のタイヤ評価方法。

【請求項3】

前記ドライバよる官能評価では、前記複数種類の目標設定用タイヤから、前記対象車両に設定された、操舵角の入力に対するヨーレートの応答性に関する目標性能を満足する応答性目標設定用タイヤを抽出することを含み、
前記応答性目標設定用タイヤについて、操舵角の入力に対するヨー共振周波数を求め、
前記ヨー共振周波数に基づいて、前記ヨー共振周波数の応答性目標範囲を設定し、
前記第２次候補タイヤの選択は、前記複数種類の第１次候補タイヤのうち、前記ヨー共振周波数が前記応答性目標範囲内にあるものを選択することをさらに含む、
請求項１または２に記載のタイヤ評価方法。

【請求項4】

前記第２次候補タイヤについて、操舵力の入力に対する車体系共振周波数を求めることをさらに含み、
前記第２次候補タイヤのうち、前記車体系共振周波数が大きいほど前記対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価する、
請求項１～３のいずれか１つに記載のタイヤ評価方法。

【請求項5】

前記第２次候補タイヤについて、操舵力の入力に対する操舵系共振周波数を求めることをさらに含み、
前記第２次候補タイヤのうち、前記操舵系共振周波数が大きいほど前記対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価する、
請求項１～４のいずれか１つに記載のタイヤ評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所定条件のもと台上でタイヤを試験することにより計測された前輪および後輪それぞれにおけるコーナリングパワーと装着される車両の諸元とに基づいて、タイヤ特性と紐づいた車両のスタビリティファクタを求め、該スタビリティファクタに基づいてタイヤの安定性を評価するタイヤ評価方法が知られている。

【0003】

例えば、非特許文献１，２には、タイヤ特性と紐づいた車両のスタビリティファクタとして、操舵角に基づくスタビリティファクタ（以下、操舵角スタビリティファクタ）と、操舵力に基づくスタビリティファクタ（以下、操舵力スタビリティファクタ）とを求め、これら２つのスタビリティファクタ（以下、纏めてスタビリティファクタと称する場合がある）を用いてタイヤの安定性を評価することが開示されている。

【0004】

非特許文献１，２によれば、タイヤが装着された車両は、操舵角スタビリティファクタが、正の値となる場合にアンダーステア、ゼロの場合にニュートラルステア、負の値となる場合にオーバーステアの傾向を示す。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】酒井英樹著「タイヤ特性と操縦安定性との関係」、自動車技術Ｖｏｌ．６７Ｎｏ．４、公益社団法人自動車技術会、２０１３年４月

【文献】酒井英樹著「フォースコントロールにおける安定性とその指標」、自動車技術会論文集Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．２、公益社団法人自動車技術会、２０１３年３月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

安定性を確保するには、操舵角スタビリティファクタを正の値に設定すればよいが、操舵角スタビリティファクタが増大するほど旋回半径が大きくなり、旋回性が悪化するという側面も有する。したがって、タイヤにおいて求められる操舵角スタビリティファクタには、当該タイヤが装着される車両に求められる安定性（操縦安定性ともいう）に応じた適値が存在する。

【0007】

非特許文献１，２には、タイヤが特定の対象車両に装着されることを前提としている場合に、当該タイヤのスタビリティファクタを、対象車両ごとに求められる安定性に応じた適値にどのように設定するかについての示唆がない。特に、対象車両に求められる安定性に応じたスタビリティファクタは、対象車両のタイプに依存して大きく異なり得、スタビリティファクタによりタイヤを評価した後に、車両でのドライバによる官能による評価を要する。

【0008】

すなわち、非特許文献１，２に開示されるタイヤ評価方法には、スタビリティファクタの適値をドライバによる官能評価を考慮して設定することによってタイヤ評価を効率を向上させる点で、さらに工夫する余地がある。

【0009】

本発明は、スタビリティファクタを利用した効率的なタイヤ評価方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、
特定の対象車両に装着されることを前提としたタイヤのタイヤ評価方法であって、
複数種類の目標設定用タイヤを用意し、
前記複数種類の目標設定用タイヤのうち、１種類ごとに１セットの目標設定用タイヤを前記対象車両に装着して、ドライバによる官能評価に供試し、
前記ドライバによる官能評価に基づいて、前記複数種類の目標設定用タイヤから、前記対象車両に設定された操舵角に対する安定性に関する目標性能を満足する安定性目標設定用タイヤを抽出し、
前記安定性目標設定用タイヤについて、操舵角に基づくスタビリティファクタである操舵角スタビリティファクタを求め、
前記求められた操舵角スタビリティファクタに基づいて、前記操舵角スタビリティファクタの安定性目標範囲を設定し、
前記対象車両に装着される候補となる複数種類の第１次候補タイヤを用意し、
前記複数種類の第１次候補タイヤそれぞれについて、前記操舵角スタビリティファクタを求め、
前記複数種類の第１次候補タイヤのうち、前記操舵角スタビリティファクタが前記安定性目標範囲内にあるものを第２次候補タイヤとして抽出し、
前記第２次候補タイヤそれぞれについて、操舵力に基づくスタビリティファクタである操舵力スタビリティファクタを求め、
前記第２次候補タイヤを、前記操舵力スタビリティファクタに基づいて評価する、タイヤ評価方法を提供する。

