特許 7636993 タイヤ評価方法及びタイヤ設計方法

(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】2025-02-18

(45)【発行日】2025-02-27

(54)【発明の名称】タイヤ評価方法及びタイヤ設計方法

(51)【国際特許分類】

   B60C 19/00 20060101AFI20250219BHJP

   G01M 17/02 20060101ALI20250219BHJP

【ＦＩ】

B60C19/00 H

G01M17/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021121596

(22)【出願日】2021-07-26

(65)【公開番号】P2023017365

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】2024-05-13

(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】高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－８９２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３２０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－８４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６２４８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｃ １／００－１９／１２

Ｇ０１Ｍ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被評価タイヤを所定条件の下で転動させる台上試験に供試して、
前記被評価タイヤに、スリップ角を変化させる時系列データを与えたときの、前記被評価タイヤのタイヤ回転軸に作用する横力及び鉛直軸回りのモーメントそれぞれの過渡応答データを計測し、
前記スリップ角の時系列データに対する前記横力の過渡応答データの遅れ時間として定義された、第１遅れ時間を算出し、
前記スリップ角の時系列データに対する前記鉛直軸回りのモーメントの過渡応答データの遅れ時間として定義された、第２遅れ時間を算出し、
前記第１遅れ時間と前記第２遅れ時間とに基づいて、前記鉛直軸回りのモーメントの過渡応答データに対する前記横力の過渡応答データの遅れとして定義された、第３遅れ時間を算出し、
前記所定条件を前輪転動条件として算出された前記第３遅れ時間である前輪第３遅れ時間と、前記所定条件を後輪転動条件として算出された前記第１遅れ時間である後輪第１遅れ時間とに基づいて、前記被評価タイヤを評価する、タイヤ評価方法。

【請求項2】

前記前輪転動条件での前記被評価タイヤの評価において、前記前輪第３遅れ時間が短いほど好ましい、
請求項１に記載のタイヤ評価方法。

【請求項3】

前記後輪転動条件での前記被評価タイヤの評価において、前記後輪第１遅れ時間が長いほど好ましい、
請求項１又は２に記載のタイヤ評価方法。

【請求項4】

前記前輪第３遅れ時間と前記後輪第１遅れ時間とを、それぞれに設定された重み付け係数をそれぞれ乗じて合算することにより算出された評価指標に基づいて、前記被評価タイヤを評価する、
請求項１に記載のタイヤ評価方法。

【請求項5】

実車試験における官能評価により目標とする基準タイヤを抽出し、
前記基準タイヤを台上試験に供試し、
前記基準タイヤについて、前記前輪第３遅れ時間である基準前輪第３遅れ時間と、前記後輪第１遅れ時間である基準後輪第１遅れ時間とを算出し、
前記被評価タイヤの前記前輪第３遅れ時間と前記後輪第１遅れ時間とを、前記基準前輪第３遅れ時間及び／又は前記基準後輪第１遅れ時間と比較することによって評価する、
請求項１～４のいずれか１つに記載のタイヤ評価方法。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載のタイヤ評価方法を用いて算出された前記前輪第３遅れ時間及び／又は前記後輪第１遅れ時間に基づいて、改善すべき指標が前記前輪第３遅れ時間及び／又は前記後輪第１遅れ時間であるかを判断し、
前記改善すべき指標と判断された前記前輪第３遅れ時間及び／又は前記後輪第１遅れ時間を改善するように、タイヤを設計する、タイヤ設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ評価方法及びタイヤ設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、台上試験において、スリップ角の時系列データをタイヤ測定条件としてタイヤに与えたときの、タイヤ回転軸に作用する物理量（横力及びセルフアライニングトルク）の過渡応答データを、タイヤ力学モデルを用いて定めた応答関数によって予測データとして算出することを開示している。

【0003】

非特許文献１は、後輪横剛性を低下させることにより後輪横力の発生が遅れる結果、車両のヨー角加速度が増加し曲がり易い車となることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１７１４６７号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】大下宰一郎著（他４名）、「前後輪の横剛性差がヨー応答特性改善に及ぼす効果」、公益社団法人自動車技術会 ２０２０年秋季大会学術講演会講演予稿集、２０２０年１０月１６日発行

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１はタイヤ回転軸に作用する物理量の算出を開示しており、非特許文献１は旋回性を向上させるために後輪の横剛性を低下させることを開示しているが、それぞれ台上試験で計測されたデータを利用して実車試験における官能評価との相関性を向上させることについての開示はない。

【0007】

本発明は、台上試験で計測されたデータを利用した、実車評価における官能評価との相関性を向上させることができる、タイヤ評価方法及び該タイヤ評価方法を利用したタイヤ設計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】

