JP2016090329A - タイヤ特性算出方法及びタイヤ特性算出装置 - Google Patents
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Description
タイヤ性能測定システムは、具体的には、接地面上でタイヤを回転させる試験機と、試験機での試験条件を設定する条件設定部と、タイヤと接地面とを相対的に移動させている状態で、タイヤの周上の少なくとも一部の変形を測定する変形測定部と、変形測定部で検出した変形と、条件設定部で設定された試験条件とに基づいて、タイヤのばね定数を算出するばね定数算出部と、を有する。
路面上で前記路面に対するスリップ角をタイヤに付与してタイヤを転動させた条件における、タイヤ回転軸と前記路面との間のスリップ角付き離間距離のデータと、タイヤの横力のデータと、をコンピュータが取得するステップと、
前記コンピュータが、前記スリップ角付き離間距離のデータと、スリップ角が0度のときのタイヤの転動中の前記回転軸と前記路面との間の0度離間距離のデータとを用いて、前記路面上でタイヤが仮想的に横変位する仮想横変位量を算出するステップと、
前記コンピュータが、前記横力のデータと前記仮想横変位量を用いて、転動中のタイヤの横ばね定数を算出するステップと、を有する。
路面上で前記路面に対するスリップ角をタイヤに付与してタイヤを転動させた条件における、タイヤの回転軸と前記路面との間のスリップ角付き離間距離のデータと、タイヤの横力のデータと、を取得するデータ取得部と、
前記スリップ角付き離間距離のデータと、スリップ角が0度のときのタイヤの転動中の前記回転軸と前記路面との間の0度離間距離のデータとを用いて、前記路面上でタイヤが仮想的に横変位する仮想横変位量を算出する第1の演算部と、
前記横力データと前記仮想横変位量を用いて、転動中のタイヤの横ばね定数を算出する第2の演算部、を有する。
図1(a),(b)は、スリップ角αを付加した転動中のタイヤを説明する図である。本実施形態では、キャンバー角0度を前提とする。スリップ角αは、タイヤの回転軸に垂直な面と、タイヤと路面との相対的な移動方向を含む路面に垂直な面との間の路面上における傾斜角度をいう。タイヤ10は、路面12を負荷荷重Fz及び走行速度Vの計測条件で走行している。さらに、タイヤ10にはスリップ角αが付与される。このときタイヤ10のタイヤ回転軸14に働く横力Fyが計測される。このように、負荷荷重Fz、走行速度V、及びスリップ角αの条件で、横力Fyを計測するタイヤ試験機としては、公知の試験機を用いることができる。タイヤ試験機として、例えば、ベルトの面を路面としたベルト式タイヤ試験機や、ドラムの面を路面としたドラム式タイヤ試験機を挙げることができる。本実施形態では、スリップ角αを与えて横力Fyを計測するとき、タイヤ10のタイヤ回転軸14と路面12との間のスリップ角付き離間距離Z(α)を取得する。Z(α)も、タイヤ試験機に組み込まれた変位計によって計測することができる。
したがって、図3(a)に示すサイド部の横変形16を、図3(b)に示すように模式的に表すことができる。すなわち、図3(b)に示すように、横変形16における仮想横変位量Δy(α)は、図3(b)に示す直角三角形の底辺の長さとして表すことができる。したがって、図3(b)に示すように、スリップ角付き離間距離Z(α)と0度離間距離Z(0)を用いて、直角三角形の三平方の定理にしたがって仮想横変位量Δy(α)を算出することができる。
本実施形態では、この仮想横変位量Δy(α)と横力の計測結果とを用いて、転動中のタイヤの横ばね定数を算出する。
図4は、本実施形態の横はね定数Kyを算出するタイヤ特性算出装置20の構成を説明する図である。タイヤ特性算出装置20は、コンピュータにより構成される。コンピュータの図示されないメモリに記憶されるプログラムを起動することによってデータ取得部22、第1の演算部24、及び第2の演算部26が形成される。すなわち、データ取得部22、第1の演算部24、及び第2の演算部26は、プログラムが起動することにより形成されるソフトウェアモジュールである。したがって、データ取得部22、第1の演算部24、及び第2の演算部26の動作は、実質的にコンピュータの図示されないCPUによって司られる。
図6は、本実施形態のタイヤ特性算出方法のフローの一例を示す図である。
まず、スリップ角αをタイヤ10に付与してタイヤ10を転動させた条件におけるスリップ角付き離間距離Z(α)と、タイヤ10の横力Fy(α)とがデータ取得部22により取得される(ステップS10)。このとき、0度離間距離Z(0)と計測条件であるスリップ角α及び負荷荷重Fzのデータもデータ取得部22により取得される(ステップS10)。