【0011】

本発明によれば、操舵角スタビリティファクタの安定性目標範囲を、目標設定用タイヤを利用した対象車両におけるドライバによる官能評価に基づいて適値に設定できる。これによって、複数の第１次候補タイヤから、第２次候補タイヤをドライバによる官能評価を考慮しつつ効率的に抽出できる。さらに、第２次候補タイヤの評価を、操舵力によるスタビリティファクタに基づいて容易に評価できる。したがって、複数種類の第１次候補タイヤから、対象車両に適した第２次候補タイヤを効率的に評価できる。

【0012】

また、前記第２次候補タイヤの評価は、前記操舵力スタビリティファクタが大きいほど前記対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価してもよい。

【0013】

本構成によれば、ドライバによる官能評価が考慮された第２次候補タイヤから、操舵力スタビリティファクタの大きさに基づいてより安定性に優れたタイヤを抽出できる。

【0014】

また、前記ドライバよる官能評価では、前記複数種類の目標設定用タイヤから、前記対象車両に設定された、操舵角の入力に対するヨーレートの応答性に関する目標性能を満足する応答性目標設定用タイヤを抽出することを含み、
前記応答性目標設定用タイヤについて、操舵角の入力に対するヨー共振周波数を求め、
前記ヨー共振周波数に基づいて、前記ヨー共振周波数の応答性目標範囲を設定し、
前記第２次候補タイヤの選択は、前記複数種類の第１次候補タイヤのうち、前記ヨー共振周波数が前記応答性目標範囲内にあるものを選択することをさらに含んでもよい。

【0015】

本構成によれば、複数種類の第１次候補タイヤから、操舵角スタビリティファクタによる抽出に加えて、ヨーレートの共振周波数が応答性目標範囲内にあるものを第２次候補タイヤとして選択することによって、操舵角に対する安定性に加えてヨーレートの応答性が適切に設定されたタイヤを選択できる。

【0016】

また、前記第２次候補タイヤについて、操舵力の入力に対する車体系共振周波数を求めることをさらに含み、
前記第２次候補タイヤのうち、前記車体系共振周波数が大きいほど前記対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価してもよい。

【0017】

本構成によれば、複数の第２次候補タイヤから、操舵力の入力に対する車体系の応答性が確保されたタイヤを選択できる。

【0018】

また、前記第２次候補タイヤについて、操舵力の入力に対する操舵系共振周波数を求めることをさらに含み、
前記第２次候補タイヤのうち、前記操舵系共振周波数が大きいほど前記対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価してもよい。

【0019】

本構成によれば、複数の第２次候補タイヤから、操舵力の入力に対する操舵系の応答性が確保されたタイヤを選択できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、対象車両におけるドライバによる官能評価が反映された、スタビリティファクタの適値を利用して、タイヤを効率的に評価できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る車両モデルを示す図。

【図2】本発明の実施形態に係る操舵系モデルを示す図。

【図3】第１実施形態に係るタイヤ評価方法を示すフローチャート。

【図4】官能評価に基づく目標性能の設定方法を示すフローチャート。

【図5】第２次候補タイヤの抽出方法を示すフローチャート。

【図6】第２次候補タイヤの評価方法を示すフローチャート。

【図7】官能評価で抽出された安定性目標設定用タイヤの操舵角スタビリティファクタを示すグラフ。

【図8】第１次候補タイヤの操舵角スタビリティファクタを示すグラフ。

【図9】第２次候補タイヤの操舵力スタビリティファクタを示すグラフ。

【図10】第１変形例に係る、官能評価に基づく目標性能の設定方法を示すフローチャート。

【図11】第１変形例に係る、第２次候補タイヤの抽出方法を示すフローチャート。

【図12】第１変形例に係る、官能評価で抽出された応答性目標設定用タイヤのヨー共振周波数を示すグラフ。

【図13】第１変形例に係る、第２次候補タイヤの、ヨー共振周波数と操舵角スタビリティファクタとを示すグラフ。

【図14】第２変形例に係る、第２次候補タイヤの評価方法を示すフローチャート。

【図15】第２変形例に係る、第２次候補タイヤの、車体系共振周波数と操舵力スタビリティファクタとを示すグラフ。

【図16】第３変形例に係る、第２次候補タイヤの評価方法を示すフローチャート。

【図17】第３変形例に係る、第２次候補タイヤの、操舵系共振周波数と操舵力スタビリティファクタとを示すグラフ。

【図18】第２実施形態に係る、タイヤ評価方法を示すフローチャート。

【図19】車速と前輪コーナリングパワーおよび後輪コーナリングパワーとの関係を示すグラフ。

【図20】評価タイヤの操舵角スタビリティファクタを示すグラフ。

【図21】第２実施形態の第１変形例に係る、タイヤ評価方法を示すフローチャート。

【図22】第２実施形態の第１変形例に係る、評価タイヤの車速とヨー共振周波数との関係を示すグラフ。

【図23】第２実施形態の第１変形例に係る、評価タイヤのヨー共振周波数と操舵角スタビリティファクタをグラフ。

【図24】第２実施形態の第２変形例に係る、タイヤ評価方法を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態では、特定の対象車両に装着されることを前提としたタイヤを、当該対象車両に要求される目標性能に基づいて評価する。具体的には、操舵角に対する安定性を示す指標となる操舵角スタビリティファクタＫ_ａと、操舵力に対する安定性を示す指標となる操舵力スタビリティファクタＫ_ｔとを用いて、ドライバによる官能評価を考慮しつつタイヤを評価する。より具体的には、操舵角スタビリティファクタＫ_ａの目標範囲（安定性目標範囲）がドライバによる官能評価を利用して設定される。