【0008】

本発明の一態様は、
被評価タイヤを所定条件の下で転動させる台上試験に供試して、
前記被評価タイヤに、スリップ角を変化させる時系列データを与えたときの、前記被評価タイヤのタイヤ回転軸に作用する横力及び鉛直軸回りのモーメントそれぞれの過渡応答データを計測し、
前記スリップ角の時系列データに対する前記横力の過渡応答データの遅れ時間として定義された、第１遅れ時間を算出し、
前記スリップ角の時系列データに対する前記鉛直軸回りのモーメントの過渡応答データの遅れ時間として定義された、第２遅れ時間を算出し、
前記第１遅れ時間と前記第２遅れ時間とに基づいて、前記鉛直軸回りのモーメントの過渡応答データに対する前記横力の過渡応答データの遅れとして定義された、第３遅れ時間を算出し、
前記所定条件を前輪転動条件として算出された前記第３遅れ時間である前輪第３遅れ時間と、前記所定条件を後輪転動条件として算出された前記第１遅れ時間である後輪第１遅れ時間とに基づいて、前記被評価タイヤを評価する、タイヤ評価方法を提供する。

【0009】

本発明によれば、台上試験での計測結果に基づいて、被評価タイヤを前輪第３遅れ時間と後輪第１遅れ時間とによって効率的に評価できる。なお、遅れ時間は、例えば、入力変化後の定常状態の９０％に達した時間と出力変化後の定常状態の９０％に達した時間の差を用いてもよい。時定数が求められる場合は時定数を用いてもよい。

【0010】

具体的には、前輪第３遅れ時間は、鉛直軸回りのモーメントに対する横力の遅れ時間であるので、鉛直軸回りのモーメントがハンドルに伝達されることにより生じるハンドル手応えに対する横力発生の応答性を評価できる。一方、後輪第１遅れ時間は、スリップ角の変化に対する横力の遅れ時間であるので、横力に起因して生じる復元モーメントの立ち上がりの応答性を評価できる。すなわち、前輪第３遅れ時間及び後輪第１遅れ時間によって、実車試験でのドライバによる官能評価と台上試験での計測結果に基づく評価結果との相関性を高めることができる。

【0011】

前記前輪転動条件での前記被評価タイヤの評価において、前記前輪第３遅れ時間が短いほど好ましいと判断してもよい。

【0012】

本構成によれば、被評価タイヤは、前輪第３遅れ時間が短いほど、ハンドル手応えに対して応答性よく横力が発生すると判断できる。

【0013】

前記後輪転動条件での前記被評価タイヤの評価において、前記後輪第１遅れ時間が長いほど好ましいと判断してもよい。

【0014】

本構成によれば、被評価タイヤは、後輪第１遅れ時間が長いほど、後輪における復元モーメントの立ち上がりが遅くなるので、旋回初期の応答性がよくなると判断できる。

【0015】

前記前輪第３遅れ時間と前記後輪第１遅れ時間とを、それぞれに設定された重み付け係数をそれぞれ乗じて合算することにより算出された評価指標に基づいて、前記被評価タイヤを評価してもよい。

【0016】

本構成によれば、前輪第３遅れ時間と後輪第１遅れ時間とがそれぞれの重み付け係数によって重み付されて合算された１つの評価指標に基づいて、被評価タイヤを効率的に評価できる。

【0017】

実車試験における官能評価により目標とする基準タイヤを抽出し、
前記基準タイヤを台上試験に供試し、
前記基準タイヤについて、前記前輪第３遅れ時間である基準前輪第３遅れ時間と、前記後輪第１遅れ時間である基準後輪第１遅れ時間とを算出し、
前記被評価タイヤの前記前輪第３遅れ時間と前記後輪第１遅れ時間とを、前記基準前輪第３遅れ時間及び／又は前記基準後輪第１遅れ時間と比較することによって評価してもよい。

【0018】

本構成によれば、被評価タイヤを基準タイヤとの比較によって評価することによって、台上試験での計測に基づく評価を、実車試験における官能評価との相関性をより一層向上させることができる。

【0019】

本発明の他の態様は、
上記いずれか１つに記載のタイヤ評価方法を用いて算出された前記前輪第３遅れ時間及び／又は前記後輪第１遅れ時間に基づいて、改善すべき指標が前記前輪第３遅れ時間及び／又は前記後輪第１遅れ時間であるかを判断し、
前記改善すべき指標と判断された前記前輪第３遅れ時間及び／又は前記後輪第１遅れ時間を改善するように、タイヤを設計する、タイヤ設計方法を提供する。

【0020】

本発明によれば、上記タイヤ評価方法を用いて改善すべき指標を容易に判断することができ、該改善すべき指標を改善するようにタイヤを設計できるので、タイヤを効率的に設計できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、台上試験で計測されたデータを利用した、実車評価における官能評価との相関性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1A】本発明の一実施形態に係る台上タイヤ評価システムの概略図。