また、仮想横変位量Δy(α)の算出に用いるスリップ角付き離間距離Z(α)は、横力Fy(α)が、タイヤ10を転動するために路面12に接地させたときの垂直荷重である負荷荷重Fzの半分以下であるときのデータであることが、仮想横変位量Δy(α)を算出する上で好ましい。横力Fy(α)が負荷荷重Fzの半分を超えると、横力Fy(α)によって、タイヤ10のトレッド部が浮き上がるため、サイド部の横変形と仮想横変位量Δy(α)の関係が崩れる。このため、図2(b)や図7に示す直角三角形の横変形から求める仮想横変位量Δy(α)の精度が低下する。
このような横ばね定数KLrに対して、図10(a)に示すように、本実施形態の横はね定数Kyは、良く対応しており、横ばね定数KLrと相関が高いことがわかる。これに対して、従来の静的な横ばね定数では、図10(b)に示すように、横ばね定数KLrに対して相関が低い。これより、本実施形態の横ばね定数Kyの効果は明らかである。
12 路面
14 タイヤ回転軸
16 横変形
20 タイヤ特性算出装置
22 データ取得部
24 第1の演算部
26 第2の演算部
30 出力装置
Claims (9)
- コンピュータを用いてタイヤ特性を算出するタイヤ特性算出方法であって、
路面上で前記路面に対するスリップ角をタイヤに付与してタイヤを転動させた条件における、タイヤ回転軸と前記路面との間のスリップ角付き離間距離のデータと、タイヤの横力のデータと、をコンピュータが取得するステップと、
前記コンピュータが、前記スリップ角付き離間距離のデータと、スリップ角が0度のときのタイヤの転動中の前記回転軸と前記路面との間の0度離間距離のデータとを用いて、前記路面上でタイヤが仮想的に横変位する仮想横変位量を算出するステップと、
前記コンピュータが、前記横力のデータと前記仮想横変位量を用いて、転動中のタイヤの横ばね定数を算出するステップと、を有するタイヤ特性算出方法。 - 前記仮想横変位量を算出するステップでは、前記0度離間距離のデータの二乗から前記スリップ角付き離間距離のデータの二乗を差し引いた差分の平方根を前記仮想横変位量とする、請求項1に記載のタイヤ特性算出方法。
- 前記仮想横変位量を算出するステップでは、前記0度離間距離のデータのε倍(εは0より大きく1未満の定数)した第1の値と、前記スリップ角付き離間距離のデータから前記0度離間距離のデータを(1−ε)倍した値を引いた結果である第2の値を求め、前記第1の値の二乗から前記第2の値の二乗を差し引いた差分の平方根を前記仮想横変位量とする、請求項1に記載のタイヤ特性算出方法。
- 前記コンピュータは、前記スリップ角を複数の値で変化させた複数の条件で、タイヤのスリップ角付き離間距離のデータと、タイヤの横力のデータと、を取得し、前記スリップ角の各条件における前記仮想横変位量と前記横力データとの関係を求め、前記関係から、前記仮想横変位量が0になるときの前記横力データの前記仮想横変位量に対する勾配を算出することにより、前記転動中のタイヤの横ばね定数を算出する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ特性算出方法。
- 前記スリップ角の複数の条件は、0度より大きい角度、及び0度より小さい角度を含む、請求項4に記載のタイヤ特性算出方法。
- 前記仮想横変位量の算出に用いる前記スリップ角付き離間距離のデータは、前記横力のデータが、タイヤを転動するために前記路面に接地させたときの垂直荷重の半分以下であるときのデータである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタイヤ特性算出方法。
- タイヤ特性を算出するタイヤ特性算出装置であって、
路面上で前記路面に対するスリップ角をタイヤに付与してタイヤを転動させた条件における、タイヤの回転軸と前記路面との間のスリップ角付き離間距離のデータと、タイヤの横力のデータと、を取得するデータ取得部と、
前記スリップ角付き離間距離のデータと、スリップ角が0度のときのタイヤの転動中の前記回転軸と前記路面との間の0度離間距離のデータとを用いて、前記路面上でタイヤが仮想的に横変位する仮想横変位量を算出する第1の演算部と、
前記横力データと前記仮想横変位量を用いて、転動中のタイヤの横ばね定数を算出する第2の演算部、を有するタイヤ特性算出装置。 - 前記第1の演算部は、前記0度離間距離のデータの二乗から前記スリップ角付き離間距離のデータの二乗を差し引いた差分の平方根を前記仮想横変位量とする、請求項7に記載のタイヤ特性算出装置。
- 前記第1の演算部は、前記0度離間距離のデータのε倍(εは0より大きく1未満の定数)した第1の値と、前記スリップ角付き離間距離のデータから前記0度離間距離のデータの(1−ε)倍した値を引いた結果である第2の値を求め、前記第1の値の二乗から前記第2の値の二乗を差し引いた差分の平方根を前記仮想横変位量とする、請求項7に記載のタイヤ特性算出装置。
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