【0023】

操舵角スタビリティファクタＫ_ａは、操舵角に対する安定性を示す指標であれば種々のものを使用できる。本実施形態では、操舵角スタビリティファクタＫ_ａを、非特許文献１に開示される数式を用いて求める場合を例にとって説明する。具体的には、操舵角スタビリティファクタＫ_ａは、図１に示される車両モデル１を前提として、以下の数式（１）により求められる。

【0024】

【数1】

【0025】

図１に示されるように、車両モデル１は、４輪車を前提として、左右２つの前輪および後輪が車幅方向中央にまとめられた前タイヤモデル２および後タイヤモデル３を有する、線形２自由度モデルとして表されている。車両モデル１は、重心ＣＧから前タイヤモデル２の軸心までの前後方向長さがＬ_ｆであり、後タイヤモデル３の軸心までの前後方向長さがＬ_ｒである。車両モデル１はホイールベース長、すなわちＬ_ｆとＬ_ｒとの合計長さがＬである。

【0026】

車両モデル１は、質量がｍであり、前タイヤモデル２での分担荷重はｍ_ｆ・ｇ、後タイヤモデル３での分担荷重はｍ_ｒ・ｇである。また、車両モデル１は、重心ＣＧ周りのヨー慣性モーメントがＩｚとして表されている。

【0027】

図１では、車両モデル１は前タイヤモデル２が操舵角δで操舵されて、重心ＣＧにおいて車両前後方向に対してスリップ角βで傾斜した方向に車速Ｖで進んでいる状態が示されている。また、車両モデル１は、重心ＣＧまわりにヨーレートｒで回転しており、前タイヤモデル２におけるスリップ角はβ_ｆ、後タイヤモデル３におけるスリップ角βｒで表されている。

【0028】

図１における、Ｆ_ｆおよびＦ_ｒはそれぞれ、操舵時における、前タイヤモデル２および後タイヤモデル３において発生する前輪横力および後輪横力を表している。本実施形態では、前輪横力Ｆ_ｆおよび後輪横力Ｆ_ｒは、例えば、タイヤ単体を所定条件（例えば所定の車速および所定の分担荷重）のもと台上で試験することにより計測される。

【0029】

２Ｋ_ｆおよび２Ｋ_ｒはそれぞれ、前輪横力Ｆ_ｆおよび後輪横力Ｆ_ｒをそれぞれのスリップ角β_ｆ，β_ｒで除した値であり、前輪コーナリングパワーおよび後輪コーナリングパワーを表している。Ｃ_ｆおよびＣ_ｒはそれぞれ、前輪コーナリングパワー２Ｋ_ｆおよび後輪コーナリングパワー２Ｋ_ｒをそれぞれの分担荷重ｍ_ｆ・ｇおよびｍ_ｒ・ｇで除した、前輪コーナリングパワー係数および後輪コーナリングパワー係数を表している。

【0030】

一方、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔは、操舵力に対する安定性を示す指標であれば種々のものを使用できる。本実施形態では、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを、非特許文献１に開示される数式を用いて求める。具体的には、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔは、図１に示される車両モデル１および図２に示される操舵系モデル１０を前提として、以下の数式（２）により求められる。

【0031】

【数2】

【0032】

図２に示されるように、操舵系モデル１０は、車両モデル１の前タイヤモデル２に操舵系１１を追加したものである。操舵系１１は、回転軸が水平面内に設定されるステアリングホイール１２を有している。操舵系モデル１０では、ステアリングホイール１２の慣性モーメントがＩｈ、操舵トルクがＴｈ、タイヤのニューマチックトレールおよび操舵系のトレール長の和がξとして表されている。なお、操舵系モデル１０では、操舵系１１の慣性モーメントがステアリングホイール１２にのみ存在するものと仮定されている。ニューマチックトレールは、前輪横力Ｆｆおよび後輪横力Ｆｒの計測と同様に（または同時に）、タイヤ単体を所定条件のもと台上で試験することにより計測される。具体的には、ニューマチックトレールは、セルフアライニングトルクパワー（Ｎｍ／ｒａｄ）を求めたのち、該セルフアライニングトルクパワーをコーナリングパワー（Ｎ／ｒａｄ）で除することにより求められる。

【0033】

次に、図３～９を参照して、第１実施形態の基本実施例に係るタイヤ評価方法を説明する。図３は、タイヤ評価方法の一連の流れを示すフローチャートである。まず、複数種類の目標設定用タイヤを用意する（ステップＳ１０）。複数種類の目標設定用タイヤとは、それぞれ互いに操舵角スタビリティファクタＫ_ａが異なっている。例えば、複数種類の目標設定用タイヤには、それぞれの操舵角スタビリティファクタＫ_ａの平均値に対して最大±５０％異なっている目標設定用タイヤが含まれていてもよい。

【0034】

次に、複数種類の目標設定用タイヤのうち、１種類ごとに１セット（１台分）の目標設定用タイヤを対象車両に装着する（ステップＳ２０）。次に、対象車両を実走行させて装着されている目標設定用タイヤをドライバによる官能評価に供試する（ステップＳ３０）。次に、ドライバによる官能評価に基づいて、タイヤの目標性能を設定する（ステップＳ４０）。