【図1B】図１の台上タイヤ評価システムをタイヤ軸心方向から見た概略図。

【図2】タイヤに作用する力を概念的に示す図。

【図3】台上タイヤ評価システムに係るタイヤ評価方法を示すフローチャート。

【図4】第１遅れ時間の算出方法を説明するグラフ。

【図5】第１遅れ時間の計測例を示すグラフ。

【図6】第２遅れ時間の計測例を示すグラフ。

【図7】第３遅れ時間の計測例を示すグラフ。

【図8】実車における操舵応答性の官能評価例を示すグラフ。

【図9】台上タイヤ評価システムによる算出結果をプロットしたグラフ。

【図10】第２実施形態に係る台上タイヤ評価システムの概念図。

【図11】図１０のシステムに係るタイヤ評価を示すフローチャート。

【図12】接地荷重と遅れ時間との関係を示すグラフ。

【図13】第３実施形態に係る台上タイヤ評価システムの概念図。

【図14】図１３のシステムに係る評価方法の一例を示すグラフ。

【図15】図１３のシステムに係る評価方法の他の例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

【0024】

［第１実施形態］
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る台上タイヤ評価システム１００の概略構成を示している。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、台上タイヤ評価システム１００は、被評価タイヤＸを台上で転動させながら計測する台上タイヤ試験装置１と、計測されたデータに基づいて被評価タイヤＸの評価に係る指標を算出する算出装置３とを有している。

【0025】

台上タイヤ試験装置１は、被評価タイヤＸを所定条件の下で転動させる転動部１０と、転動部１０の作動を制御する制御部２０とを有している。

【0026】

転動部１０は、走行台１１とタイヤ支持部１２とを有している。走行台１１は、一対のローラ１４間に巻き回された帯状の無端体１１ａを有しており、無端体１１ａの外表面上に被評価タイヤＸが転動する。無端体１１ａは、一対のローラ１４の少なくとも一方を駆動させることにより一対のローラ１４間を回動する。被評価タイヤＸは、回動する無端体１１ａから駆動力が与えられて供回りすることによって、走行台１１上を所望の移動速度Ｖ（無端体１１ａに対する相対速度）で転動する。

【0027】

タイヤ支持部１２は、被評価タイヤＸを、タイヤ回転軸（ハブともいう）１２ａを介して回転可能に支持する。タイヤ回転軸１２ａには、被評価タイヤＸがホイール１６を介してハブボルト１７及びナット１８により固定されている。また、タイヤ支持部１２は、被評価タイヤＸに所望のスリップ角ＳＡを与える。さらに、タイヤ支持部１２は、被評価タイヤＸを無端体１１ａに対して所望の接地荷重Ｐで接地させる。タイヤ支持部１２は、タイヤ回転軸１２ａに作用する力を検出するロードセル１３を有している。ロードセル１３は、タイヤ支持部１２とタイヤ回転軸１２ａとの間に介設されており、タイヤ回転軸１２ａに作用する６分力（タイヤ軸方向、鉛直方向、タイヤ軸方向及び鉛直方向に直交する方向の３軸方向の３つの力と、各軸回りの３つのモーメント）を計測する。このほか、タイヤ支持部１２を、被評価タイヤＸに所望のキャンバー角を与えるように構成してもよい。

【0028】

図２は、走行台１１上を転動する被評価タイヤＸを上方から見た図であり、被評価タイヤＸの接地部に作用する力を概念的に示している。図２に示される状態では、被評価タイヤＸは、進行方向Ｄ０に対して右側へスリップ角ＳＡが付与された状態で無端体１１ａ上を移動速度Ｖで転動している。

【0029】

このとき、被評価タイヤＸの接地部には、タイヤ回転軸１２ａに直交する第１方向Ｄ１における進行方向後側へξ（ニューマチックトレール）離れた位置おいて、無端体１１ａからタイヤ回転軸１２ａに平行な第２方向Ｄ２（図において右側）へ横力Ｆｙが作用するとともに、第１方向Ｄ１の後側に転がり抵抗ＲＲが作用する。横力Ｆｙと転がり抵抗ＲＲとの合力Ｆのうち進行方向Ｄ０に直交する方向の成分をコーナリングフォースＣＦと称し、進行方向Ｄ０の成分をドラッグフォースＤＦと称する。

【0030】

本実施形態で対象とするスリップ角ＳＡが小さい領域（例えば１°程度）では、横力ＦｙとコーナリングフォースＣＦとは概ね等しいので、以下、横力Ｆｙを参照して説明するが、コーナリングフォースＣＦに置き換えてもよい。