【0035】

図４は、官能評価に基づくタイヤの目標性能を設定する流れを示すサブルーチン（ステップＳ４０）である。まず、ドライバによる官能評価に基づいて、複数種類の目標設定用タイヤから、対象車両に設定された操舵角に対する安定性に関する目標性能を満足する２種類以上の安定性目標設定用タイヤを抽出する（Ｓ４１）。次に、安定性目標設定用タイヤそれぞれについて、操舵角スタビリティファクタＫ_ａを求める（Ｓ４２）。

【0036】

次に、安定性目標設定用タイヤそれぞれについて求められた操舵角スタビリティファクタＫ_ａの上下限を、操舵角スタビリティファクタの目標範囲である安定性目標範囲の上下限に設定する（ステップＳ４３）。図７は、複数種類の安定性目標設定用タイヤの操舵角スタビリティファクタＫ_ａを例示的に示すグラフである。図７に示されるように、複数種類の安定性目標設定用タイヤのうち、四角で囲まれたタイヤＡ１０，Ａ２３の操舵角スタビリティファクタＫ_ａがそれぞれ、上限値Ｓ２および下限値Ｓ１である。すなわち、安定性目標範囲は、Ｓ１以上Ｓ２以下に設定される。

【0037】

図３に戻って、次に、複数種類の第１次候補タイヤを用意する（ステップＳ５０）。複数種類の第１次候補タイヤとは、対象車両に装着される候補となるタイヤを意味しており、それぞれ少なくとも操舵角スタビリティファクタＫ_ａが異なっている。次に、複数種類の第１次候補タイヤから第２次候補タイヤを抽出する（ステップＳ６０）。

【0038】

図５は、複数種類の第１次候補タイヤから第２次候補タイヤを抽出する流れを示すサブルーチン（ステップＳ６０）である。まず、複数種類の第１次候補タイヤについて、操舵角スタビリティファクタＫ_ａを求める（ステップＳ６１）。次に、複数種類の第１次候補タイヤのうち、操舵角スタビリティファクタＫ_ａが安定性目標範囲内にあるものを第２次候補タイヤとして抽出する（ステップＳ６２）。

【0039】

図８は、複数種類の第１次候補タイヤＢ１～Ｂ１０の操舵角スタビリティファクタＫ_ａを例示的に示すグラフである。図８に示されるように、複数種類の第１次候補タイヤのうち、四角で囲まれたタイヤＢ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ９，Ｂ１０がそれぞれ、操舵角スタビリティファクタＫ_ａが安定性目標範囲内にあり、これらが第２次候補タイヤとして抽出される。

【0040】

図３に戻って、次に、第２次候補タイヤが評価される（ステップＳ７０）。図６は、第２次候補タイヤを評価する流れを示すサブルーチン（ステップＳ７０）である。まず、複数種類の第２次候補タイヤについて、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを求める（ステップＳ７１）。次に、複数種類の第２次候補タイヤのうち、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔが大きいものほど、対象車両に装着されるタイヤとして好ましいと評価する（ステップＳ７２）。

【0041】

図９は、第２次候補タイヤＢ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ９，Ｂ１０の操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを例示的に示すグラフである。図９に示されるように、第２次候補タイヤＢ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ９，Ｂ１０のうち、四角で囲まれたタイヤＢ６が最も操舵力スタビリティファクタＫ_ｔが大きく、タイヤＢ６が対象車両に装着されるタイヤとしてより好ましいと評価される。

【0042】

すなわち、安定性目標範囲を、目標設定用タイヤを利用した対象車両におけるドライバによる官能評価に基づいて適値に設定できる。これによって、複数の第１次候補タイヤから、第２次候補タイヤをドライバによる官能評価を考慮しつつ効率的に抽出できる。さらに、第２次候補タイヤの評価を、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔに基づいて容易に評価できる。したがって、複数種類の第１次候補タイヤから、ドライバによる官能評価を考慮しつつ、対象車両に適した第２次候補タイヤを効率的に評価できる。

【0043】

また、ドライバによる官能評価が考慮された第２次候補タイヤから、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔの大きさに基づいてより安定性に優れたタイヤを抽出できる。

【0044】

次に、図１０～図１３を参照して、第１変形例に係るタイヤ評価方法を説明する。第１変形例では、上記基本実施例に対して、ステップＳ４０及びステップＳ６０に換えて、図１０のステップＳ１４０及び図１１のステップＳ１６０を採用している点で異なっている。以下に、ステップＳ１４０及びステップＳ１６０について説明し、基本実施例と共通する点についてはその説明を省略する。

【0045】

図１０は、第１変形例に係る、官能評価に基づくタイヤの目標性能を設定する流れを示すサブルーチン（ステップＳ１４０）である。ステップＳ１４０のステップＳ１４１，Ｓ１４２，Ｓ１４３は、それぞれステップＳ４０のステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３と同じである。ステップＳ１４０は、ステップＳ４０に対してステップＳ１４４，Ｓ１４５，Ｓ１４６が追加されている。

【0046】

ステップＳ１４４において、ドライバによる官能評価に基づいて、複数種類の目標設定用タイヤから、対象車両に設定された操舵角に対するヨーレートの応答性に関する目標性能を満足する２種類以上の応答性目標設定用タイヤを抽出する。次に、応答性目標設定用タイヤそれぞれについて、操舵角の入力に対するヨーレートの応答系の固有振動数である、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａを求める（ステップＳ１４５）。

【0047】

ヨー共振周波数Ｆｙ_ａは、操舵角の入力に対するヨーレートの応答系の固有振動数を示す指標であれば種々のものを使用できる。本実施形態では、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａは、非特許文献１に開示される数式を用いて求める。具体的には、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａは、以下の数式（３）により求められる。

【0048】

【数3】

【0049】

式（３）における時定数（緩和時間）τｆ、τｒは、タイヤの横剛性をｋとして、式（４）、式（５）により表される。

【0050】

【数4】

【0051】

【数5】

【0052】

次に、複数の応答性目標設定用タイヤそれぞれについて求められたヨー共振周波数Ｆｙ_ａの上下限を、ヨー共振周波数の目標範囲である応答性目標範囲の上下限に設定する（ステップＳ１４６）。図１２は、複数種類の応答性目標設定用タイヤのヨー共振周波数Ｆｙ_ａを例示的に示すグラフである。図１２に示されるように、複数種類の応答性目標設定用タイヤのうち、四角で囲まれたタイヤＡ１１，Ａ２０のヨー共振周波数Ｆｙ_ａがそれぞれ、下限値Ｙ１および上限値Ｙ２である。すなわち、応答性目標範囲は、Ｙ１以上Ｙ２以下に設定される。

【0053】

図１１は、複数種類の第１次候補タイヤから第２次候補タイヤを抽出する流れを示すサブルーチン（ステップＳ１６０）である。ステップＳ１６０のステップＳ１６１は、ステップＳ６０のステップＳ６１と同じである。ステップＳ１６０は、ステップＳ６０に対して、ステップＳ１６２が追加されると共に、ステップＳ６２に換えてステップＳ１６３が追加されている。

【0054】

ステップＳ１６２において、複数種類の第１候補タイヤについて、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａを求める。次に、複数種類の第１次候補タイヤのうち、操舵角スタビリティファクタＫ_ａが安定性目標範囲内にあり、且つ、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａが応答性目標範囲内にあるものを第２次候補タイヤとして抽出する（ステップＳ１６３）。すなわち、ステップＳ１６３では、ステップＳ６２に対して、複数種類の第１次候補タイヤを応答性目標範囲によっても抽出している点で異なっている。

【0055】

図１３は、複数種類の第１次候補タイヤが、ヨー共振周波数を第１軸にとり、操舵角スタビリティファクタＫ_ａを第２軸にとってプロットされた、例示的なグラフである。図１３に示されるように、複数種類の第１次候補タイヤＢ１～Ｂ１０のうち、黒丸で示されるタイヤＢ３，Ｂ９，Ｂ１０が、安定性目標範囲と応答性目標範囲との両方に含まれており、これらが第２次候補タイヤとして抽出される。以下、基本実施例と同様に、第２次候補タイヤが評価される。

【0056】

第１変形例によれば、複数種類の第１次候補タイヤから、操舵角スタビリティファクタＫ_ａによる抽出に加えて、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａが応答性目標範囲内にあるものを第２次候補タイヤとして選択することによって、操舵角に対する安定性に加えてヨーレートの応答性が適切に設定されたタイヤを選択できる。

【0057】

次に、図１４，１５を参照して、第２変形に係るタイヤ評価方法を説明する。第２変形例では、上記基本実施例に対して、ステップＳ７０に換えて、図１４のステップＳ２７０を採用している点で異なっている。以下に、ステップＳ２７０について説明し、基本実施形態と共通する点についてはその説明を省略する。

【0058】

図１４は、第２変形例に係る、第２次候補タイヤを評価する流れを示すサブルーチン（ステップＳ２７０）である。ステップＳ２７０のステップＳ２７１は、ステップＳ７０のステップＳ７１と同じである。ステップＳ２７０は、ステップＳ７０に対してステップＳ２７２，Ｓ２７３が追加されて、ステップＳ７２に換えてステップＳ２７４が追加されている。

【0059】

ステップＳ２７２において、複数種類の第２次候補タイヤについて、操舵力の入力に対するヨーレートの応答に関する車体系の共振周波数である車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂを求める（ステップＳ２７２）。

【0060】

車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂは、操舵力の入力に対するヨーレートの応答系に関する車体系の固有振動数を示す指標であれば種々のものがを使用できる。本実施形態では、車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂは、非特許文献１に開示される数式を用いて求める。具体的には、車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂは、以下の数式（６）により求められる。

【0061】

【数6】

【0062】

次に、複数の第２次候補タイヤについて、車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂを第１軸にとり、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを第２軸にとって、グラフにプロットする（ステップＳ２７３）。次に、複数の第２次候補タイヤを、当該第２次候補タイヤがプロットされたグラフを参照しつつ、車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂおよび操舵力スタビリティファクタＫ_ｔに基づいて評価する（ステップＳ２７４）。

【0063】

図１５は、複数種類の第２次候補タイヤが、車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂを第１軸にとり、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを第２軸にとってプロットされた、例示的なグラフである。図１５に示されるように、複数種類の第２次候補タイヤのうち、タイヤＢ６が操舵力スタビリティファクタＫ_ｔおよび車体系共振周波数Ｆｙ_ｔｂが共に大きく、操舵力の入力に対する、安定性および応答性ともに優れていると容易に評価できる。