【0031】

鉛直軸回りのモーメントＭｚは、被評価タイヤＸに対して鉛直軸周りに作用する回転モーメントであり、スリップ角ＳＡを解消する方向に作用する。本明細書では、鉛直軸回りのモーメントＭｚは、ニューマチックトレールξに横力ＳＦを乗じて算出されるトルクＭｓと、スリップ角ＳＡを与えた初期段階等に過渡的に生じる被評価タイヤＸのサイド部のねじれに起因したトルクＭｔとが合計されたトルクである。接地部で生じる横力Ｆｙと鉛直軸回りのモーメントＭｚとは、タイヤ回転軸１２ａに伝達される。

【0032】

図１Ａに示されるように、制御部２０は、Ｆｙ計測部２１と、Ｍｚ計測部２２と、作動制御部２３とを有している。Ｆｙ計測部２１及びＭｚ計測部２２はそれぞれ、被評価タイヤＸを所定の接地荷重Ｐ、所定の移動速度Ｖ及びスリップ角ＳＡで転動させたときに、ロードセル１３からの信号に基づいて、タイヤ回転軸１２ａに作用する横力Ｆｙと鉛直軸回りのモーメントＭｚとを計測する。

【0033】

作動制御部２３は、被評価タイヤＸの転動条件を制御する。すなわち、作動制御部２３は、接地荷重Ｐ、移動速度Ｖ及びスリップ角ＳＡを制御する。制御部２０には、条件設定部２４が接続されている。条件設定部２４によって、被評価タイヤＸの転動条件、すなわち接地荷重Ｐ、移動速度Ｖ及びスリップ角ＳＡが所望の条件に設定される。

【0034】

なお、スリップ角ＳＡは、経時的に変化するランプ関数として定義された時系列データとして与えられる。すなわち、スリップ角ＳＡの変化によるランプ応答として、Ｆｙ計測部２１及びＭｚ計測部２２によって、横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚが過渡的に変化した過渡応答データが計測される。

【0035】

算出装置３は、ハードディスク等の記憶部、演算処理部（ＣＰＵ）３０、メモリ、入力装置及び出力装置４０を備えた周知のコンピュータと、コンピュータに実装されたソフトウェアとによって構成されている。演算処理部３０は、第１遅れ時間算出部３１と、第２遅れ時間算出部３２と、第３遅れ時間算出部３３と、プロット部３４とを有している。

【0036】

第１遅れ時間算出部３１は、スリップ角ＳＡ変化のランプ応答としてＦｙ計測部２１で計測される被評価タイヤＸの横力Ｆｙの過渡応答データの、スリップ角ＳＡの時系列データに対する遅れ時間を第１遅れ時間Ｔ１として算出する。

【0037】

第２遅れ時間算出部３２は、スリップ角ＳＡ変化のランプ応答としてＦｙ計測部２１で計測される被評価タイヤＸの鉛直軸回りのモーメントＭｚの過渡応答データの、スリップ角ＳＡの時系列データに対する遅れ時間を第２遅れ時間Ｔ２として算出する。

【0038】

第３遅れ時間算出部３３は、第１遅れ時間Ｔ１から第２遅れ時間Ｔ２を減じた値を第３遅れ時間Ｔ３として算出する。すなわち、第３遅れ時間Ｔ３は、スリップ角ＳＡの時系列データに対してランプ応答によりそれぞれ計測される、横力Ｆｙの鉛直軸回りのモーメントＭｚに対する遅れ時間を意味している。

【0039】

プロット部３４は、前輪転動条件の下で計測された横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚに基づいて算出された前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆを横軸にとり、後輪転動条件の下で計測された横力Ｆｙに基づいて算出された後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを縦軸にとってプロットしたグラフを出力装置４０に出力する。

【0040】

図３は、台上タイヤ評価システム１００を用いたタイヤ評価方法及びタイヤ設計方法の流れを示すフローチャートである。図３に示されるように、まず、被評価タイヤＸを台上タイヤ試験装置１にセットして台上試験に供試する（ステップＳ００１）。次いで、条件設定部２４を介して前輪転動条件（接地荷重Ｐ、移動速度Ｖ、スリップ角ＳＡのランプ関数による時系列データ）を設定する（ステップＳ００２）。次いで、作動制御部２３は、設定された前輪転動条件で被評価タイヤＸの転動を開始させる（ステップＳ００３）。

【0041】

次いで、Ｆｙ計測部２１及びＭｚ計測部２２によって、前輪転動条件により転動中の被評価タイヤＸからタイヤ回転軸１２ａに作用する横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚが計測される（ステップＳ００４）。横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚは、スリップ角ＳＡの時系列変化に対するランプ応答としての過渡応答データとして計測される。次いで、作動制御部２３は被評価タイヤＸの転動を停止させる。（ステップＳ００５）。

【0042】

次いで、第１遅れ時間算出部３１は、前輪転動条件における被評価タイヤＸについて前輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｆを算出する（ステップＳ００６）。図４は、第１遅れ時間Ｔ１の算出方法を概念的に示すグラフである。本実施形態では、第１遅れ時間Ｔ１を、時系列データにおいて、スリップ角ＳＡ及び横力Ｆｙがそれぞれ、定常値の９０％となる９０％ＳＡ及び９０％Ｆｙとなる時間ｔ１及びｔ２の時間差によって算出している。このほか、第１遅れ時間Ｔ１を、定常値の９０％以外の所定値（例えば、定常値の８５％，６４％等）となるスリップ角ＳＡ及び横力Ｆｙとなる時間ｔ１及びｔ２の時間差によって算出してもよい。

【0043】

図示は省略するが、第２遅れ時間算出部３２も同様に、時系列データにおいて、スリップ角ＳＡ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚがそれぞれ定常値の９０％となる９０％ＳＡ及び９０％Ｍｚとなる時間ｔ１及びｔ３の時間差によって算出される。

【0044】

このほか、スリップ角ＳＡの時系列データに対する横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚの過渡応答データのそれぞれの一周期分の波形に基づいて算出した時定数を、遅れ時間として採用してもよい。時定数を同定するには、例えば、横力Ｆｙ（１次応答系）及び鉛直軸回りのモーメントＭｚ（１次応答系）の伝達関数を用いてランプ応答の時系列データから時定数を同定する方法、若しくは、ステップ応答により出力が定常値の６３．２％になる時間を基準に時定数を求める方法等を用いてもよい。なお、遅れ時間を、ランプ応答の定常値の９０％に到達する時間に基づいて算出する場合、時定数の同定およびステップ応答時の試験機の制御遅れの複雑な分析を要しないので、時定数を求める場合に比して容易に遅れ時間を算出できる。

【0045】

次いで、第２遅れ時間算出部３２は、同様に、前輪転動条件における被評価タイヤＸについて前輪第２遅れ時間Ｔ２_Ｆを算出する（ステップＳ００７）。次いで、第３遅れ時間算出部３３は、前輪転動条件における被評価タイヤＸについて前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆを算出する（ステップＳ００８）。

【0046】

次に、条件設定部２４を介して後輪転動条件（接地荷重Ｐ、移動速度Ｖ、スリップ角ＳＡのランプ関数による時系列データ）を設定する（ステップＳ０９）。次いで、作動制御部２３は、設定された後輪転動条件で被評価タイヤＸの転動を開始させる（ステップＳ０１０）。

【0047】

次いで、Ｆｙ計測部２１によって、後輪転動条件により転動中の被評価タイヤＸのタイヤ回転軸１２ａに作用する横力Ｆｙが計測される（ステップＳ０１１）。横力Ｆｙは、スリップ角ＳＡの時系列変化に対するランプ応答としての過渡応答データとして計測される。次いで、作動制御部２３は被評価タイヤＸの転動を停止させる。（ステップＳ０１２）。次いで、第１遅れ時間算出部３１は、後輪転動条件における被評価タイヤＸについて後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを算出する（ステップＳ０１３）。

【0048】

次いで、プロット部３４は、被評価タイヤＸについて、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆを横軸にとり、後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを縦軸にとってプロットしたグラフを、出力装置４０に出力する（ステップＳ０１４）。

【0049】

図５～図７の各グラフには、トレッドパターンのデザイン及び／又は内部のベルトの仕様等の構造の異なる５種類の被評価タイヤＸ１～Ｘ５について、第１遅れ時間Ｔ１、第２遅れ時間Ｔ２及び第３遅れ時間Ｔ３を計測した例を示している。なお、後輪転動条件について、第２遅れ時間Ｔ２_Ｒ及び第３遅れ時間Ｔ３_Ｒを参考に示している。

【0050】

また、図８のグラフは、被評価タイヤＸ１～Ｘ５を実車に装着して、操舵応答性をドライバによる官能評価により評価した結果を示している。官能評価では、１．０を最も好ましい評価として、数値が低くなるにしたがって評価結果が悪くなることを意味している。

【0051】

被評価タイヤＸ１～Ｘ５は、タイヤサイズは２０５／５５Ｒ１６で共通しており、移動速度Ｖは５０ｋｍ／ｈであり、前輪接地荷重Ｐ_Ｆは約４４００Ｎであり、後輪接地荷重Ｐ_Ｒは約３４００Ｎであり、スリップ角ＳＡは０．２５秒で１°まで線形的に変化させる時系列データである。