【0064】

第２変形例によれば、複数の第２次候補タイヤを、操舵力に対する車体系の応答性をも考慮してタイヤを効率的に評価できる。

【0065】

次に、図１６，１７を参照して、第３変形に係るタイヤ評価方法を説明する。第３変形例では、上記基本実施例に対して、ステップＳ７０に換えて、図１６のステップＳ３７０を採用している点で異なっている。以下に、ステップＳ３７０について説明し、基本実施例と共通する点についてはその説明を省略する。

【0066】

図１６は、第３変形例に係る、第２次候補タイヤを評価する流れを示すサブルーチン（ステップＳ３７０）である。ステップＳ３７０のステップＳ３７１は、ステップＳ７０のステップＳ７１と同じである。ステップＳ３７０は、ステップＳ７０に対してステップＳ３７２，Ｓ３７３が追加されて、ステップＳ７２に換えてステップＳ３７４が追加されている。

【0067】

ステップＳ３７２において、複数種類の第２次候補タイヤについて、操舵力の入力に対するヨーレートの応答に関する操舵系の共振周波数である操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓを求める（ステップＳ３７２）。

【0068】

操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓは、操舵力の入力に対するヨーレートの応答系に関する操舵系の固有振動数を示す指標であれば種々のものがを使用できる。本実施形態では、操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓは、非特許文献１に開示される数式を用いて求める。具体的には、操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓは、以下の数式（７）により求められる。

【0069】

【数7】

【0070】

次に、複数の第２次候補タイヤについて、操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓを第１軸にとり、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを第２軸にとって、グラフにプロットする（ステップＳ３７３）。次に、複数の第２次候補タイヤを、当該第２次候補タイヤがプロットされたグラフを参照しつつ、操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓおよび操舵力スタビリティファクタＫ_ｔに基づいて評価する（ステップＳ３７４）。

【0071】

図１７は、複数種類の第２次候補タイヤが、操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓを第１軸にとり、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを第２軸にとってプロットされた、例示的なグラフである。図１７に示されるように、複数種類の第２次候補タイヤのうち、タイヤＢ６が操舵力スタビリティファクタＫ_ｔが最も大きく、操舵力の入力に対する安定性が優れていると容易に評価できる。また、複数種類の第２次候補タイヤのうち、タイヤＢ４が操舵系共振周波数Ｆｙ_ｔｓが最も大きく、操舵力の入力に対する応答性が優れていると容易に評価できる。

【0072】

第３変形例によれば、複数の第２次候補タイヤを、操舵力の入力に対する操舵系の応答性を考慮してタイヤを効率的に評価できる。

【0073】

上記実施形態では、ドライバによる官能評価に基づいて、安定性目標設定用タイヤ及び／又は応答性目標設定用タイヤを、複数種類、抽出することを前提として説明したが、これに限らない。安定性目標設定用タイヤ及び／又は応答性目標設定用タイヤを、対象車両において要求される性能の上限または下限を示すものを抽出するようにしてもよい。この場合、該上限又は下限を示すものとして抽出された安定性目標設定用タイヤ及び／又は応答性目標設定用タイヤの、操舵角スタビリティファクタＫ_ａ及び／又はヨー共振周波数Ｋｙ＿ａを、それぞれの目標範囲の上限または下限として設定してもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、第２次候補タイヤは、第１次候補タイヤから複数種類、抽出される場合を例にとって説明したが、１種類のみ抽出されてもよい。

【0075】

［第２実施形態］
第１実施形態では、タイヤ単体を所定条件（例えば所定の車速および所定の分担荷重）のもと台上で試験することによって計測された、前輪横力Ｆ_ｆおよび後輪横力Ｆ_ｒに基づいて求められる、前輪コーナリングパワーＫ_ｆ及び後輪コーナリングパワーＫ_ｒ（以下、纏めてコーナリングパワーＫと称する場合がある）を利用して、操舵角スタビリティファクタＫ_ａ、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔ及びヨー共振周波数Ｆｙ_ａを求めている。

【0076】

第２実施形態では、被評価タイヤの単体を複数の車速条件のもと台上で試験することによって計測されたコーナリングパワーを利用して、任意の評価車速における、操舵角スタビリティファクタＫ_ａ及び／又は操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを求めてタイヤ評価を実施する。以下に、操舵角スタビリティファクタＫ_ａを求める場合を例にとって説明する。

【0077】

図１８は、第２実施形態に係るタイヤ評価方法の流れを示すフローチャートである。まず、被評価タイヤを、該被評価タイヤが装着される対象車両における前輪の荷重負荷条件のもと複数の車速において台上で試験して、前輪コーナリングパワーＫ_ｆを求める（ステップＳ１）。また、被評価タイヤを、該被評価タイヤが装着される対象車両における後輪の荷重負荷条件のもと複数の車速において台上で試験して、後輪コーナリングパワーＫ_ｒを求める（ステップＳ２）。

【0078】

次に、複数の車速で求められた前輪コーナリングパワーＫ_ｆを車速の関数として近似する近似式を求める（ステップＳ３）。同様に、複数の車速で求められた後輪コーナリングパワーＫ_ｒを車速の関数として近似する近似式を求める（ステップＳ４）。近似式は、例えば最小二乗法を利用して求めることができる。