【0052】

図５，６に示されるように、台上試験結果では、被評価タイヤＸ１は、他の被評価タイヤＸ２～Ｘ５に比して、第１遅れ時間Ｔ１及び第２遅れ時間Ｔ２が相対的に長い。すなわち、被評価タイヤＸ１は、スリップ角ＳＡの変化に対する横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚの立ち上がりが遅いため、操舵応答性に劣るように思われる。しかしながら、図８に示される実車における官能評価では最も優れた評価結果となっている。

【0053】

一方、図７に示されるように、被評価タイヤＸ１は、他の被評価タイヤＸ２～Ｘ５に比して、第３遅れ時間Ｔ３が相対的に短い。すなわち、被評価タイヤＸ１は、鉛直軸回りのモーメントＭｚの立ち上がりに対して、応答性よく横力Ｆｙが立ち上がっていることが理解される。

【0054】

ここで、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆは、鉛直軸回りのモーメントＭｚに対する横力Ｆｙの遅れ時間であるので、鉛直軸回りのモーメントＭｚがハンドルに伝達されることにより生じるハンドル手応えに対する横力Ｆｙ発生の応答性を評価できる。すなわち、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆが短いほうが、操舵手応えに対して横力Ｆｙが応答性よく発生すると考えられる。

【0055】

一方、後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒは、スリップ角ＳＡの変化に対する横力Ｆｙの遅れ時間であるので、横力Ｆｙに起因して生じる復元モーメントの立ち上がりの応答性を評価できる。すなわち、後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒが長いほうが、後輪において復元モーメントの発生が遅れるので操舵初期における旋回性を向上させやすいと考えられる。

【0056】

図９は、出力装置４０に出力されるグラフに、実車における官能評価結果を合わせて示したものである。図９から、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆは短いほど官能評価結果が優れていることがわかる。一方、後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒは長いほど官能評価結果がすぐれていることがわかる。

【0057】

したがって、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆ及び後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒでプロットされたグラフから、各被評価タイヤＸ１～Ｘ５について改善すべき指標を容易に把握できる。例えば、被評価タイヤＸ２及びＸ３については、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆを短くしつつ後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを長くすることによって、実車における操舵応答性及び旋回性の官能評価の改善が見込まれることを視覚的に容易に理解しやすい。一方、被評価タイヤＸ４及びＸ５については、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆを短くすることによって、実車における操舵応答性の改善が見込まれることを視覚的に容易に理解しやすい。

【0058】

最終的に、台上タイヤ評価システム１００による評価結果を考慮して、被評価タイヤＸ２及びＸ３については、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆ及び後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを改善するように設計見直しを検討でき、被評価タイヤＸ４及びＸ５については、後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを改善するように設計見直しを検討できる（ステップＳ０１６）。

【0059】

上記実施形態に係る台上タイヤ評価システム１００によれば、台上タイヤ試験装置１での計測結果に基づいて、被評価タイヤＸを前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆと後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒとによって効率的に評価できる。具体的には、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆ及び後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒによって、実車試験でのドライバによる官能評価と台上試験での計測結果に基づく評価結果との相関性を高めることができる。また、被評価タイヤＸについて、改善すべき指標を容易に判断することができ、該改善すべき指標を改善するようにタイヤを設計できるのでタイヤを効率的に設計できる。

【0060】

［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態に係る台上タイヤ評価システム２００の概略構成を示している。台上タイヤ評価システム２００は、第１実施形態に係る台上タイヤ評価システム１００に対して算出装置３が異なっている。以下、台上タイヤ評価システム１００と共通する構成については同じ参照符号を使用してその説明を省略する。

【0061】

台上タイヤ評価システム２００における算出装置３は、演算処理部３０に第１遅れ時間推定部３５と第２遅れ時間推定部３６とをさらに有している。

【0062】

第１遅れ時間推定部３５は、複数の接地荷重Ｐで計測された横力Ｆｙそれぞれについて第１遅れ時間算出部３１で算出された複数の第１遅れ時間Ｔ１に基づいて、第１遅れ時間Ｔ１を接地荷重Ｐの関数として推定する第１遅れ時間推定式を算出して、該推定式に基づいて所定の接地荷重Ｐにおける第１遅れ時間Ｔ１を推定する。

【0063】

第２遅れ時間推定部３６は、複数の接地荷重Ｐで計測された鉛直軸回りのモーメントＭｚそれぞれについて第２遅れ時間算出部３２で算出された複数の第２遅れ時間Ｔ２に基づいて、第２遅れ時間Ｔ２を接地荷重Ｐの関数として推定する第２遅れ時間推定式を算出して、該推定式に基づいて所定の接地荷重Ｐにおける第２遅れ時間Ｔ２を推定する。

【0064】

図１１は、台上タイヤ評価システム２００を用いたタイヤ評価方法及びタイヤ設計方法の流れを示すフローチャートである。図１１に示されるように、まず、被評価タイヤＸを台上タイヤ試験装置１にセットして台上試験に供試する（ステップＳ１０１）。次いで、条件設定部２４を介して転動条件（複数の接地荷重Ｐ、移動速度Ｖ、スリップ角ＳＡのランプ関数による時系列データ）を設定する（ステップＳ１０２）。次いで、作動制御部２３は、設定された転動条件すなわち移動速度Ｖ及びスリップ角ＳＡの時系列データを共通として複数の接地荷重Ｐごとに被評価タイヤＸの転動を開始させる（ステップＳ１０３）。

【0065】

このとき、複数の接地荷重Ｐごとに、Ｆｙ計測部２１及びＭｚ計測部２２によって、被評価タイヤＸからタイヤ回転軸１２ａに作用する横力Ｆｙ及び鉛直軸回りのモーメントＭｚが計測される（ステップ１０３）。次いで、作動制御部２３は、被評価タイヤＸの転動を停止させる（ステップＳ１０４）。

【0066】

次いで、第１遅れ時間推定部３５は、複数の接地荷重Ｐごとに計測された横力Ｆｙそれぞれについて第１遅れ時間Ｔ１を算出する（ステップＳ１０５）。次いで、算出された複数の第１遅れ時間Ｔ１を接地荷重Ｐの関数とする第１遅れ時間推定式を算出する（ステップＳ１０６）。第１遅れ時間推定式は、計測値に基づいて例えば最小二乗法等を用いて算出される。

【0067】

同様に、第２遅れ時間推定部３６は、複数の接地荷重Ｐごとに計測された鉛直軸回りのモーメントＭｚそれぞれについて第２遅れ時間Ｔ２を算出する（ステップＳ１０７）。次いで、算出された複数の第２遅れ時間Ｔ２を接地荷重Ｐの関数とする第２遅れ時間推定式を算出する（ステップＳ１０８）。第２遅れ時間推定式は、計測値に基づいて例えば最小二乗法等を用いて算出される。

【0068】

図１２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、接地荷重Ｐを横軸にとり、第１遅れ時間Ｔ１及び第２遅れ時間Ｔ２を縦軸にとったグラフの一例を示している。グラフには、第１遅れ時間Ｔ１及び第２遅れ時間Ｔ２を接地荷重Ｐの関数とする第１遅れ時間推定式及び第２遅れ時間推定式によるグラフがそれぞれ併せて示されている。

【0069】

なお、図１２（ｂ）において、第２遅れ時間Ｔ２が、接地荷重Ｐが小さい領域においてマイナスとなっており、スリップ角ＳＡよりも鉛直軸回りのモーメントＭｚが先に立ち上がることを意味している。これは、スリップ角ＳＡを与えるためにタイヤ支持部１２が回動した初期において、接地部ではまだスリップ角が生じておらずこのためトルクＭｓが生じない一方で、被評価タイヤＸのサイド部に捻りによるトルクＭｔが生じているためと推定される。すなわち、スリップ角ＳＡが生じる前に、被評価タイヤＸのサイド部の捻りより生じるトルクＭｔにより鉛直軸回りのモーメントＭｚが生じていると推定される。

【0070】

図１１に戻って、第１遅れ時間推定部３５は、前輪接地荷重Ｐ_Ｆに基づいて第１遅れ時間推定式から前輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｆを算出する（ステップＳ１０９）。次いで、第２遅れ時間推定部３６は、前輪接地荷重Ｐ_Ｆに基づいて第２遅れ時間推定式から前輪第２遅れ時間Ｔ２_Ｆを算出する（ステップＳ１１０）。次いで、第３遅れ時間算出部３３は、前輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｆ及び前輪第２遅れ時間Ｔ２_Ｆに基づいて、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆを算出する（ステップＳ１１１）。

【0071】

次いで、第１遅れ時間推定部３５は、後輪接地荷重Ｐ_Ｒに基づいて第１遅れ時間推定式から後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒを算出する（ステップＳ１１２）。

【0072】

以降、第１実施形態に係る台上タイヤ評価システム１００と同様に、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆ及び後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒをプロットしたグラフを出力装置４０に出力し（ステップＳ１１３）、該グラフに基づいて被評価タイヤＸを評価し（ステップＳ１１４）、被評価タイヤＸの設計見直しを検討する（ステップＳ１１５）。

【0073】

第２実施形態に係る台上タイヤ評価システム２００によれば、第１遅れ荷重推定式及び第２遅れ荷重推定式に基づいて、任意の接地荷重における第１遅れ時間Ｔ１及び第２遅れ時間Ｔ２を推定できる。