【0079】

図１９は、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の被評価タイヤを、前輪条件（前輪荷重：４．６１ｋＮ）および後輪条件（後輪荷重：３．６３ｋＮ）のもと、複数の車速（１０ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、１５０ｋｍ／ｈ）での台上試験に供試して求められた、被評価タイヤについての、車速ごとのコーナリングパワーＫがプロットされたグラフである。グラフには、前輪コーナリングパワーＫ_ｆが丸印でプロットされており、後輪コーナリングパワーＫ_ｒが四角印でプロットされている。

【0080】

また、グラフには、前輪コーナリングパワーＫ_ｆおよび後輪コーナリングパワーＫ_ｒそれぞれについて、１次式で近似された近似直線が破線で示されており、３次式で近似された近似曲線が実線で示されている。グラフ中の１次式の近似線を参照すると、分担荷重の低い後輪条件のほうが、前輪条件よりも、車速の増大に伴うコーナリングパワーＫの増大代がより大きい。

【0081】

また、１次式の近似線よりも３次式の近似線のほうが、実測値との誤差が少なく、さらに、車速の増大に伴うコーナリングパワーＫの増大の度合いは、車速域によって異なっている。具体的には、概ね５０ｋｍ／ｈを超えると車速の増大に伴うコーナリングパワーＫの増大が緩やかになり、１００ｋｍ／ｈを超えと車速の増大に伴うコーナリングパワーＫの増大が急激になることが判る。さらに、１００ｋｍ／ｈを超えた速度域では、前輪コーナリングパワーＫ_ｆよりも、後輪コーナリングパワーＫ_ｒのほうが、車速の増大に伴う増大代がより大きくなっている。

【0082】

図１８に戻って、次に、被評価タイヤについて、前輪コーナリングパワーＫ_ｆおよび後輪コーナリングパワーＫ_ｒに基づいて、任意の車速（例えば、対象車両において評価したい速度域）においてスタビリティファクタを求める（ステップＳ５）。

【0083】

具体的には、上記近似式で表された前輪コーナリングパワーＫ_ｆおよび後輪コーナリングパワーＫ_ｒから、任意の車速における前輪コーナリングパワー係数Ｃ_ｆおよび後輪コーナリングパワー係数Ｃ_ｒをそれぞれ求めて、上述した数式（１）により操舵角スタビリティファクタＫ_ａを求め、上述した数式（２）により任意の車速における操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを求める。

【0084】

図２０は、被評価タイヤについて、ステップＳ５により求められた車速ごとの操舵角スタビリティファクタＫ_ａをプロットしたグラフである。グラフにおいて、黒丸で、実測値に基づく操舵角スタビリティファクタＫ_ａが示されている。また、グラフにおいて、１次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫに基づいて求められた操舵角スタビリティファクタＫ_ａが破線で示されており、３次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫに基づいて求められた操舵角スタビリティファクタＫ_ａが実線で示されている。

【0085】

グラフから、被評価タイヤの操舵角スタビリティファクタＫ_ａは、車速の増大に伴って、変化することが判る。また、操舵角スタビリティファクタＫ_ａは、３次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫを用いて求めると実測値との誤差が少ない一方で、１次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫを用いて求めると実測値との乖離が大きいことが判る。

【0086】

また、３次の近似式に基づいて求められた操舵角スタビリティファクタＫ_ａは、速度の増大に伴って単調に増大するのではなく、４０ｋｍ／ｈ弱で一旦ピークを迎えた後、１００ｋｍ／ｈまでやや減少し、１００ｋｍ／ｈを超えたあたりから増大している。操舵力スタビリティファクタＫ_ｔも同様に求めることができるが、説明を省略する。図１８に戻って、任意の車速におけるスタビリティファクタに基づいて、タイヤを評価する（ステップＳ６）。

【0087】

本実施形態によれば、前輪条件または後輪条件のように、荷重条件が異なっており、それぞれ車速に対するコーナリングパワーの変化が異なり得る場合でも、任意の車速における前輪条件および後輪条件におけるコーナリングパワーを精度よく求めることができる。これによって、任意の車速におけるスタビリティファクタを精度よく求めることができ、該スタビリティファクタを利用してタイヤを効率的に評価できる。

【0088】

上記実施形態では、車速の関数で表されたコーナリングパワーＫを用いて、スタビリティファクタを求める場合を例にとって説明したが、これに加えて操舵角に対するヨーレートの応答性に関するヨー共振周波数を求めて、スタビリティファクタおよびヨー共振周波数の両方に基づいて、タイヤ評価を実施してもよい。

【0089】

図２１は、上記実施形態に対して、さらにヨー共振周波数を考慮した、第１変形例に係るタイヤ評価の流れを示すフローチャートである。第１変形例に係るステップＳ１１～Ｓ１５は、上記実施形態のステップＳ１～ステップＳ５と同じである。第１変形例では、上記実施形態に対して、ステップＳ１６が追加されると共に、ステップＳ６に換えてステップＳ１７が追加されている。

【0090】

ステップＳ１１～Ｓ１５において、上記実施形態と同様に、車速の関数として近似式で表されたコーナリングパワーＫに基づいてスタビリティファクタを求める。同様に、車速の関数として近似式で表されたコーナリングパワーＫに基づいて、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａを求める（ステップＳ１６）。

【0091】

図２２は、被評価タイヤについて、ステップＳ１６により求められた車速ごとのヨー共振周波数Ｆｙ_ａをプロットしたグラフである。グラフにおいて、黒四角で、実測値に基づくヨー共振周波数Ｆｙ_ａが示されている。また、グラフにおいて、１次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫに基づいて求められたヨー共振周波数Ｆｙ_ａが破線で示されており、３次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫに基づいて求められたヨー共振周波数Ｆｙ_ａが実線で示されている。

【0092】

グラフから、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａは、車速の増大に伴って減少することが判る。また、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａは、１次式および３次式のどちらの近似式で表されたコーナリングパワーＫを用いて求めても実測値との誤差が少ない一方で、３次式の近似式で表されたコーナリングパワーＫを用いて求めると実測値との誤差がより小さいことが判る。

【0093】

図２１に戻って、近似式に基づいて求められる、任意の車速における、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａおよび操舵角スタビリティファクタＫ_ａに基づいて、タイヤ評価を実施する。図２３は、被評価タイヤについて、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａを第１軸にとり、操舵角スタビリティファクタＫ_ａを第２軸にとって、評価対象の車速（例えば、１００ｋｍ／ｈ）におけるタイヤＡ，Ｂがプロットされたグラフである。

【0094】

図２３から、タイヤＡはタイヤＢよりも操舵角スタビリティファクタＫ_ａが優れる一方で、タイヤＢはタイヤＡよりもヨー共振周波数が優れていることが容易に判る。つまり、グラフから、タイヤＡは、タイヤＢに対して、安定性に優れているが、応答性に劣っていることが直感的に判りやすい。

【0095】

第１変形例によれば、任意の車速において、操舵角スタビリティファクタＫ_ａ及び／又は操舵力スタビリティファクタＫ_ｔに加えて、ヨー共振周波数Ｆｙ_ａも精度よく求めることができるので、タイヤをより効率的に評価できる。

【0096】

上記実施形態に対して、ニューマチックトレールξを車速ごとに求めて、ニューマチックトレールξを車速の関数として近似式で表し、該ニューマチックトレールξの関数を用いて操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを求めるようにしてもよい。以下、具体的に説明する。

【0097】

図２４は、上記実施形態に対して、さらに車速の関数として表したニューマチックトレールξを用いて求めた操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを考慮した、第２変形例に係るタイヤ評価の流れを示すフローチャートである。第２変形例に係るステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４，２５は、上記実施形態のステップＳ１～Ｓ６と同じである。第２変形例では、上記実施形態に対してステップＳ２３，Ｓ２６が追加される共に、ステップＳ５，Ｓ６に換えてステップＳ２７、Ｓ２８が追加されている。

【0098】

上記実施形態と同様に、ステップＳ２１，Ｓ２２において、被評価タイヤを、該被評価タイヤが装着される対象車両における前輪および後輪の荷重負荷条件のもと複数の車速において台上で試験して、前輪コーナリングパワーＫ_ｆおよび後輪コーナリングパワーＫ_ｒを求める。

【0099】

第２変形例では、被評価タイヤについて、複数の車速においてニューマチックトレールξを求める（ステップＳ２３）。具体的には、被評価タイヤが装着される対象車両における前輪の荷重負荷条件のもと複数の車速において台上で試験して、セルフアライニングトルクを計測する。さらに、計測された各車速ごとのセルフアライニングトルクを、対応する車速ごとに求められた前輪コーナリングパワーＫ_ｆで除することによって、各車速ごとのニューマチックトレールξが算出される。なお、ステップＳ２３におけるセルフアライニングトルクの計測を、ステップＳ２１における前輪横力Ｆ_ｆの計測と同時に実施してもよい。

【0100】

次にステップＳ２４，Ｓ２５において、前輪コーナリングパワーＫ_ｆおよび後輪コーナリングパワーＫ_ｒそれぞれについて車速の関数として近似する近似式を作成する。同様に、複数の車速ごとに求められたニューマチックトレールξを車速の関数として近似する近似式を求める（ステップＳ２６）。近似式は、例えば最小二乗法を利用して求めることができる。

【0101】

次に、任意の車速において操舵力スタビリティファクタを求める（ステップＳ２７）。ここで、操舵力スタビリティファクタの算出には、任意の車速におけるニューマチックトレールξを用いる。具体的には、上記近似式で表されたニューマチックトレールξの関数から、任意の車速におけるニューマチックトレールξを求めて、上述した数式（２）により任意の車速における操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを求める。

【0102】

最後に、任意の車速において求められた、操舵力スタビリティファクタＫ_ｔを用いて、被評価タイヤを評価する（ステップＳ２８）。

【0103】

第２変形例によれば、任意の車速における前輪コーナリングパワーＫ_ｆおよび後輪コーナリングパワーＫ_ｒに加えて、任意の車速におけるニューマチックトレールに基づいて、任意の車速における操舵力スタビリティファクタを精度よく求めることができるので、タイヤをより一層効率的に評価できる。

【0104】

なお、第１変形例と第２変形例とを組み合わせて、タイヤを評価してもよい。

【0105】

本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0106】

１ 車両モデル
２ 前タイヤモデル
３ 後タイヤモデル
１０ 操舵系モデル
１１ 操舵系
１２ ステアリングホイール
Ｋ_ａ 操舵角スタビリティファクタ
Ｋ_ｔ 操舵力スタビリティファクタ
Ｆｙ_ａ ヨー共振周波数
Ｆｙ_ｔｂ 車体系共振周波数
Ｆｙ_ｔｓ 操舵系共振周波数
Ｋ_ｆ 前輪コーナリングパワー
Ｋ_ｒ 後輪コーナリングパワー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】