【0074】

［第３実施形態］
図１３は、第３実施形態に係る台上タイヤ評価システム３００の概略構成を示している。台上タイヤ評価システム３００は、第１実施形態に係る台上タイヤ評価システム１００に対して算出装置３が異なっている。以下、台上タイヤ評価システム１００と共通する構成については同じ参照符号を使用してその説明を省略する。

【0075】

台上タイヤ評価システム３００における算出装置３は、演算処理部３０に評価部３７をさらに有している。

【0076】

評価部３７は、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆ及び後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒについての所定の評価基準に基づいて、被評価タイヤＸを評価する。図１４は、図９のグラフをベースとして、評価基準として、実車における官能評価により許容下限（目標）である０．７５と抽出された基準タイヤＺについて、算出された基準前輪第３遅れ時間Ｓ３_Ｆ及び基準後輪第１遅れ時間Ｓ１_Ｒが算出されてプロットされている。

【0077】

評価部３７は、基準タイヤＺとの相対比較によって被評価タイヤＸを評価する。図１４によれば、例えば、被評価タイヤＸ１は、基準タイヤＺに対して前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆが短く且つ後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒが長いので、実車における官能評価において、基準タイヤＺに対して、操舵手応えに対する横力Ｆｙの応答性及び旋回性共に優れる評価となることが見込まれる。

【0078】

一方、被評価タイヤＸ２及びＸ３は、基準タイヤＺに対して前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆが長く且つ後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒが短いので、実車における官能評価において、基準タイヤＺに対して、操舵手応えに対する横力Ｆｙの応答性及び旋回性共に劣る評価となることが見込まれる。

【0079】

また、被評価タイヤＸ４，Ｘ５は、基準タイヤＺに対して前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆは長いものの後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒが長いので、実車における官能評価において、基準タイヤＺに対して、操舵手応えに対する横力Ｆｙの応答性が劣るものの後輪における旋回性に優れる評価となることが見込まれる。

【0080】

したがって、被評価タイヤＸを基準タイヤＺとの比較によって評価することによって、台上試験での計測に基づく評価を、実車試験における官能評価との相関性をより一層向上させることができる。

【0081】

また、基準タイヤＺを実車における官能評価により１．０と評価されたタイヤを用いてもよい。この場合、基準タイヤＺの前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆ及び後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒそれぞれについて所定の偏差で許容下限を判定する判定値を設定して、該判定値によって被評価タイヤＸを評価してもよい。

【0082】

図１５は、変形例に係る評価基準を示している。図１５では、図９のグラフをベースとして、実車における官能評価において評価された複数の被評価タイヤＸに基づく官能評価の評価点の等高線が併せて示されている。図１５によれば、実車における官能評価の評価点の等高線に基づいて、被評価タイヤＸを評価できる。これによっても、被評価タイヤＸを等高線に基づいて評価することによって、台上試験での計測に基づく評価を、実車試験における官能評価との相関性をより一層向上させることができる。

【0083】

さらに、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆと後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒとを、それぞれに設定された重み付け関数をそれぞれ乗じて合算することにより算出される評価指標に基づいて、被評価タイヤを評価してもよい。具体的には、算出された評価指標を、所定の閾値に徴して評価してもよい。この場合、前輪第３遅れ時間Ｔ３_Ｆと後輪第１遅れ時間Ｔ１_Ｒとがそれぞれの重み付け係数によって重み付されて合算された１つの評価指標に基づいて、被評価タイヤを効率的に評価できる。

【0084】

上記実施形態では、台上タイヤ試験装置１と算出装置３とを有する台上タイヤ評価システム１００，２００，３００を例にとって説明したが、算出装置３を台上タイヤ試験装置１に一体化してもよい。

【0085】

また、第３実施形態に係る台上タイヤ評価システム３００は、第１実施形態に係る台上タイヤ評価システム１００をベースとして説明したが、第２実施形態に係る台上タイヤ評価システム２００に組み合わせてもよい。

【0086】

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】

【0087】

１ 台上タイヤ試験装置
３ 算出装置
１２ タイヤ支持部
１２ａ タイヤ回転軸
２０ 制御部
２１ Ｆｙ計測部
２２ Ｍｚ計測部
２３ 作動制御部
２４ 条件設定部
３０ 演算処理部
３１ 第１遅れ時間算出部
３２ 第２遅れ時間算出部
３３ 第３遅れ時間算出部
３４ プロット部
１００ 台上タイヤ評価システム
Ｘ 被評価タイヤ
Ｆｙ 横力
Ｍｚ 鉛直軸回りのモーメント
Ｔ１ 第１遅れ時間
Ｔ２ 第２遅れ時間
Ｔ３ 第３遅れ時間

【図1A】

【図1B】

【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】